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

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 der
Grenzschicht gegenüber äußeren Störungen - zusammen, die zur Transition der
laminaren in eine turbulente Grenzschicht führt. Unter diversen Störungen, die die
Transition einleiten können werden hier hauptsächlich Turbulenzelemente in der
unteren Atmosphäre verantwortlich gemacht. Aufgrund der weitestgehend unbekannten Struktur dieser klein-skaligen Wirbelelemente, wurden in der vorliegenden
Untersuchung Anstrengungen unternommen, um diese Wirbel zu beschreiben. Unter
vielen möglichen Messtechniken wurde die Hitzdrahtanemometrie als geeignet erachtet.
Nach der Kalibrierung der Vier-Draht-Heißfilmsonde im Eifelkanal der TU Darmstadt
wurde die gesamte Anlage an dem Forschungsflugzeug G109b des Fachgebiets
Strömungslehre und Aerodynamik montiert und in Betrieb genommen. Die
Datenerfassung fand an drei Sommernachmittagen in einer Höhe von etwa 1100m statt.
Eine Software zur Auswertung wurde entwickelt, die es ermöglicht Auf- bzw. Abwinde
zu identifizieren und Turbulenzgrade bzw. charakteristische Wirbelgrößen über die
Messdauer zu berechnen. Diese graphisch dargestellten Ergebnisse ermöglichen ein
nachträgliches Analysieren und Vergelichen der einzelnen Abbildungen, woraus sich
einige Zusammenhänge ableiten lassen.