Tailshake

Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts "Untersuchungen zur Rotornachlauf-Rumpf-Interaktion mit einem hybriden Strömungslöser" werden instationäre Strömungsfelder am Hubschrauber, die durch Interaktionen mit der flexiblen Rumpfstruktur hervorgerufen und zu unerwünschten aeroelastischen und flugmechanischen Effekten führen können. Inbesondere das sogenannte Tail Shake Phänomen wird hierbei noch immer vielfach in frühen Flugversuchen beobachtet und kann bisher nur durch aufwendige Modifikationen am Prototypen eingedämmt werden. Hubschrauber vom Typ Eurocopter NH90 oder EC135 sind zwei Beispiele, bei denen während erster Flugtests solcherlei Probleme auftraten. Vom Standpunkt der Grundlagenforschung her gesehen sind die genauen Entstehungsmechanismen von Tail Shake heute noch weitgehend unverstanden und sollen in vorliegendem Projekt näher beleuchtet werden. Als Ursache gilt die Interaktion des turbulenten Nachlaufs des Hauptrotors mit dem Heckparts der Rumpfstruktur. Welche Bauteile im Genauen diese Interaktion maßgeblich beeinflussen und welche Schlüsse in Richtung geeigneter Abhilfemaßnahmen daraus gezogen werden können, soll ebenfalls in diesem Projekt untersucht werden. Als Strömungslöser kommt hierbei der strukturierte Finite-Volumen Code FLOWer, welcher in den letzten Jahren sukzessive für die Berechnung von Fluid-Struktur gekoppelten Rechnung von Hubschrauberrotoren und -gesamtkonfigurationen ausgebaut wurde, zum Einsatz. Zur Verbesserung des Wirbelerhalts auf dem Weg vom Hauptrotor zur Heckfinne kommt hierbei ein Verfahren höherer Ordnung zum Einsatz, um die numerisch eingebrachte Dissipation der Wirbelstrukturen deutlich herabzusetzen. Zu Vergleichszwecken stehen aus dem EU Projekt GOAHEAD umfangreiche experimentelle Daten zur Verfügung.