Active and passive vortex wake mitigation using control surfaces

Die Wirbel im Nachlauf von Flugzeugen stellen eine Gefährdung für nachfolgende Flugzeuge dar und begrenzen daher schon heute die Kapazität von Flughäfen. Am Institut für Luft- und Raumfahrt werden daher Nachlaufuntersuchungen im Wasserschleppkanal mit PIV durchgeführt. Die Motivation hinter diesen Experimenten ist die Abschwächung des auf nachfolgende Flugzeuge induzierten Rollmomentes durch die Verwendung der Steuerflächen des voraus fliegenden Flugzeuges. Ein instabiles Wirbelsystem wird durch die Verwendung der Steuerflächen erzeugt. Die Instabilitäten führen letztendlich zu einem Zerfall des Wirbelsystems. Eine Vielzahl von Außenbordklappen wird in Voruntersuchungen betrachtet, um Größe, Position und Ausschlag von Querrudern abzuschätzen, die zu einem Wirbelsystem mit starken kooperativen Instabilitäten führen, und damit zu einer Abnahme der Gefährdung nachfolgender Flugzeuge. In darauf folgenden Experimenten wird ein Flügel mit voreingestellten Querrudern ausgeriistet, der seinerseits in seinem Nachlauf ein instabiles Wirbelsystem erzeugt. Diese Instabilitaten werden nun durch eine Oszillation der Querruder künstlich angeregt. Jede Flügelhälfte ist mit zwei benachbarten Querrudern ausgerüstet. Diese oszillieren in Gegenphase, um die Schwankungen des Auftriebsbeiwertes zu minimieren.