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Optimierung der Rollsteuerkräften an einem Rennflugzeug

Ausgangslage

Spades an einem Rennflugzeug

In einem Red Bull Air Race fliegen die Piloten mit einer Geschwindigkeit von bis zu 370 km/h durch einen Parcours, der aus 25 Meter hohen aufgeblasenen Pylonen besteht. Die Kurven müssen so schnell und präzise wie möglich eingeleitet werden; das ist nur möglich, weil die Flugzeuge mit grossen und sehr wirkungsvollen Querrudern ausgestattet sind.

Es entstehen bei den sehr hohen Fluggeschwindigkeiten erhebliche Steuerkräfte, die, wie üblich bei Kunstflugmaschinen, durch sogenannte «Spades» (siehe Abbildung) vermindert werden. Allerdings entsteht durch diese Spades auch viel passiver Luftwiderstand. Ziel dieser Arbeit ist, alternative Mittel zu entwickeln, um die Querrudersteuerkräfte zu reduzieren.

Aufgabe

Sie setzen geeignete CFD-Methoden zur Abschätzung der Rollsteuerkräfte ein. Die numerischen Resultate werden anschliessend in Windkanal- und Flugversuchen geprüft und validiert.