Profilaerodynamik Flashcards
Um welchen Faktor ändert sich der Auftrieb L, wenn die Geschwindigkeit der Anströmung v,unendlich verdoppelt wird, während die Sehnenlänge c und der atmosphärische Druck p halbiert werden und die Temperatur T konstant bleibt?
L=0,2rhov,unendlich^2ccA
–> 4*0,5=2
Skizzieren Sie den typischen Verlauf einer Auftriebskurve für ein Profil. Kennzeichnen und beschreiben Sie die folgenden Bereiche: linearer Bereich, stall und deep stall.
- siehe Folie 13/48 V2-Profilaerodynamik
Skizzieren Sie den Verlauf des Auftriebsbeiwertes für eine typisches Profil einer stallgeregelten Anlage!
- siehe Folie 15/48 V2-Profilaerodynamik
Skizzieren Sie die Stromlinien eines umströmten Profils für den Fall einer angelegten Grenzschicht und für den Fall einer abgelösten Grenzschicht. Welches Profil hat einen höheren Strömungswiderstand?
- Kommt es zum Strömungsabriss und damit zu einer abgelösten Grenzschicht, steigt der Widerstandsbeiwert stark an
Skizzieren Sie das Geschwindigkeitsprofil in der Grenzschicht kurz vor der Ablösung. Wie wirken sich verschiedene Druckgradienten auf das Ablöseverhalten des Profils aus?
Folie 21/48 V2-Profilaerodynamik
- Geschwindigkeit und Druck gehören unmittelbar zusammen
- Faustformel: Solange Strömung beschleunigt wird, ist sie stabil, sobald sie verzögert wird, ist sie instabil
- -> Verzögerung ab ca. 40% Sehnenlänge (maximale Dicke des Profils)
- Ein negativer Druckgradient stabilisiert die Grenzschicht auf Profiloberfläche
- Nach dem Ablösepunkt kommt es zur Rückströmung im unteren Bereich des Geschwindigkeitsprofils
Skizzieren Sie Geschwindigkeitsprofile an unterschiedlichen axialen Positionen auf der Saugseite des Profils. Wodurch ist das Geschwindigkeitsprofil im abgelösten Bereich charakterisiert?
- Folie 21/48 V2-Profilaerodynamik
–> Rückströmung
Skizzieren Sie den typischen Verlauf des Druckbeiwertes eines Profils bei a) maximaler Gleitzahl und bei b) Stall.
Folie 22/48 V2-Profilaerodynamik
Welche Vorteile hat ein Profil, bei dem die Grenzschicht möglichst lange laminar bleibt? Wieso wird trotzdem oft ein laminar turbulenter Umschlag gezielt im vorderen Bereich der Saugseite erzeugt?
- Eine laminare Grenzschicht verursacht weniger Luftwiderstand als eine turbulente Grenzschicht
- Allerdings kommt es bei laminarer Grenzschicht schneller zum Strömungsabriss, da weniger Impulsaustausch in y-Richtung stattfindet
Um Umschlagpunkt kontrollieren zu können und keine instabile Grenzschicht zu haben
Welche Transitionsmechanismen sind dominant bei
a) glatten, neuen und sauberen Blättern
b) rauen und schmutzigen Blättern
a) bessere aerodynamische Eigenschaften, früherer Strömungsabriss
b) Verlust von Auftrieb und Gleitzahl, stabilere Grenzschicht
Zeigen Sie anhand eines cp-Diagramms (Druckbeiwert) den Effekt von Rauhigkeitselementen in der Nähe der Vorderkante des Profils.
Auftrieb wird durch Umlenkung der Strömung erreicht.
- Oberflächenrauhigkeit verringert Umlenkung durch dickere Grenzschicht und geringere Wölbung
- -> geringerer Auftrieb
Welchen Effekt hat die Rauigkeit auf den cl- und cd-Beiwert?
Cl sinkt und Cd steigt.
Abhängig von natürlicher Transition kann die Auswirkung groß oder klein sein.
Beschreiben Sie die Funktionsweise von Vortex-Generatoren, auch mit Hilfe von Skizzen.
VG erzeugen Wirbel an der Vorderkante
- Hierbei ist der Winkel zur Strömung entscheidend
- Erhöhung des Impulsaustausches in der Grenzschicht
- Energie in der Grenzschicht von oben nach unten geführt und damit erhöht
- -> Kontrollierte Ablösung
Folie 37/48 V2 - Profilaerodynamik
Skizzieren Sie den Strömungsverlauf in der Nähe der Hinterkante eines Profils mit Gurney Flaps.
GF werden an der Hinterkante angebracht (Winkelform) und sorgen für eine Verlängerung des Profils durch die Wirbel die nicht um die Spitze umgelenkt werden.
Folie 39/48 V2 - Profilaerodynamik
Welchen Effekt haben Gurney Flaps auf die cl- und cd-Kurven des Profils?
- Auftriebsbeiwert wird bei jeden AOA erhöht
- Widerstandsbeiwert
