DE102007035464A1

DE102007035464A1 - Experimental arrangement with a test model and a fastening device, wind tunnel arrangement and such a fastening device

Info

Publication number: DE102007035464A1
Application number: DE200710035464
Authority: DE
Inventors: Andreas Wildschek
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2009-01-29
Also published as: WO2009013325A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Versuchsanordnung (10) mit einem Versuchsmodell (20), das zur strömungsdynamischen Untersuchung mit einer Strömung beaufschlagbar ist und das wenigstens ein das Strömungsverhalten des Versuchsmodells (20) im Wesentlichen beeinflussendes Steuerelement (22, 23, 24, 25, 26) aufweist, und mit einer Befestigungsvorrichtung (50) zur Halterung des Versuchsmodells (20). Die Befestigungsvorrichtung (50) ist derart ausgebildet und bezüglich der Strömung (S) und des Versuchsmodells (20) positioniert, dass das Steuerelement (22, 23, 24, 25, 26) nicht in einer durch die die Befestigungsvorrichtung (50) beaufschlagende Strömung (S) hervorgerufenen Störungszone (Z) liegt. Die Erfindung betrifft ferner eine Windkanalanordnung mit einem Windkanal (40) und einer solchen Versuchsanordnung (10) sowie eine Befestigungsvorrichtung (50) zur Halterung des Versuchsmodells (20).The invention relates to a test arrangement (10) having a test model (20), which can be acted upon by a flow for fluid-dynamic analysis and which has at least one control element (22, 23, 24, 25, 26) which substantially influences the flow behavior of the test model (20). and with a fastening device (50) for holding the test model (20). The fastening device (50) is designed and positioned relative to the flow (S) and the test model (20) such that the control element (22, 23, 24, 25, 26) does not move in a flow that acts on the fastening device (50) ( S) caused fault zone (Z) is located. The invention further relates to a wind tunnel arrangement with a wind tunnel (40) and such a test arrangement (10) and to a fastening device (50) for holding the test model (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Versuchanordnung mit einem Versuchsmodell, das zur strömungsdynamischen Untersuchung mit einer Strömung beaufschlagbar ist und das wenigstens ein das Strömungsverhalten des Versuchsmodells im Wesentlichen beeinflussendes Steuerelement aufweist und mit einer Befestigungsvorrichtung zur Halterung des Versuchsmodells. Ferner betrifft die Erfindung eine Windkanalanordnung mit einem Windkanal und einer solchen Versuchsanordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Befestigungsvorrichtung zur Halterung eines solchen Versuchsmodells.The The present invention relates to a test arrangement with a test model, that to the fluid dynamic Investigation with a flow can be acted upon and at least one of the flow behavior of the experimental model essentially influencing control has and with a fastening device for holding the Experimental model. Furthermore, the invention relates to a wind tunnel arrangement with a wind tunnel and such a test arrangement. Furthermore the invention is a fastening device for holding such Experimental model.

Um den Einfluss von Strukturreglern auf das flugmechanische Verhalten von Flugzeugen oder anderen Luftfahrtgeräten oder flugmechanische Eigenschaften an sich in einem Windkanal zu untersuchen, muss ein Versuchsmodell, wie beispielsweise ein Flugzeugmodell, in einer geeigneten Position innerhalb des Windkanals positioniert und gehalten werden, um die während des Versuches auftretenden strömungsdynamischen Belastungen untersuchen zu können.Around the influence of structural regulators on flight mechanics behavior of aircraft or other aeronautical equipment or flight mechanics to study in a wind tunnel, an experimental model, such as an aircraft model, in a suitable position be positioned within the wind tunnel and held to the while of the experiment occurring fluid dynamic To examine loads.

Bei einer starren Aufhängung des Versuchsmodells könnte die Strömungsmechanik nicht dynamisch untersucht werden. Um die Mechanik auch in der Bewegung, beispielsweise die Flugmechanik im Flug, zu testen, könnte man zum Beispiel das Versuchsmodell frei beweglich an Seilen aufhängen, so dass es von seinem eigenen Auftrieb getragen wird. Nachteilig ist hierbei, dass durch die Seilaufhängung Pendelmoden generiert würden, die das zu untersuchendes Strömungsverhalten, beispielsweise Flugverhalten negativ beeinflussen. Ferner wäre es möglich, das Versuchsmodell frei beweglich an einer starren vertikalen Stange zu befestigen. Bei einer solchen Aufhängung an einer starren Stange würde allerdings die Aerodynamik insbesondere im Bereich eines Seitenleitwerkes stark gestört.in a rigid suspension of the experimental model could the fluid mechanics not be dynamically examined. To the mechanics also in the movement, For example, to test the flight mechanics in flight, you could For example, the experimental model freely suspended on ropes, so that it is carried by its own buoyancy. The disadvantage here is that by the rope suspension pendulum modes would be generated the flow behavior to be investigated, For example, influence flight behavior negatively. Furthermore, it would be possible to do that Experimental model freely movable on a rigid vertical bar to fix. In such a suspension on a rigid rod would, however the aerodynamics especially in the area of a rudder strong disturbed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Versuchanordnung dahingehend weiterzubilden, dass bei einer strömungsdynamischen Untersuchung des Versuchsmodells möglichst wenig fehlerbehaftete Ergebnisse des flugmechanischen Verhaltens erzielt werden. Ferner soll eine hierfür geeignete Befestigungsvorrichtung und eine Windkanalanordnung angegeben werden.Of the Invention is based on the object, the aforementioned test arrangement to further develop that in a fluid dynamic investigation the experimental model as possible little erroneous results of flight mechanics behavior be achieved. Furthermore, a suitable fastening device for this purpose and a wind tunnel arrangement.

Diese Aufgabe wird durch eine Versuchsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine mit einer solchen Versuchsanordnung versehene Windkanalanordnung sowie eine Befestigungsvorrichtung sind Gegenstände der Nebenansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These Task is performed by a test arrangement with the characteristics of Claim 1 solved. A equipped with such a test arrangement wind tunnel arrangement as well as a fastening device are objects of the secondary claims. advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Idee der Erfindung liegt dagegen im Vergleich zu den zuvor erläuterten möglichen Aufhängungen darin, dass die Befestigungsvorrichtung derart ausgebildet und bezüglich der Strömung und des Versuchsmodells positioniert ist, dass das Steuerelement nicht in einer durch die die Befestigungsvorrichtung beaufschlagenden Strömung hervorgerufenen Störungszone liegt. Mit anderen Worten beeinflusst die infolge der Anströmung der Befestigungsvorrichtung sich ergebende Störungszone stromabwärts der Befestigungsvorrichtung im Wesentlichen nicht das oder die Steuerelemente, wie beispielsweise das Seitenleitwerk, ein anderes Leitwerk oder dergleichen.A In contrast, the idea of the invention lies in comparison to the previously explained potential suspensions in that the fastening device is designed in such a way and with respect to flow and the trial model is positioned that the control not in one of which acts on the fastening device flow caused fault zone lies. In other words, the influence of the flow due to the Fastening device resulting fault zone downstream of the Fastening device essentially not the one or more controls, such as the fin, another tail or like.

Ein Vorteil besteht darin, dass insbesondere bei einem Flugzeugmodell als Versuchsmodell, die das Flugverhalten im Wesentlichen simulierenden Leitwerke als die Steuerelemente nur geringen oder gar keinen Störungen der Luftströmung ausgesetzt sind. So können bessere Versuchsergebnisse er zielt werden. Beispielsweise wird bei einer am unteren Rumpf eines Flugzeugversuchsmodells angebrachten Befestigungsvorrichtung die Aerodynamik nur unterhalb des Modellrumpfes gestört. Die Anströmung des Seitenleitwerks bleibt hingegen weitgehend ungestört. So lässt sich auf einfache Weise die Situation eines freifliegenden Flugzeugmodells im Windkanal simulieren, ohne dass die Aerodynamik, die Flugmechanik oder die Strukturdynamik des Windkanalmodells gestört wird.One The advantage is that, in particular in an aircraft model as an experimental model, the flight behavior substantially simulating tail units as the controls have little or no interference with the airflow are exposed. So can better test results he aims. For example, at one attached to the lower fuselage of an aircraft test model Fastening device the aerodynamics just below the model hull disturbed. The flow of the However, vertical tail remains largely undisturbed. That's how it works in a simple way, the situation of a free-flying aircraft model simulate in the wind tunnel, without the aerodynamics, the flight mechanics or the structural dynamics of the wind tunnel model is disturbed.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Befestigungsvorrichtung derart positioniert, dass sie das Versuchsmodell von unten hält. Mit anderen Worten ist die Befestigungsvorrichtung derart angeordnet, ausgerichtet und/oder bemessen, dass sie die die bei einem Windkanaltest infolge der Luftströmung anfallenden dynamischen Kräfte im Wesentlichen in einer Richtung nach unten abtragen kann.in A preferred embodiment is the fastening device positioned so that it holds the experimental model from below. With In other words, the fastening device is arranged such aligned and / or dimensioned that they are the ones in a wind tunnel test due to the air flow accumulating dynamic forces essentially ablate in one direction down.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung erstreckt sich die Befestigungsvorrichtung an dem Versuchsmodell in einer im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung verlaufenden Richtung, und insbesondere in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung. Auf diese Weise kann die Befestigungsvorrichtung weitgehend schlank ausgebildet werden, so dass sie nur eine geringe Aufprallfläche für die anfallende Luftströmung bildet und somit weniger Störungen stromabwärts der Befestigungsvorrichtung generiert werden. Alternativ kann die Befestigungsvorrichtung auch zur Vertikalen geneigt, beispielsweise mittels mehrerer Streben, ausgebildet werden. Von Vorteil ist jedoch, wenn die Befestigungsvorrichtung eine hinsichtlich der Anströmung möglichst geringe Angriffsfläche für den Wind bereitstellt, d. h. beispielsweise durch lediglich eine Vertikalstrebe ausgebildet ist. So ist es bei einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass sich die Befestigungsvorrichtung im Wesentlichen senkrecht erstreckt.In a preferred embodiment, the fastening device extends on the test model in a direction substantially perpendicular to the main flow direction, and in particular in a substantially vertical direction. In this way, the fastening device can be made substantially slim, so that it forms only a small impact surface for the resulting air flow and thus fewer disturbances are generated downstream of the fastening device. Alternatively, the fastening device can also be inclined to the vertical, for example by means of a plurality of struts, are formed. It is advantageous, however, if the fastening device provides a lowest possible attack surface for the wind with respect to the flow, ie, for example, is formed by only one vertical strut. So it is in a preferred embodiment provided that the fastening device extends substantially perpendicular.

Um das Flugverhalten möglichst gut simulieren zu können, weist die Befestigungsvorrichtung hinsichtlich der Bewegbarkeit des Versuchsmodells wenigstens einen Freiheitsgrad auf. Vorzugsweise betrifft der Freiheitsgrad eine Höhenverstellbarkeit des Versuchsmodells. Diese Höhenverstellbarkeit kann beispielsweise durch eine Feder- und/oder Dämpfereinheit bereitgestellt werden. Insbesondere ist es zur Untersuchung von Regelvorrichtungen, wie z. B. Strukturreglern auf das flugmechanische Verhalten von Luftfahrzeugen, wie z. B. Flugzeugen, oder zur Untersuchung der flugmechanischen Eigenschaften an sich im Windkanal vorteilhaft, ein Versuchsmodell des Luftfahrzeuges im Windkanal frei beweglich derart aufzuhängen, dass es von seinem eigenen Auftrieb getragen wird. Hierzu ist die Befestigungsvorrichtung mit dem Freiheitsgrad in vertikaler Richtung geeignet, die dazu dient, das Versuchsmodell so festzuhalten, dass es möglichst frei „fliegen" kann und hierzu in Richtung der Anströmung nicht verschiebbar gelagert ist. So simuliert die Befestigungsvorrichtung die Schubkraft.Around the flight behavior as possible good at simulating has the fastening device in terms of mobility of the experimental model at least one degree of freedom. Preferably the degree of freedom a height adjustability of the Experimental model. This height adjustment can provided for example by a spring and / or damper unit become. In particular, it is for the investigation of control devices, such as B. Structural regulators on the flight mechanic behavior of Aircraft, such. As aircraft, or to study the flight mechanical properties are advantageous in the wind tunnel, an experimental model of the aircraft in the wind tunnel freely movable to hang up like that that it is carried by its own buoyancy. For this is the Fastening device with the degree of freedom in the vertical direction which serves to capture the experimental model so that if possible can "fly" freely and this in the direction of the flow is not displaced stored. This simulates the fastening device the thrust.

Alternativ oder zusätzlich betrifft der Freiheitsgrad eine Drehbarkeit des Versuchsmodells bezüglich einer Drehachse. Diese Drehachse kann im Wesentlichen parallel und/oder im Wesentlichen senkrecht zu einer Anströmrichtung ausgerichtet sein. Infolge der Generierung eines Freiheitsgrades oder mehrerer Freiheitsgrade können weitere Verbesserungen hinsichtlich der Versuchsergebnisse zur Simulation des Flugverhaltens erzielt werden.alternative or additionally the degree of freedom concerns a rotatability of the experimental model in terms of a rotation axis. This axis of rotation may be substantially parallel and / or be aligned substantially perpendicular to a direction of flow. As a result of the generation of one degree of freedom or several degrees of freedom can Further improvements regarding the test results for the simulation of the flight behavior.

Vorteilhafterweise verhindert die Befestigungsvorrichtung eine Bewegung des Versuchsmodells in der Anströmrichtung, um so eine Schubkraft zu simulieren. Zugleich ermöglicht eine durch eine Höhenverstellbarkeit ermöglichte Auf- und Abbewegung des Versuchsmodells eine weiter verbesserte Simulation des Flugverhaltens. Alternativ oder zusätzlich kann das Simulationsverhalten des Versuchsmodells mittels einer Drehbarkeit, vorzugsweise um eine Vertikalachse, weiter verbessert werden. Hierdurch kann der Einfluss des sogenannten Gierens berücksichtigt werden.advantageously, prevents the fastening device movement of the experimental model in the direction of flow, to simulate a thrust. At the same time allows one by a height adjustment enabled Up and down movement of the experimental model a further improved simulation of flight behavior. Alternatively or additionally, the simulation behavior of the experimental model by means of a rotatability, preferably by one Vertical axis, to be further improved. This can be the influence of so-called greed become.

In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Befestigungsvorrichtung ein in einer vertikalen Richtung bewegbares Zylinder- oder Stangensegment. Vorzugsweise ist dieses Zylinder- oder Stangensegment mehrteilig, d. h. mit mehreren ineinander verfahrbaren Zylinder- oder Stangenbauteilen ausgestattet. Weiter bevorzugt ist die Befestigungsvorrichtung und insbesondere das Zylinder- oder Stangensegment teleskopierbar. Dies ermöglicht vorerwähnte Auf- und Abbewegung zur Höhenverstellbarkeit des Versuchsmodells.In preferred embodiment, the fastening device comprises a in a vertical direction movable cylinder or rod segment. Preferably is this cylinder or rod segment in several parts, d. H. with multiple equipped with movable cylinder or rod components. Further preferred is the fastening device and in particular the cylinder or rod segment telescopic. This enables the aforementioned and Abbewegung for height adjustment of the Experimental model.

Um den Einfluss der Befestigungsvorrichtung auf die Strömung möglichst gering zu halten, ist die Befestigungsvorrichtung an einer Unterseite des Versuchsmodells befestigt. Weiterhin ist es bevorzugt, die Befestigungsvorrichtung in der Anströmrichtung stromlinienförmig auszubilden. So kann beispielsweise oben genannter Hubzylinder im Querschnitt etwa ellipsenförmig, tropfenförmig oder dergleichen geformt sein.Around the influence of the fastening device on the flow as possible low, the attachment device is at a bottom attached to the experimental model. Furthermore, it is preferred, the fastening device in the direction of flow streamlined train. For example, the above-mentioned lifting cylinder in Cross-section approximately elliptical, drop-shaped or the like.

In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist das Versuchsmodell in keine, eine oder mehrere Richtungen frei drehbar an einer Teleskopstange als die Befestigungsvorrichtung montiert. Die Teleskopstange verhindert die Bewegung des Versuchsmodells in Anströmrichtung, aber ermöglicht eine Auf- und Abbewegung und eventuell auch die Drehung um die Achse der Teleskopstange. Somit fliegt das Versuchsmodell frei im Windkanal.In In a preferred embodiment, the experimental model is in no, one or more directions freely rotatable on a telescopic rod as the fastening device mounted. The telescopic rod prevents the movement of the experimental model in the direction of flow, but allows one Up and down movement and possibly also the rotation about the axis of the telescopic rod. Thus, the experimental model flies freely in the wind tunnel.

Während alle bisher verwendeten Aufhängungen entweder physikalische Starrkörpermoden behindern (starre Aufhängung), unphysikalische Starrkörpermoden generieren, die Aerodynamik vor allem des Seitenleitwerks stören oder Strukturmoden von Luftfahrzeugmodellen beeinflussen, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung in bevorzugter Ausgestaltung der Einfluss von Regelvorrichtungen auf das flugmechanische Verhalten sowie die flugmechanischen Eigenschaften ohne Störung durch die Befestigung untersuchen.While everyone previously used suspensions either hinder physical rigid body modes (rigid suspension), Unphysical rigid body modes generate or disturb the aerodynamics of the rudder or Structural modes of aircraft models influence, can be with the inventive arrangement in a preferred embodiment, the influence of control devices on the flight mechanic behavior as well as the flight mechanical properties without interference by examine the attachment.

Die erfindungsgemäße Windkanalanordnung ist mit einem Windkanal und der erfindungsgemäßen Versuchsanordnung versehen und macht sich vorrangig die oben bezüglich der Versuchsanordnung genannten Vorteile zu Nutze.The Wind tunnel arrangement according to the invention is provided with a wind tunnel and the experimental arrangement according to the invention and prioritizes the above regarding the experimental setup Benefits mentioned benefits.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Windkanal durch eine Hülle begrenzt, die einen unteren Abschnitt umfasst, wobei die Befestigungsvorrichtung mit dem unteren Abschnitt verbunden ist. Hierdurch werden die Steuerelemente des Versuchsmodells am wenigsten durch etwaige Strömungsturbulenzen gestört. Die Hülle weist vorzugsweise einen etwa kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf.in In a preferred embodiment, the wind tunnel is bounded by a shell, which comprises a lower portion, wherein the fastening device connected to the lower section. This will cause the controls of the experimental model least by any flow turbulence disturbed. The case preferably has an approximately circular or rectangular cross-section.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Befestigungsvorrichtung relativ zu dem unteren Abschnitt drehbar gelagert. Die drehbare Lagerung kann derart ausgeführt sein, dass die Befestigungsvorrichtung um eine Achse im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung und/oder um eine Achse im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung drehbar gelagert ist.in Another preferred embodiment is the fastening device rotatably supported relative to the lower portion. The rotatable Storage can be carried out in this way be that the fastening device about an axis substantially perpendicular to the main flow direction and / or about an axis substantially parallel to the flow direction is rotatably mounted.

Weiterhin kann die Befestigungsvorrichtung über wenigstens eine Feder- und/oder Dämpfereinheit an der Hülle, insbesondere an dem unteren Abschnitt, gelagert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungsvorrichtung über wenigstens ein Gelenk, vorzugsweise ein Dreh- oder Kugelgelenk, an dem unteren Abschnitt gelagert sein.Furthermore, the fastening device via at least one spring and / or damper unit on the shell, in particular on the lower Ab cut, stored. Alternatively or additionally, the fastening device can be mounted on the lower section via at least one joint, preferably a rotary or ball joint.

In einer weiteren Ausführungsform kann eine Ausgleichsmasse mit der Befestigungsvorrichtung in Wirkverbindung stehen. Weiterhin kann die Befestigungsvorrichtung relativ zu dem Windkanal derart gelagert sein, dass die Befestigungsvorrichtung und/oder das Versuchsmodell Drehschwingungen ausführen kann.In a further embodiment can a balancing mass with the fastening device in operative connection stand. Furthermore, the fastening device relative to the Wind tunnel be stored such that the fastening device and / or the experimental model can perform torsional vibrations.

Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung zur Halterung eines Versuchsmodells in einem Windkanal weist eine Teleskopaufhängung mit wenigstens einem die Bewegbarkeit des Versuchsmodells generierenden Freiheitsgrad auf. Mit anderen Worten handelt es sich um eine Windkanalteleskopaufhängung.The inventive fastening device for holding a test model in a wind tunnel has a telescopic suspension with at least one of the mobility of the experimental model generating Degree of freedom. In other words, it is a wind tunnel telescopic suspension.

Unter einer "Aufhängung" soll im Rahmen der vorliegenden Anmeldung eine Baueinheit verstanden werden, die das Versuchsmodell von insbesondere einer zu untersuchenden Steuerelementen abgewandten Seite aus hält. Vorzugsweise wird als Versuchsmodell ein Flugzeugmodell eingesetzt. Es können aber auch andere Versuchsmodelle zur Untersuchung des Flugverhaltens anderer Luftfahrzeugtypen herangezogen werden.Under a "suspension" should in the context of present application, a structural unit to be understood that the Experimental model facing away from particular control elements to be examined Side holds out. Preferably, an aircraft model is used as the experimental model. It can but also other experimental models for the investigation of flight behavior other types of aircraft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Freiheitsgrade vorgesehen, wobei ein erster Freiheitsgrad eine translatorische Bewegung des Versuchsmodells und ein zweiter Freiheitsgrad eine rotatorische Bewegung des Versuchsmodells zulässt.in a preferred embodiment At least two degrees of freedom are provided, with a first Degree of freedom a translational movement of the experimental model and a second degree of freedom a rotational movement of the experimental model allows.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Befestigungsvorrichtung wenigstens eine Feder- und/oder Dämpfereinheit. Alternativ oder zusätzlich weist die Befestigungsvorrichtung wenigstens ein Gelenk, vorzugsweise ein Dreh- oder Kugelgelenk, auf. Ferner kann die Befestigungsvorrichtung zur Kompensation von Schwingungen mit einer Ausgleichsmasse in Wirkverbindung stehen oder ausgestattet sein. Es wird auf obige Ausführungen zur Windkanalanordnung verwiesen.In a further preferred embodiment the fastening device comprises at least one spring and / or Damper unit. Alternatively or in addition the fastening device has at least one joint, preferably a rotary or ball joint, on. Furthermore, the fastening device to compensate for vibrations with a balancing mass in operative connection stand or be equipped. It is based on the above comments Directed wind tunnel arrangement.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen schematisch:One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. there show schematically:

1 eine Seitenansicht eines Längsschnittes durch eine Windkanalanordnung mit einem Windkanal und einer Versuchsanordnung mit einer Befestigungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; 1 a side view of a longitudinal section through a wind tunnel arrangement with a wind tunnel and a test arrangement with a fastening device according to a first embodiment;

2 eine Befestigungsvorichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und 2 a Befestigungsvorichtung according to a second embodiment, and

3 eine Befestigungsvorichtung gemäß einer dritten Ausführungsform. 3 a Befestigungsvorichtung according to a third embodiment.

Wie 1 zeigt, erstreckt sich der Windkanal 40 entlang einer Horizontalrichtung H und ist durch eine äußere Hülle 42 begrenzt, welche einen unteren Abschnitt 44 umfasst, wobei die Hülle 42 eine tunnelartige Messstrecke bereitstellt und im Querschnitt betrachtet, d. h. senkrecht zur Zeichenebene in 1, im Wesentlichen kreisförmig oder rechteckförmig ist.As 1 shows, the wind tunnel extends 40 along a horizontal direction H and is through an outer shell 42 limited, which has a lower section 44 includes, wherein the shell 42 provides a tunnel-like measuring section and viewed in cross section, ie perpendicular to the plane in 1 , is substantially circular or rectangular.

Die Versuchsanordnung 10 umfasst ein durch eine Strömung S zu beaufschlagendes Versuchsmodell 20 in Form eines Flugzeugmodells und eine Befestigungsvorrichtung 50 zur Halterung des Versuchsmodells 20 in den Windkanal 40. Die Strömung S wird durch ein Gebläse 30 entlang einer Anströmrichtung erzeugt, die im vorliegenden Fall im Wesentlichen der Horizontalrichtung H entspricht.The experimental setup 10 comprises a test model to be acted upon by a flow S 20 in the form of an aircraft model and a fastening device 50 for holding the test model 20 in the wind tunnel 40 , The flow S is through a fan 30 generated along a direction of flow, which in the present case substantially corresponds to the horizontal direction H.

Das Versuchsmodell 20 umfasst einen Rumpf 21 und mehrere Steuerelemente in Form zweier Tragflächen 22 mit Querrudern 23, eines Seitenleitwerks 24 mit einem Seitenruder 25 und zwei Höhenruder 26.The experimental model 20 includes a hull 21 and several controls in the form of two wings 22 with ailerons 23 , a rudder 24 with a rudder 25 and two elevators 26 ,

Generell ist die Befestigungsvorrichtung 50 derart ausgebildet und bezüglich der Strömung S und des Versuchsmodells 20 positioniert, dass wenigstens ein Steuerelement 22, 23, 24, 25, 26 nicht in beziehungsweise außerhalb einer durch die die Befestigungsvorrichtung 50 beaufschlagenden Strömung S hervorgerufenen Störungszone Z liegt.Generally, the fastening device 50 designed and with respect to the flow S and the experimental model 20 positioned that at least one control 22 . 23 . 24 . 25 . 26 not in or outside of one of the fastening device 50 acting flow S caused fault zone Z is located.

So hält die Befestigungsvorrichtung 50 gemäß 1 das Versuchsmodell 20 von unten derart, dass eine Verlagerung des Versuchsmodells 20 in Anströmungsrichtung vermieden wird. Wie 1 zeigt, erstreckt sich die Befestigungsvorrichtung 50 im Wesentlichen in einer Vertikalrichtung V, d. h. in einer zur Hauptströmungsrichtung S im Wesentlichen senkrechten Richtung. Die Befestigungsvorrichtung 50 kann mit ihrem unteren Ende an der Hülle 42 befestigt sein.So holds the fastening device 50 according to 1 the experimental model 20 from below such that a displacement of the experimental model 20 is avoided in the direction of flow. As 1 shows, the fastening device extends 50 essentially in a vertical direction V, ie in a direction substantially perpendicular to the main flow direction S. The fastening device 50 can with its lower end on the shell 42 be attached.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Befestigungsvorrichtung 50 ein Zylinder- oder Stangenelement 52, das an seinem oberen Ende, d. h. zum Rumpf 21 hin gerichtet, eine Abstützfläche 58 und an seinem unteren Ende, d. h. zur Hülle 42 hin gerichtet, eine Abschlussfläche 59 aufweist. Auf der Auflagefläche 58 ist das Versuchsmodell 20 aufgelegt und starr oder beweglich fixiert. Über die Abstützfläche 59 werden die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte in die Hülle 42 oder ein darunter liegendes Auflager abgeführt. Wie aus 1 ferner zu entnehmen, weist das Zylinder- oder Stangenelement 52 drei in Vertikalrichtung V teleskopierbare Zylinder- oder Stangenbauteile 54, 55, 56 auf.In the present embodiment, the fastening device comprises 50 a cylinder or rod element 52 that at its upper end, ie to the hull 21 directed, a support surface 58 and at its lower end, ie to the shell 42 directed, a finishing surface 59 having. On the support surface 58 is the experimental model 20 applied and fixed rigidly or movably. About the support surface 59 the static and dynamic forces that occur are in the shell 42 or an underlying support removed. How out 1 further, the cylinder or Stan genetic element 52 three in the vertical direction V telescoping cylinder or rod components 54 . 55 . 56 on.

Das unterste Segment 56 kann senkrecht zur Zeichenebene von 1 und/oder parallel zur Strömung S drehbar gelagert sein, um die Phygoid- und/oder Roll/Gierschwingungen (Taumelschwingungen) zu simulieren. Für diesen Zweck kann die Befestigungsvorrichtung 50 alternativ oder zusätzlich zu dem teleskopierbaren Zylinder- oder Stangenelement 52 mit einer vorzugsweise vertikal wirkenden Feder- und/oder Dämpfereinheit versehen sein. Beispielsweise kann das unterste Segment 56 über wenigstens eine solche Feder- und/oder Dämpfereinheit mit dem Auflager verbunden sein. Diesbezüglich kann die Feder auch als Drehfeder ausgebildet sein.The lowest segment 56 can be perpendicular to the plane of 1 and / or be rotatably mounted parallel to the flow S to simulate the phygoid and / or roll / yaw (wobble) oscillations. For this purpose, the fastening device 50 alternatively or in addition to the telescopic cylinder or rod element 52 be provided with a preferably vertically acting spring and / or damper unit. For example, the lowest segment 56 be connected to the support via at least one such spring and / or damper unit. In this regard, the spring may also be designed as a torsion spring.

Wie in 2 angedeutet, kann die Befestigungsvorrichtung 50, vorzugsweise das unterste Segment 56, über ein Gelenk 60 an dem unteren Abschnitt 44 gelagert sein. Das Gelenk 60 kann als Dreh- oder Kugelgelenk ausgeführt sein. Weiterhin kann, wie in 3 schematisch dargestellt, eine Ausgleichsmasse 62 vorgesehen sein, die über eine Aufhängung 64 mit der Befestigungsvorrichtung 50, vorzugsweise mit dem untersten Segment 56, starr verbunden ist und so Schwingungen in verschiedenen Richtungen kompensieren kann. Die in den 2 und 3 dargestellten Ausgestaltungen der Befestigungsvorrichtung 50 können zusätzlich oder alternativ zu der in 1 dargestellten Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung 50 vorgesehen werden.As in 2 indicated, the fastening device 50 , preferably the lowest segment 56 , about a joint 60 at the bottom section 44 be stored. The joint 60 can be designed as a rotary or ball joint. Furthermore, as in 3 shown schematically, a balancing mass 62 be provided, which has a suspension 64 with the fastening device 50 , preferably with the lowest segment 56 , is rigidly connected and so can compensate for vibrations in different directions. The in the 2 and 3 illustrated embodiments of the fastening device 50 may additionally or alternatively to the in 1 illustrated embodiment of the fastening device 50 be provided.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt die Verbindung zwischen dem oberen Ende der Befestigungsvorrichtung 50 und dem Versuchsmodell 20 zwei Freiheitsgrade hinsichtlich der Bewegbarkeit der Versuchsmodells 20 bereit. Als ein erster translatorischer Freiheitsgrad ist durch die mit möglichst geringem Widerstand teleskopierbaren Zusammenstellung der drei Zylinder oder Stangenbauteile 54, 55, 56 eine Höhenverstellbarkeit in Vertikalrichtung V möglich. Um während eines Versuches eine Schubkraft zu simulieren, ist in der Horizontalrichtung H jedoch keine Verschiebbarkeit gegeben. Als zweiter rotatorischer Freiheitsgrad ist eine Drehbarkeit des Versuchsmodells 20 um eine vertikale Drehachse bereitgesellt. Diese Drehachse verläuft entlang der Längsachse des Hubzylinders 52 und somit in Vertikalrichtung V.In the present embodiment, the connection between the upper end of the fastening device 50 and the experimental model 20 two degrees of freedom regarding the mobility of the experimental model 20 ready. As a first translational degree of freedom is through the telescopic with the least possible resistance composition of the three cylinders or rod components 54 . 55 . 56 a height adjustment in the vertical direction V possible. In order to simulate a thrust during a test, however, no displacement is given in the horizontal direction H. As a second rotational degree of freedom is a rotation of the experimental model 20 provided around a vertical axis of rotation. This axis of rotation runs along the longitudinal axis of the lifting cylinder 52 and thus in the vertical direction V.

Bei Bedarf könnte zusätzlich oder alternativ zu einer der beiden vorgenannten Freiheitsgrade ein dritter Freiheitsgrad mit einer Drehbarkeit des Versuchsmodells 20 bezüglich einer senkrecht zur Zeichenebene der 1 gerichteten Drehachse bereitgestellt werden. Ferner könnte zusätzlich oder al ternativ ein weiterer Freiheitsgrad mit einer Drehbarkeit um eine zur Horizontalrichtung H parallele Drehachse und/oder um eine zur Zeichenebene von 1 etwa senkrecht ausgerichtete Drehachse vorgesehen werden.If necessary, in addition or as an alternative to one of the two aforementioned degrees of freedom, a third degree of freedom could be used with a rotatability of the test model 20 with respect to a plane perpendicular to the plane 1 directed axis of rotation can be provided. Furthermore, in addition or al ternatively another degree of freedom with a rotation about an axis parallel to the horizontal direction H rotation axis and / or to the plane of 1 be provided approximately vertically aligned axis of rotation.

Mit der Befestigungsvorrichtung 50 in Form eines Zylinder- oder Stangenelements 52 als Teleskopaufhängung wird in vorteilhafter Weise eine Auf- und Abbewegung des Versuchsmodells 20 in der Vertikalrichtung V, jedoch nicht in der Horizontalrichtung H ermöglicht. Zudem wird durch die Drehbarkeit um eine vertikale Drehachse auch ein rotatorischer Freiheitsgrad bereitgestellt. Auf diese Weise kann mittels der Versuchsanordnung 10 der freie Flug gut simuliert werden.With the fastening device 50 in the form of a cylinder or rod element 52 as a telescopic suspension is advantageously an up and down movement of the experimental model 20 in the vertical direction V, but not in the horizontal direction H allows. In addition, the rotatability about a vertical axis of rotation also provides a rotational degree of freedom. In this way, by means of the experimental arrangement 10 the free flight can be well simulated.

In vorteilhafter Weise ist die Befestigungsvorrichtung 50 in einem Bereich des Windkanals 40 und in einer Umgebung des Versuchsmodells 20 angeordnet, so dass wenigstens eines der Steuerelemente 22 bis 26 bei einem Testversuch außerhalb einer durch die die Befestigungsvorrichtung beaufschlagende Strömung S hervorgerufene Störungszone Z ist. Die Befestigungsvorrichtung 50 ist derart bezüglich des Versuchsmodells 20 positioniert, dass das Versuchsmodell 20 von unten gehalten wird und zugleich einen möglichst geringen Einfluss auf die die Leitwerke des Versuchsmodells 20 beeinflussende Strömung S haben. So bleibt insbesondere die Anströmung des Seitenleitwerks 24 weitgehend ungestört. Etwaige Strömungsstörungen stromabwärts der Befestigungsvorrichtung 50 rufen lediglich zu vernachlässigende oder für das flugmechanische Verhalten nicht maßgebliche Störungen hervor.Advantageously, the fastening device 50 in an area of the wind tunnel 40 and in an environment of the experimental model 20 arranged so that at least one of the controls 22 to 26 in a test attempt outside a fault zone Z caused by the flow S impinging on the fastening device. The fastening device 50 is so with respect to the experimental model 20 positioned that the experimental model 20 from the bottom and at the same time the least possible impact on the tail of the experimental model 20 affecting flow S have. So remains in particular the flow of the vertical stabilizer 24 largely undisturbed. Any flow disturbances downstream of the fastening device 50 only give rise to negligible or inaccurate flight mechanic disturbances.

1010: Versuchsanordnungexperimental arrangement
2020: Versuchsmodellexperimental model
2121: Rumpfhull
2222: Tragflächewing
2323: Querruderaileron
2424: Seitenleitwerkfin
2525: Seitenruderrudder
2626: Höhenruderelevator
3030: Gebläsefan
4040: Windkanalwind Tunnel
4242: Hülleshell
4444: Unterer Abschnittlower section
5050: Befestigungsvorrichtungfastening device
5252: Zylinder- oder StangenelementCylinder- or rod element
5454: Zylinder- oder StangenbauteilCylinder- or rod component
5555: Zylinder- oder StangenbauteilCylinder- or rod component
5656: Zylinder- oder StangenbauteilCylinder- or rod component
5858: Auflageflächebearing surface
5959: Abstützflächesupporting
6060: Gelenkjoint
6262: AusgleichsmasseLeveling compound
6464: Aufhängungsuspension
SS: Strömungflow
HH: HorizontalrichtungHorizontal direction
VV: Vertikalrichtungvertical direction
ZZ: Störungszonefault zone

Claims

Experimental arrangement ( 10 ) with a test model ( 20 ), which can be acted upon by a flow (S) for flow-dynamic investigation, and which at least has the flow behavior of the experimental model ( 20 ) substantially influencing control ( 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) and with a fastening device ( 50 ) for holding the test model ( 20 ), wherein the fastening device ( 50 ) and with respect to the flow (S) and the experimental model ( 20 ) is positioned that the control ( 22 . 23 . 24 . 25 . 26 ) not in one through which the fastening device ( 50 ) impinging flow (S) caused fault zone (Z) is located.

Experimental arrangement ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the fastening device ( 50 ) is positioned in such a way that it supports the experimental model ( 20 ) from below.

Experimental arrangement ( 10 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening device ( 50 ) the experimental model ( 20 ) substantially vertically.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ) extends substantially perpendicular to a main flow direction (S).

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ) with regard to the mobility of the experimental model ( 20 ) has at least one degree of freedom.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the degree of freedom is a height adjustment of the experimental model ( 20 ).

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the height adjustment is provided by a spring and / or damper unit.

Experimental arrangement ( 10 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the degree of freedom a rotation of the experimental model ( 20 ) with respect to a rotation axis.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation is aligned substantially parallel or substantially perpendicular to a main direction of flow.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ) a cylinder or rod element ( 52 ).

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ), in particular the cylinder or rod element ( 52 ), formed in its longitudinal direction movable or variable in length and / or telescopic.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ) on an underside of the experimental model ( 20 ) is attached.

Experimental arrangement ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening device ( 50 ) is streamlined in the direction of flow.

Wind tunnel arrangement with a wind tunnel ( 40 ) and an experimental setup ( 10 ) according to any one of the preceding claims.

Wind tunnel arrangement according to claim 14, characterized in that the Winkanal ( 40 ) through a shell ( 42 ), which has a lower section ( 44 ), wherein the fastening device ( 50 ) with the lower section ( 44 ) connected is.

Wind tunnel arrangement according to claim 15, characterized in that the fastening device ( 50 ) relative to the lower section ( 44 ) is rotatably mounted.

Wind tunnel arrangement according to claim 16, characterized in that the fastening device ( 50 ) is rotatably mounted about an axis substantially perpendicular to the main flow direction (H) and / or substantially parallel to the flow direction (S).

Wind tunnel arrangement according to one of claims 15 to 17, characterized in that the fastening device ( 50 ) via at least one spring and / or damper unit at the lower portion ( 44 ) is stored.

Wind tunnel arrangement according to one of the claims 15 to 18, characterized in that the fastening device ( 50 ) via at least one joint ( 60 ), preferably a rotary or ball joint, at the lower portion ( 44 ) is stored.

Wind tunnel arrangement according to one of claims 15 to 19, characterized in that a balancing mass ( 62 ) with the fastening device ( 50 ) is in operative connection.

Wind tunnel arrangement according to one of claims 14 to 20, characterized in that the fastening device ( 50 ) relative to the wind tunnel ( 40 ) is mounted such that the fastening device ( 50 ) and / or the experimental model can perform torsional vibrations.

Fastening device ( 50 ) for holding a test model ( 20 ) in a wind tunnel ( 40 ), characterized by a telescopic suspension with at least one of the mobility of the experimental model ( 20 ) Generating degree of freedom.

Fastening device ( 50 ) according to claim 22, characterized in that at least two degrees of freedom are provided, wherein a first degree of freedom a translational movement of the experimental model ( 20 ) and a second degree of freedom a rotational movement of the experimental model ( 20 ) allows.

Fastening device ( 50 ) according to claim 22 or 23, characterized by at least one spring and / or damper unit.

Fastening device ( 50 ) according to one of claims 22 to 24, characterized by at least one joint ( 60 ), preferably a rotary or ball joint.

Fastening device ( 50 ) according to one of claims 22 to 25, characterized by a leveling compound ( 62 ) to compensate for vibrations.