06.07.2015
Erschienen in: 03/ 2015 FLUG REVUE

Strömung im LaserlichtForschung für den Langsamflug

Wissenschaftlern des DLR ist gemeinsam mit Airbus-Experten eine Weltpremiere gelungen: Erstmals haben sie die Luftströmung an der Tragfläche eines Passagierjets im Flug mit einem Laser sichtbar gemacht.

Die Ingenieure entwickelten ein Verfahren, das die oberhalb des Flügels vorbeiströmenden Nebeltröpfchen erfasst und damit die Luftbewegung im Detail zeigt. Die Erkenntnisse helfen, künftig zu entwickelnde Tragflächen für langsamere und leisere Anflüge zu optimieren. 

Christina Politz und ihr Team vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik starteten am 6. Januar 2015 zum abendlichen Versuchsflug mit dem Forschungsflugzeug Airbus A320 ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) vom Braunschweiger Forschungsflughafen. Dreieinhalb Stunden waren sie in der Luft. Bei mehrwöchigen Vorbereitungsarbeiten hatten sie zuvor in der Kabine des ehemaligen Passagierjets einen auffächerbaren Laser hinter einer speziellen optischen Scheibe montiert. „Daneben installierten wir zwei hochauflösende Spezialkameras hinter weiteren Kabinenfenstern und richteten Laser und Kameras auf die Tragfläche aus“, berichtet Politz. „So konnten wir im Flug tausende Bilder vom Funkeln der Nebeltröpfchen mit einem sogenannten Laserschnitt machen.“

Im Cockpit mit Laserschutzbrillen zu sitzen, war für die DLR-Testpiloten eine neue Erfahrung, denn nie zuvor flimmerten während eines Fluges Laserstrahlen über die Tragflächen des ATRA. „Es war schon etwas Besonderes, bei diesem Erstflug der etwas anderen Art das Steuer in der Hand zu halten“, sagt Hans-Jürgen Berns vom DLR-Bereich Flugexperimente. „Ein anspruchsvolles Unternehmen, das wir gut gemeistert haben.“

Derzeit entstehen aus den Aufnahmen am Computer erste präzise, dreidimensionale Animationen der Tragflächenströmung. „Wir wollen in bisher unerreichter Genauigkeit wissen, wie sich die Strömung im Langsamflug an den Tragflächen und Landeklappen sowie insbesondere im Bereich der Triebwerksgondeln verhält“, sagt Prof. Dr. Ralf Rudnik vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, der das Projekt HINVA (High Lift Inflight Validation) leitet. „Wenn wir die aerodynamischen Grenzen bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten noch besser verstehen, dann haben wir die Möglichkeit, diese Grenzen künftig weiter zu unseren Gunsten zu verschieben.“ Der Vorteil dabei ist, dass Verkehrsflugzeuge, die im Endanflug langsamer fliegen, leiser sind und mit kürzeren Start- und Landebahnen auskommen. Herstellerangaben beschränken die Anfluggeschwindigkeit von Passagiermaschinen heute noch auf etwa 200 bis 250 Kilometer pro Stunde. Die genauen Werte hängen vom jeweiligen Flugzeugtyp und der Beladung ab.

Airbus ist an den Ergebnissen interessiert

Die nun gewonnenen Flugversuchsdaten, kombiniert mit vorausgegangenen Windkanalmessungen und computergestützten Strömungssimulationen des HINVA-Projekts, liefern eine reichhaltige Datengrundlage. Damit können künftig deutlich besser an den Langsamflug angepasste Tragflächen und Klappensysteme entwickelt werden, um langfristig das Tempolimit rund um die Flughäfen zu senken. Der Verbundpartner Airbus unterstützt das Projekt im Rahmen seiner Forschungsaktivitäten, denn die angestrebte präzise Vorhersage der Strömungsvorgänge bei Start und Landung sind ein wesentlicher Beitrag für die Verbesserung der nächsten Flugzeugentwicklungen. Airbus hat bei diesem Flugversuch mit der verantwortlichen Inte-gration der PIV-Messtechnik im Forschungsflugzeug ATRA wesentlich zum Gelingen des Tests beigetragen.

Die angewandte Lasermesstechnik PIV (Particle Image Velocimetry) ist eine Entwicklung der Göttinger DLR-Forscher. Dabei werden in ein zu untersuchendes Strömungsfeld mikrometergroße Partikel eingebracht, deren Echtzeitbewegung von Hochleistungskameras erfasst wird. Im Flugversuch nutzten die DLR-Forscher anstatt künstlicher Partikel die natürlich vorhandenen Tröpfchen der Wolken. Mithilfe einer speziell entwickelten Software lässt sich das gesamte betrachtete Strömungsfeld dreidimensional berechnen und darstellen. 

2009 und 2013 erprobten DLR-Forscher die Lasermesstechnik PIV bereits für den Einsatz in der Luft. Am 8. Januar 2015 fand ein weiterer „Laser-Flug“ statt.

FLUG REVUE Ausgabe 03/2015

Mehr Infos zu:
Mehr zum Thema:
Falk Dambowsky/Matthias Gründer


Weitere interessante Inhalte
Behörde zieht Konsequenzen nach Beinahe-Landung auf Rollweg FAA untersagt nächtliche Sichtfluglandungen in San Francisco

18.08.2017 - Ein nächtlicher Zwischenfall auf dem Flughafen von San Francisco vom Juli führt zu verschärften Regeln bei Nacht: Künftig sind dort Landeanflüge bei Nacht unter bestimmten Bedingungen nur mit … weiter

Airbus-Produktion in den USA Erste amerikanische A320 absolviert Erstflug

17.08.2017 - Die erste A320, die in den Produktionshallen in Alabama gefertigt wurde, hat ihren Jungfernflug erfolgreich abgeschlossen. … weiter

Benefiz-Album von easyJet Einschlafen mit dem Sound von Triebwerken

15.08.2017 - Mit "Jet Sounds" veröffentlicht die britische Niedrigpreis-Airline sowohl eine Single als auch ein ganzes Album nur mit Triebwerksgeräuschen. Das soll beim Einschlafen helfen. … weiter

Forschung an künftigen Luftfahrttechnologien Airbus gründet Innovationszentrum in China

02.08.2017 - Airbus hat im Luftfahrt-Schlüsselmarkt China ein eigenes Innovationszentrum gegründet. Bis Jahresende 2017 soll es unter der Führung des Chinesen Luo Gang den Betrieb aufnehmen. … weiter

Königlicher Empfang in Hamburg Finkenwerder Britische Royals zu Besuch bei Airbus

24.07.2017 - Während ihrer ersten offiziellen Deutschlandtour statteten Herzog William und Herzogin Kate gemeinsam mit ihren zwei Kindern dem norddeutschen Airbus-Werk einen Besuch ab. … weiter


  • Hersteller

    Lade...

  • Typ

    Bitte Hersteller auswählen!

FLUG REVUE 09/2017

FLUG REVUE
09/2017
07.08.2017

Abonnements
Digitalabo
E-Paper
Heft-Archiv
Einzelheft bestellen


Eurofighter: Österreich will teure Kampfjets ausmustern
G20: Gipfeltreffen der VIP-Jets
Falcon 5X: Dassaults neuer Widebody fliegt
Tiger Meet: Trainingsduell über der Bretagne
Cassini-Sonde: Nach 20 Jahren Finale am Saturn
Air Serbia: Etihad baut erfolgreich um
Erstflug am Computer: Flugzeuge im Datenstrom

Be a pilot