Fliigel-Rumpf-Anordnung bei tlberschallgeschwindigkeit

10.41 Allgemeines

Obgleich iiber die Aerodynamik der Fliigel-Rumpf-Interferenz bei Uberschallgeschwindigkeit zahlreiche Arbeiten erschienen sind, ist es bisher noch nicht gelungen, einfache allgemeingiiltige Berechnungs – verfahren anzugeben, wie sie fiir die inkompressible Stromung bereits vorhegen (Кар. 10.2). Von H. R. Lawrence und A. H. Flax [27], C. Ferrari [9] sowie W. C. Pitts, J. N. Nielsen und G. E. Kaattari [44] wurden zusammenfassende Darstellungen gegeben.

Die meisten Theorien iiber Fliigel-Rumpf-Interferenzen gehen von den Annahmen der Theorie des Tragfliigels und des Rumpfes aus und beschranken sich auf bestimmte Fliigel-Rumpf-Anordnungen. Die erste Arbeit dieser Art stammt von S. Kirkby und A. Robinson [25]. Hier wird ein Fliigel von groBem Seitenverhaltnis in Verbindung mit einem kegeligen Rumpf nach der Streifenmethode behandelt. Bei diesem Ver – fahren werden der Auftriebsabfall am Fliigel-Rumpf-Gbergang, sowie der EinfluB des Fliigels auf den Rumpf wegen des groBen Verhaltnisses von Fliigelspannweite zu Rumpfdurchmesser nicht erfaBt. Wie von R. H. Cramer [6] gezeigt wurde, heben sich diese beiden Anteile weit – gehend auf, so daB der Gesamtauftrieb verhaltnismaBig gut wieder-
gegeben wird. Im Zusammenhang mit der Streifenmethode sei noch auf die Arbeiten von P. A. Lagerstrom und M. D. van Dyke [26] und

G. K. Morikawa [38] hingewiesen, die mit den Ansatzen der Theorie schlanker Korper eine Verfeinerung dieses Verfahrens erzielen.

Weitere Untersuchungen auf dem Gebiet der Fliigel-Rumpf-Inter- ferenzen bei Uberschallgeschwindigkeit wurden von C. Ferrari [7], [8] durchgefiihrt. Dieser betrachtet das Problem eines Rechteckfliigels von groBem Seitenverhaltnis mit einem zylindrischen Rumpf mit spitzem Bug. Zur Losung wird ein Iterationsverfahren benutzt. Es werden zu – nachst Potentialfunktionen fur den Fliigel und den Rumpf gesondert bestimmt, welche dann zusammengefaBt und schrittweise so korrigiert werden, daB die Randbedingungen nur an einem Teil der Anordnungen, entweder am Fliigel oder am Rumpf, exakt erfiillt werden, wahrend sie an dem anderen Teil unberiicksichtigt bleiben. Das Verfahren konver – giert nach einigen Schritten.

S. H. Browne, L. Friedman und I. Hodes [4] untersuchen einen Deltafltigel mit kegeligem Rumpf (Fliigel – und Rumpfspitze fallen zu – sammen) nach der Methode der kegelsymmetrischen Stromung und geben Losungen fur Fliigel mit Unterschall – und Uberschallvorder – kanten an. Obgleich dieses Verfahren fiir praktische Probleme keine weitreichende AnwendungsmogUchkeit bietet, sind die gewonnenen exakten Losungen fiir den Vergleich mit Naherungslosungen wertvoll.

Ein Rechteckfliigel mit einem zyhndrischen Rumpf wird von G. K. Morikawa [37] und J. N. Nielsen [43] behandelt. Unter Anwendung der Laplace-Transformation wird eine exakte Losung in Form einer Reihe gewonnen. Wahrend G. K. Morikawa nur eine Naherungslosung angibt, gelingt J. N. Nielsen die Riicktransformation der Losung. Dariiber hinaus werden von G. K. Morikawa [39] weitere theoretische Ansatze zum Fliigel-Rumpf-Problem in stationarer Gberschallstromung gemacht.

Im folgenden soil nun gezeigt werden, wie man unter Verzicht auf langere mathematische Ableitungen die wesenthchen Ergebnisse aus einfachen, physikalisch ansehauhchen Gberlegungen erhalten kann, vgl. auch [51].

In analoger Weise wie bei inkompressibler Strdmung soil auch fiir Gberschallgeschwindigkeit die Fliigel-Rumpf-Interferenz in der Weise behandelt werden, daB wir nacheinander den EinfluB des Fliigels auf den Rumpf und anschlieBend den EinfluB des Rumpfes auf den Fliigel besprechen.

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