10.07.2014
aerokurier

DLR macht Verformungen sichtbarDie Welt aus Sicht eines Propellers

Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist eine Weltpremiere gelungen: Erstmals haben sie die Verformung eines Propellers im Flug sichtbar gemacht. Sie entwickelten eine spezielle Kamera, welche den enormen Kräften bei der Rotation standhält.

DLR Kamera Propeller Verformung

Wissenschaftlicher des DLR haben mit Hilfe einer stereokopischen Hochgeschwindigkeitskamera die Verformungen des Propellers sichtbar gemacht. © Foto und Copyright: DLR  

 

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Die Erkenntnisse können helfen, nicht nur künftige Flugzeugpropeller zu verbessern, sondern auch Hubschrauberrotoren und Windkraftanlagen.

Fritz Boden und Boleslaw Stasicki vom Göttinger DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik führten die Versuche im tschechischen Kunovice mit einer einmotorigen Evektor VUT 100 Cobra durch. Dazu entwickelten die Forscher eine spezielle stereoskopische Hochgeschwindigkeitskamera und bauten sie in die Nabe des Propellers ein. Die Kamera wurde auf ein Propellerblatt ausgerichtet und drehte sich im Flug synchron mit dem Propeller.

Dabei wirken Zentrifugalkräfte bis zum 20fachen der Erdbeschleunigung und Vibrationen auf die Kamera ein. Aufgrund dessen galt eine Beobachtung der Verformung im Flug bisher als nicht beherrschbar: Die empfindliche Messtechnik würde bei solchen Beanspruchungen normalerweise zerstört werden. Die Göttinger Forscher fanden jedoch eine Lösung: Sie zwängten die Kamera samt Miniaturcomputer und anderer Elektronik quasi in ein metallisches Korsett, dass sie vor Beschädigung schützte. So konnten sie tausende Bilder von einem speziellen Punktemuster machen, das die Forscher auf dem Propellerblatt angebracht hatten. Dies erlaubte die Sichtbarmachung und Messung von kleinsten Verformungen auch während extremer Flug-Manöver.

"Wir wollten wissen, wie genau verhält sich ein Propeller im Flug. Denn wenn sich das Propellerblatt verformt, verändert sich auch die Leistung des Propellers", sagt Boden. "Unsere Erkenntnisse können Herstellern helfen herauszufinden, wie die Effektivität und die Lebensdauer von Propellern verbessert werden können", ergänzt Stasicki. Sowohl das Material, wie die Form können beeinflussen, wie sich Propeller im Flug verformen.

Außerdem könnten die Ergebnisse Piloten helfen. "Bisher stellen Piloten die Drehzahl und den Anstellwinkel des Propellers nach Gefühl ein", erklärt Boden. Da jetzt die Auswirkungen messbar sind, "kann der Pilot künftig wissen, welche Einstellung zum geringsten Spritverbrauch oder zur höchsten Geschwindigkeit führt ohne den Propeller unnötig stark zu belasten. Damit wird auch die Flugsicherheit erhöht."


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