Intelligente Vortex Generatoren

Neue Generation aerodynamischer Steuerflächen für die Luftfahrt

Statische Vortex Generatoren sind seit vielen Jahren eine bekannte Möglichkeit die Strömung an Rumpf oder Tragfläche zu beeinflussen. Durch die Vortex-Generatoren und der daraus entstehenden Wirbelstruktur wird ein Energieeintrag in die Grenzschicht hervorgerufen, der sie aktiv stabilisiert. Sie ermöglichen einen höheren maximalen Auftriebsbeiwert, sodass ein damit ausgestattetes Flugzeug langsamer fliegen kann. Der Preis hierfür ist ein deutlich erhöhter Widerstand, der sich besonders im Schnellflug negativ auswirkt. Um diesen Effekt zu umgehen liegt die Idee darin, die Vortex Generatoren situationsabhängig steuern zu können.

 

Forschungsprojekt mit dem IVW Kaiserslautern

Im Rahmen eines Forschungsprojektes mit dem Institut für Verbundwerkstoffe in Kaiserslautern entwickeln wir seit 2014 intelligente Vortex-Generatoren unter Zuhilfenahme von Formgedächtnislegierungen. Der erste Schritt war die Entwicklung von funktionierenden Aktuatoren, welche anschließend in die Flügeloberfläche integriert wurden. Hierbei wurden die Vorteile sog. Bi-Metalle mit denen moderner Faserverbundstrukturen zusammen geführt. Ergebnis war ein sehr dünner Aktuator, der sich durch geringen Bauraum, niedriges Gewicht, Energieeffizienz und knickfreie Kontur auszeichnet.

 

Windkanalversuche

Im Oktober 2016 fanden intensive Versuche im Windkanal des Institut für Aerodynamik und Gasdynamik der Universität Stuttgart statt. Das von DG Flugzeugbau hergestellte Windkanalmodell mit einer Länge von knapp 60cm entspricht einem Flügelsegment der DG-1000 und wurde im Laufe der Tests mit und ohne Vortex Generatoren vermessen. Hinzu kamen Tests mit verschiedenen Anstellwinkeln und Ausschlägen des Querruders. Die Windkanalversuche bestätigten die bisher theoretischen Überlegungen in vollem Umfang.

 

 

 

 

Flugversuche mit der DG-1001

Ab Juli 2017 sind Flugversuche mit einer modifizierten DG-1001 geplant. Eine DG-1001Club neo wird hierzu mit Vortex Generatoren ausgestattet, die sich per Knopfdruck vom Cockpit aus aktivieren lassen. Wir versprechen uns bei der Anwendung im Segelflug die Steigleistung in der Thermik zu verbessern, bei gleichzeitig identischen Gleitleistungen im Schnellflug. Bei diesen Flugversuchen werden weitere Einsatzmöglichkeiten in der Allgemeinen Luftfahrt erforscht.

Das Projekt „VortexGen – Entwicklung aktiv ausfahrbarer Turbulatoren mit in Faser-Kunststoff-Verbunden integrierten Formgedächtnislegierungsaktuatoren“ wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert (Förderkennzeichen KF2117803CK4).

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