Vindtunnel för överljudsforskning
av Bjarne Nyman Forum 1988-16, sida 13, 20.10.1988
Europeisk överljudsforsknin får luft under vingarn sonic Wind Tunnel Ltd, ett bolag so i våras grundades av luftfartsmyndigheterna i Västtyskland, Frankrike, Storbritannien och Holland. Verksamheten kommer även att finansieras av nämnda länder. Det är fråga om en vindtunnel för över Vie mn byggs av European Tran ljudshastigheter och låga temperaturer. Forskarna får möjlighet att simulera aerodynamiska undersökningar av flygplanshastigheter upp till 900 km/h. Formen på vindtunneln blir en sluten rektangel med längden 60 meter och bredden 40 meter. Kostnaderna för projektet väntas uppgå till ca 500 miljoner DEM.
Ett av de viktigaste föremålen för undersökningar i vindtunneln blir Reynolds tal, som utgör en beskrivning på beroendeförhållandet mellan längd och bredd på flygkroppen och hastigheten och strykan hos det omgivande mediet. Om t ex den använda modellen har minskats till en fjärdedel av flygkroppens eller vingens verkliga storlek behövs en flödeshastighet som är fyra gånger så hög som normalt för att få fram det Reynolds tal, som det verkliga flygplanet har. Då uppnås den miljö som fullskaleplanet opererar i. Detta under förutsättning att vindtunneln arbetar med luft och normala tryck och temperaturer.
Om målet är att undersöka aerodynamiken hos ett stort flygplan, t ex en Ålrbus, vid normala hastigheter, skulle behövas en vindtunnel med en lufthastighet, som är tre gånger så hög som ljudets hastighet, fastän modellen skulle vara flera meter lång. Men i stället för att öka hastigheten hos det strömmande mediet finns möjligheten att öka trycket eller sänka temperaturen hos
FÖRUN, 16/198 mediet. Då kan korrekt Reynolds tal erhållas vid lägre hastigheter hos mediet.
Idag existerar vindtunnlar som arbetar & med tryck upp till fern bar. Driften av dylika 4
Text: Bjarne Nyma År 1992 kommer ett unikt instrument för europeisk flygforskning att se dagens ljus. Då skall forskarna enligt planerna ha tillgång till en vindtunnel för aerodynamiska undersökningar av överljudshastigheter. Tunneln skall byggas i Porz nära Köln.
tunnlar är dock kostsamma i jämförelse La med utbytet. Men mycket mera kan erhållas genom att sänka temperaturen hos mediet. E temperatursänkning på 200C beräknas F förbättra Reynolds tal femfaldigt, vilket är en avsevärd fördel. Vetenskapsmän tar som bäst fram bevis för att detta är mer än enbart en teoretisk spekulation.
Redan år 1983 byggde NASA en stor lågtemperaturtunnel (8 k kryotunnel), som kommer upp till Reynolds tal i den behövliga storleksordningen. Men denna tunnel får av strategiska skäl inte användas av europeiska flygplanskonstruktörer. Detta är bakgrunden till att ledande länder i Europa nu går in för en gemensam, avancerad vindtunnel.
Avvikande från existerande vindtunnlar kommer den sameuropeiska att byggas vertikalt och modellerna skall sättas in i tunneln ovanifrån. Denna lösning uppges bli billigare än horisontella konstruktioner, därför att den inte kräver lika omfattande underjordiska konstruktionsarbeten. Det blir även enklare att plocka modeller in i vindtunneln och ut igen.
Temperaturen hos mediet skall sänkas med hjälp av flytande kväve vid —1982C. Också när arbetstemperaturen är nådd krävs kväveinsprutning för att hålla mediet vid samma låga temperatur, därför att fläktarna genererar energi. Efter vindtunneln går kvävet ut i luften via en 50 meter hög skorsten. Enligt tyska forskare medfö 3
Modell färdigställs för test i konventionell vindtunnel.
kväveutsläppen inga miljöolägenheter. Om tre undersökningar (en halv timme per undersökning) utförs varje dag kommer kväveförbrukningen att vara ca 70000 ton årligen.
Bland flygplanskonstruktörerna väntar man sig att satsningen på överljudsvindtunneln skall betala igen sig, eftersom det blir möjligt att studera aerodynamiken hos stora flygplan med hastigheter på 900 km/h och ett luftflöde i närheten av ljudvallen. Hittills har endast start- och landningsfaserna med önskad noggrannhet kunnat studeras i vindtunnlar.
När aerodynamiken hos stora plan kan börja undersökas även för högre hastigheter (normalt 80 procent av flygtiden) väntar man sig att små aerodynamiska förbättringar bland annat skall ge stora bränsleinbesparingar och därmed konkurrensfördelar.
LJ
Källa: The German Research Service, Special Press Reports 6/88.
13