Experimentelle Untersuchung klein-skaliger, atmosphärischer Turbulenz mit Hilfe einer Heißfilmsonde im Flugversuch

Studienarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Luft- und Raumfahrttechnik, Note: 1,7, Technische Universität Darmstadt (Strömungslehre und Aerodynamik), Sprache: Deutsch, Abstract: In Anbetracht der Tatsache, dass Segelflugzeuge mit laminaren Tragflügelprofilen,beim Einflug in Bereiche turbulenter Luft, eine Senkung der Flugleistung erfahren,sollen die Mechanismen, die für diesen Effekt verantwortlich sind untersucht werden.Die Verringerung der Flugleistung hängt mit der Rezeptivität - die Anfälligkeit derGrenzschicht gegenüber äußeren Störungen - zusammen, die zur Transition derlaminaren in eine turbulente Grenzschicht führt. Unter diversen Störungen, die dieTransition einleiten können werden hier hauptsächlich Turbulenzelemente in derunteren Atmosphäre verantwortlich gemacht. Aufgrund der weitestgehend unbekannten Struktur dieser klein-skaligen Wirbelelemente, wurden in der vorliegendenUntersuchung Anstrengungen unternommen, um diese Wirbel zu beschreiben. Untervielen möglichen Messtechniken wurde die Hitzdrahtanemometrie als geeignet erachtet.Nach der Kalibrierung der Vier-Draht-Heißfilmsonde im Eifelkanal der TU Darmstadtwurde die gesamte Anlage an dem Forschungsflugzeug G109b des FachgebietsStrömungslehre und Aerodynamik montiert und in Betrieb genommen. DieDatenerfassung fand an drei Sommernachmittagen in einer Höhe von etwa 1100m statt.Eine Software zur Auswertung wurde entwickelt, die es ermöglicht Auf- bzw. Abwindezu identifizieren und Turbulenzgrade bzw. charakteristische Wirbelgrößen über dieMessdauer zu berechnen. Diese graphisch dargestellten Ergebnisse ermöglichen einnachträgliches Analysieren und Vergelichen der einzelnen Abbildungen, woraus sicheinige Zusammenhänge ableiten lassen.