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 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.