Rijkert Knoppers
- Onderzoek tot Mach 1,35
- Lagesnelheidswindtunnel
Hoe krijg je het voor elkaar dat de luchtstroom rond een vliegtuigvleugel volledig laminair is? Dit is een vraag waar de vliegtuigindustrie zich al lang over buigt. En niet zonder reden, want een volledig laminaire luchtstroom (en nul turbulentie) belooft een relatief laag brandstofverbruik. Een langdurig onderzoek in drie delen van het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) moet fundamenteel inzicht opleveren in de vraag hoe een optimale vliegtuigvleugel eruitziet.
De eerste twee deelonderzoeken zijn inmiddels afgerond, binnenkort begint het laatste bij de European Transonic Windtunnel (ETW) in Keulen. In de testsectie van de windtunnel, met een hoogte van 2,4 m, een breedte van 2 m en een lengte van 9 m, gaan de onderzoekers bij realistische Reynoldsgetallen laminaire luchtstromingen onderzoeken. Het Reynoldsgetal geeft hierbij de verhouding aan tussen viscose krachten en de traagheidskrachten in een stroming.
‘Dit onderzoek is het logische vervolg op de twee eerdere onderzoeksprojecten, waarvan de laatste net is afgesloten. Allereerst hebben we in de windtunnel in Göttingen gesimuleerd hoe een model van een vliegtuigvleugel reageert bij snelheden bij een machgetal tussen 0,8 en 1,0’, vertelt dr. Andreas Bergmann van DLR. ‘Daarna hebben we in het tweede onderzoek in de lagesnelheidswindtunnel in Keulen bij -173 °C met sensoren gemeten hoe de lucht rond de vleugel stroomt, hoe de drukverdeling verloopt en welke trillingen er optreden. Door de lage temperatuur is het mogelijk om het Reynoldsgetal aanzienlijk te verhogen.’
De onderzoekers beginnen nu aan het laatste onderzoek bij de ETW. Door zowel de realistische luchtsnelheden als de optimale Reynoldsgetallen te hanteren, zullen hier naar verwachting zeer bruikbare resultaten tevoorschijn komen. ‘Bij de ETW in Keulen doet de DLR dezelfde metingen als bij de eerste twee projecten, maar dan bij een hoger machgetal, tot 1,35’, aldus Bergmann. ‘We hopen dat dit onderzoek uiteindelijk leidt tot brandstofbesparing bij vliegtuigen. Bij zweefvliegtuigen is een laminaire stroming niet heel bijzonder, maar bij de grote passagiersvliegtuigen zijn de dimensies anders, daar ligt de zaak veel ingewikkelder.’
