Transsonischer Windkanal Göttingen (DNW-TWG)

Messgrößen

• Kräfte
• Drücke
• Geschwindigkeiten
• Strömungsdaten

Anlagenbeschreibung

Der Transsonische Windkanal Göttingen (DNW-TWG) ist ein kontinuierlich arbeitender Windkanal in geschlossener Bauweise (Göttinger Bauart) für Unter-, Trans- und Überschallgeschwindigkeiten. Drei austauschbare Messstrecken decken diese drei Geschwindigkeitsbereiche ab. Der Antrieb des DNW-TWG besteht aus einem 8-stufigem Axialkompressor, angetrieben von einem 12MW Elektromotor. Ein Radialkompressor (mit 4MW elektrischer Antriebsleistung) ermöglicht bei Verwendung der perforierten Messstrecke (transsonisch) eine Massenstromabsaugung aus dem Plenum. Zur Führung der Modelle (Profile, Halbmodelle und 3D-Konfigurationen) existieren Standardsupporte. Erzwungene und freie Modellschwingungen sowie transiente Modellbewegungen werden häufig verwirklicht. Die Messstrecken und das Schwert (Support für 3D-Konfigurationen) können über ein Luftkissensystem schnell ausgetauscht werden. Durch die Möglichkeit der Trennung der Messstrecken, die modulare Bauweise, die Plenumsgröße und ein 10m breites Plenumsschiebetor gibt es einen einfachen Zugang zum Kanal und dem Modell. Neben klassischen elektro-mechanischen Messtechniken ist Dank zahlreicher Fenster im Windkanal der Einsatz vielfältiger, insbesondere optischer Messtechniken möglich.

Alle Kanalkomponenten inklusive der Modellführung sind in ein SPS-basiertes Steuerungssystem integriert und können über die Datenerfassungs- und Anlagensteuerungssoftware DeAs angesteuert und überwacht werden. Neben dieser Funktion übernimmt DeAs die Ablaufsteuerung einer Messung mit der Erfassung aller statischen Signale und der Dokumentation der Messwerte. Dynamische Messungen werden über ein zusätzliche Messsystem (Tedas/Ida) ermöglicht. Messabläufe wie Anstellwinkelreihen des Modells werden in punktweisem (diskrete Winkel) wie auch im kontinuierlichem Betrieb (kontinuierliche Verstellung des Winkel, quasi-stationär) realisiert.

Die wesentlichen Daten des TWG sind:
Messstreckenabmessungen: 1m×1m×4.5m
Kontraktionsverhältnis: 1:16
Antriebsleistung: 12MW
Ruhedruck: 0.3÷1.5×105Pa
Staudruck (max.): 0.53×105Pa
Temperaturbereich (Vorkammer): 293K÷315K
Machzahl: 0.3÷0.9 (adaptive Messstrecke),
0.3÷1.2 (perforierte Messstrecke),
1.3÷2.21 (flexible Lavaldüse)
Reynodszahl (max, lref= 0.1m): 1.8×106

Anwendung

Folgende Strömungssimulationen sind Standard:
- Profile mit und ohne Anbauten, Flügelhalbmodelle mit und ohne Splitterplate, schlanke Flügel, Kampfflugzeugkonfigurationen, Wiedereintrittskonfigurationen, Flugkörper
- Hohe Anstellwinkel, beliebige Rollwinkel, direkte Schiebewinkelsimulation
- Stationär, frei oder angeregt schwingend und transiente Bewegung, Flattern, Limit Cycle Oscillation
- Ausblasen und Absaugen aus Modell und Kanalwänden

Folgende Messtechniken werden routinemäßig, zum Teil mit Unterstützung des DLR, eingesetzt:
- 6-Komponenten-Kraftmessungen, stationär/instationär
- Messung von lokalen Oberflächendrücken, stationär/instationär
- Widerstandsermittlung über Gesamtdruckverlust
- Einlauf- und Durchflussmessungen
- Schatten- bzw. Schlierenoptik, Einzelbild/Video
- Ölbild-Visualisierungen
- Infrarot-Thermographie
- Particle Image Velocimetry (PIV, Felddrücke)
- Pressure sensitive Paint (PSP, flächige Oberflächendrücke)
- Background oriented schlieren system (BOSS, Deformation)
- Modelldeformations- und –Positionerfassung (IPTC)

Literatur / Referenzen

• http://www.dnw-germany.aero/~bock/download/GUK-twg-folder.pdf