Winzige Löcher sollen die Effizienz von Luftfahrzeugen steigern
Ein wirksames Mittel zur Verringerung des Reibungswiderstands von Flugzeugen besteht darin, eine Bedingung mit der Bezeichnung laminare Strömung zu erzeugen, bei der die Luft glatt über die Flugzeugoberfläche gleitet, ohne Turbulenzen zu erzeugen. Allerdings können kleine Oberflächenfehler oder Störungen die laminare Strömung zerstören. Viele Laborexperimenten und Windkanaltests haben gezeigt, dass ein solcher Zustand auf andere Weise erreicht werden kann: Saugen kann den Übergang der Grenzschicht der Luftströmung von einer laminaren in eine turbulente Strömung verzögern. Im Rahmen des Projekts CLEANSKY-LBD (Adaptation of a generic wind tunnel model for attachment line transition measurements) entwickelten Forscher erfolgreich ein Laser-Bohrsystem, das 400 kleine Löcher pro Sekunde mit einem Durchmesser von 50 bis 100 μm erzeugt. Unter Verwendung eines faserbasierten Hochleistungslasers erreichte das Team Löcher ohne Grate, die eine unerwünschte Reibung und Wärme erhöhen würden. Er überwand außerdem Herausforderungen in Bezug auf die Bohrstrategie und das Spannsystem, wodurch schnelles Bohren und eine homogene Verteilung in einer zwei Meter langen Tafel ermöglicht wurden. Die perforierte Saughülle wurde in ein Windkanalmodell mit Wechseleinsätzen integriert. Der Hautreibungswiderstand macht einen Anteil von knapp 50% des Gesamtwiderstands bei Flugzeugen aus. Die CLEANSKY-LBD-Technologie trägt wesentlich zu den ehrgeizigen Zielen des Clean Sky Programms zur Reduzierung des Treibstoffverbrauchs und der damit verbundenen Kohlendioxidemissionen bei. Die erfolgreiche Produktion von Einsätzen für Windkanaltests kann Kosten und Zeit bis zur Markteinführung der Saugloch-Technologie reduzieren.
Schlüsselbegriffe
Flugzeug, Sauglöcher, Flugzeugluftwiderstand, Hüllenreibungswiderstand, Laminar-Flow, Windkanal
