Messtechnik

DLR erforscht Strömungswiderstand mittels berührungsloser Messtechnik

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Schneller 3D-Scanner

Der Atos Triple Scan ermöglicht durch modernste Kamerasensoren und Projektionstechnologie eine Reduktion der Einzelscans und beschleunigt auf diese Weise den gesamten Messablauf. Für eine hochauflösende und flächenhafte Darstellung der 1,5 m x 3 m großen Fläche benötigte der 3D-Scanner weniger als 15 Minuten.

Die erste Messung lieferte dem DLR eine präzise Darstellung der Flügelgeometrie. Die Messergebnisse stellten zudem die Ausgangslage für die weitere Versuchsreihe dar. In einem iterativen Prozess wurden für die anschließenden Flugversuche weitere Veränderungen an dem Flügel vorgenommen. Diese Veränderungen hatten zum Ziel, die Verschiebungen des Umschlagspunktes darzustellen. Dafür fanden thermografische Messungen direkt im Flug statt. Insgesamt fünf Flugversuche mit Wärmebildmessungen zeigten einen positiven Effekt der Geometrieveränderung: Durch die veränderte Rauigkeit der Oberfläche konnte eine Verschiebung des Umschlagspunktes von laminarer zu turbulenter Strömung erreicht und visualisiert werden.

Thermografische Messung des Leitwerks

Sichtbar gemacht wurde dieser Effekt durch die thermografische Messung des Leitwerkes. Turbulente Bereiche kühlen schneller aus, sodass auf dem Infrarotbild signifikante Wärmeunterschiede ersichtlich werden. Dadurch lässt sich genau erkennen, an welcher Stelle der laminare Bereich in einen turbulenten umschlägt. In Anschluss an die letzte Veränderung der Tragfläche und damit auch die letzte Infrarotmessung, erfolgte eine weitere optische Messung samt den vorgenommenen Geometrieveränderungen mit den Messsystemen von GOM. Eingesetzt wurden erneut das Photogrammetriesystem Tritop und der Atos Triple Scan. Dadurch erhielten die Forschenden, zusätzlich zu der Darstellung des Ausgangszustandes des Bauteiles, auch die Darstellung der Tragfläche mit den verschiedenen Geometrieveränderungen, was einen direkten Vergleich beider Datensätze erlaubt.

Die qualitative Erkenntnis, die die Aerodynamiker des DLRs über die Sensibilität der Strömung gegenüber der Tragflächengeometrie gewonnen haben, soll in Zukunft auf Flügel und Flugzeugrumpf übertragen werden. So kann der erforschte Effekt großflächig genutzt werden, mit dem Ziel die Performanz von Flugzeugen zu verbessern und so in Zukunft energieeffizienter und umweltfreundlicher zu produzieren. (jv)

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