Prüfungsaufgaben und Musterlösungen bis einschl. H2012 - IAG ...

H 2002 NPO V
H 2002 NPO V
Aufgabe zur ”
Flugzeug- und Flugkörperaerodynamik I“
In einem Windkanal werden Messungen am Profil NASA NLF 0414F durchgeführt, welches
für ein neues viersitziges Leichtflugzeug eingesetzt werden soll. Eine Auswertung der Profilkoordinaten
liefert für die Skelettlinie folgende Punkte:
(
z I (t) xI (t)
t t
(
xII (t)
z II (t)
t
t
)
=0.10 =0.0119
)
=0.55 =0.0240
Das Profil soll zur Ermittlung vorläufiger Profilparameter unter Vernachlässigung des Dickeneffektes
für inkompressible Umströmung untersucht werden. Dazu kann die Skelettlinie durch
die ersten beiden Birnbaum’schen Normalverteilungen angenähert werden.
0.1
0.08
0.06
Sollten Sie Aufgabenteil a) nicht gelöst haben, so rechnen Sie mit den Werten A 0 =0.00,
A 1 =0.09 und α ∗ = −0.25 o weiter.
b) Berechnen Sie den Nullmomentenbeiwert c mA=0 sowie den Nullauftriebswinkel α A=0 gegenüber
der Sehne des Originalprofils, also der x-Achse. Welche Wölbung weist die angenäherte
Skelettlinie auf?
c) Berechnen Sie c a und c mt/4 für den Fall stoßfreier Anströmung unter der Annahme inkompressibler
Strömung.
d) Bei kompressibler subsonischer Umströmung des Profils wird in der Meßstrecke ein
statischer Druck von p ∞ = 79435 Pa und im Staupunkt des Profils ein Druck von
p Stau = 101320 Pa gemessen. Berechnen Sie die Anströmmachzahl Ma ∞ unter der Annahme
isentroper Strömung (κ Luft =1.4).
Sollten Sie Aufgabenteil d) nicht gelöst haben, so rechnen Sie mit Ma ∞ =0.6 weiter.
e) Berechnen Sie wiederum für den Fall stoßfreier Anströmung Auftriebs- und Momentenbeiwert
(bez. dem t/4-Punkt des Profils) für die in Aufgabenteil d) berechnete Anströmmachzahl
mittels Prandtl-Glauert-Näherung und tragen Sie das Ergebnis in das
untenstehende Diagramm ein.
0.04
Profilgeometrie NASA NLF 0414F
Skelettlinie NASA NLF 0414F
1.6
1.4
NASA NLF 0414F, Ma oo
=0.6
0
z/t
0.02
1.2
c a
c m_t/4
-0.05
0
1
-0.02
-0.04
0 0.25 0.5 0.75 1
x/t
Abb. 1: Profil NLF 0414F, z-Achse überhöht dargestellt
c a
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.1
-0.15
-0.2
c m_t/4
a) Berechnen Sie die zugehörigen Koeffizienten A 0 und A 1 sowie den Winkel α ∗ für stoßfreie
Anströmung. Runden Sie die Ergebnisse für die Verwendung in den nachfolgenden
Aufgabenteilen auf vier Nachkommastellen. Skizzieren Sie qualitativ das Skelett und seine
Sehne in das obige Diagramm ein. Tragen Sie die Winkel α ∗ , α 0 und α ebenfalls in
das Diagramm ein.
-0.2
-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6
-0.25
7
α
1/6
2/6