1. Airbus 380-800: Die Gesamtlänge beträgt 72,72 m und die Reisegeschwindigkeit beträgt 903 km/h. Basierend auf der mittleren Sehne des Flügels beträgt seine Reynolds-Zahl im Reiseflug etwa 75 Millionen. Jetzt wird ein Modell im Maßstab 1:18 für Windkanaltests gebaut. Unter der Annahme ähnlicher Strömungsbedingungen würde die Reynolds-Zahl der Windkanaltests etwa 4,15 Millionen betragen. Das ist ein großer Unterschied. Unterscheidet sich die Reynolds-Zahl als sehr wichtige Ähnlichkeitsvariable für Windkanaltests so sehr vom Vergleich mit Freiflugbedingungen, was ist der Vorteil bei der Durchführung solcher Tests? 2. Müssen wir die Reynolds-Zahl immer genau abgleichen?
Bei Windkanaltests müssen Sie mehrere Ähnlichkeitsparameter abgleichen; die bekanntesten sind die Reynolds-Zahl und die Mach-Zahl.
Da die Reynolds-Zahl von der Strömungsgeschwindigkeit, der Viskosität und der physikalischen Größe abhängt, während die Mach-Zahl ebenfalls von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt, sieht es so aus, als ob beide nur angepasst werden können, wenn die physikalische Größe des Modells unverändert bleibt . Aber wenn auch der Flüssigkeitsdruck und die Temperatur geändert werden, ist es tatsächlich möglich, beide dem realen Wert nahe zu kommen. Dies erfordert einen aktiv gekühlten, unter Druck stehenden Windkanal .
Solche Tunnel sind teuer und haben eine lange Warteliste, daher gibt es andere Tunnel, die beide Parameter weniger gut erfüllen. In diesem Fall muss der Forscher entscheiden, was wichtiger ist, und eine der vielen vorhandenen Einrichtungen auswählen .
Für die Vorentwicklung reicht es in den meisten Fällen aus , wie in den Anfängen der Luftfahrt mit einer deutlich niedrigeren Reynolds-Zahl zu testen und dann Korrekturfaktoren anzuwenden. Wenn Sie beispielsweise die seitliche Stabilität eines Designs ermitteln oder sein Spin-Verhalten testen müssen , ist eine kleinere Reynolds-Zahl unkritisch. Um die Grenzschicht dort auszulösen, wo sie ihren natürlichen Übergang zwischen laminarer und turbulenter Strömung hätte, werden die Flugflächen solcher Modelle an der richtigen Sehnenstelle mit künstlicher Rauhigkeit versehen, sodass die Strömung so ähnlich wie möglich ist.
Dies hängt davon ab, was Sie testen und wie genau Sie testen möchten.
Es kann ausreichen, nur die Strömungsregime anzupassen. Wenn also das tatsächliche Flugzeug eine turbulente Grenzschicht hat, muss Ihr Modell auch eine haben. Dies ist einfacher als exakt übereinstimmende Reynolds-Zahlen.
Wenn es die Genauigkeit oder Art des Tests erfordert, müssen Sie die Reynolds- und Mach-Zahlen für das Modell abgleichen, um sicherzustellen, dass Ihre Ergebnisse die gleichen sind wie bei einem Flugtest. Um diese Zahlen abzugleichen, benötigen Sie höchstwahrscheinlich einen unter Druck stehenden Windkanal. Oder verwenden Sie so etwas wie einen Wassertunnel.
Ben