Entwurf, Fertigung und Untersuchung eines Windkanalmodells eines innovativen, senkrechtstartenden Kleinflugzeuges

Abstract

Die Validierung von Rechenergebnissen durch Windkanalversuche im Rahmen eines Flugzeugentwurfes ist auf Grund unvermeidbarer Vereinfachungen numerischer Strömungsberechnung angebracht. Maßgebend für den Bau eines Windkanalmodells sind eine exakte Darstellung der Oberflächenform und eine vorhersagbare Verformung unter Belastung. Für diese Windkanalversuche ermöglichen 3D Druck Verfahren wirtschaftliches, schnelles und präzises Fertigen von beinahe beliebig komplexen Geometrien der Windkanalmodelle. So kann auf das wesentlich aufwändigere Holz- und Metallmodell in vielen Bereichen verzichtet werden. Am Beispiel eines mittels des Extrusionsverfahrens aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Kunststoff gefertigten Windkanalmodells eines senkrechtstartenden Kipprotorkleinflugzeug konnte gezeigt werden, dass moderne Messmethoden, wie die Kraftmessung, Druckmessung und Particle Image Velocimetry, zuverlässig und reproduzierbar auf das im 3D Druckverfahren gefertigte Modell angewendet werden können. Strukturell hat sich eine einfache Strukturverstärkung mittels CFK Rohren als notwendig erwiesen.