LuFo3-Projekt DLR-PT (FKZ 20 F 030 1)
(Kooperation mit Astro- und Feinwerktechnik GmbH, Berlin)

Im Rahmen des BMWA-Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo3) wurde vom Lehrstuhl ein größeres Projekt im Bereich Flugphysik eingeworben. Die BTU Cottbus hat dabei als einzige Universität als Hauptantragsteller die Funktion eines Koordinators erhalten. Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung eines miniaturisierten Sensors zur simultanen Messung von Strömungsgrößen wie z.B. der Wandschubspannung in Grenzschichten mittels Heißfilm-Array (HFA) und Laser-Doppler-Anemometer (Mini-LDA). Durch die angestrebte Miniaturisierung kann der Sensor bündig in die Oberfläche des zu vermessenden umströmten Objekts integriert werden. Mit der dadurch gegebenen Möglichkeit der Bestimmung der lokalen und momentanen Strömungsgrößen an der Wand ergibt sich direkt die Möglichkeit, eine Untersuchung von Transitionsvorgängen sowie der aktiven Turbulenz- und Ablösungs-beeinflussung durchzuführen.

Die Entwicklung des Mini-LDA wird arbeitsteilig von der Astro- und Feinwerktechnik GmbH übernommen. Die Entwicklung der Heißfilm-Technik lag in den Händen von ASI GmbH und jetzt bei der Fa. Microresist Technologies Berlin GmbH. Der Lehrstuhl selbst beschäftigt sich mit der Leitung und Koordinierung des Projekts, dem Systemdesign, Untersuchungen zum Prinzip-Aufbau sowie der Kalibration und Erprobung des Moduls in realen Strömungen. Dazu wird die vorhandene Standard-Messtechnik und ein Windkanal Göttinger Bauart verwendet. Gleichzeitig werden die experimentellen Untersuchungen für andere aerodynamische Experimente wie z.B. Rohrströmungen erweiterbar.

Das Mini-LDA liegt in zwei Breadboard-Aufbauten mit einer integrierten Traversiereinrichtung mit einem Hub von 14mm vor (Abb. 1 links und rechts). Damit können reale Grenzschichten ausreichend räumlich aufgelöst werden. Die Verkleinerung führte zum vollständig gekapselten Aufbau in Abb. 1 rechts, bereits mit der Option des Kopfeinbaus direkt z.B. in eine ebene Platte. Vergleichende Messungen mit dem Mini-LDA und den HFA-Prototypen wurden an der ebenen Platte durchgeführt, die zu einer guten Übereinstimmung mit Ergebnissen führte, die mit anderen Messverfahren gewonnen wurden. Als Referenz wurde ein handelsübliches LDA verwendet, Heißfilm-Messungen durchgeführt sowie die Ölfilm-Interferometrie angewendet. Die Heißfilme werden zukünftig auf einem Glassubstrat aufgebaut (Abb. 2) , das günstigere Fertigungsmöglichkeiten bietet und gleichzeitig als optische Abdeckung des Mini-LDA zur Strömung dient.

Eine Skizze zur Integration des Moduls in einen Zylinder zur Untersuchung von Strömungsablösung (Kármansche Wirbelstraße) und deren aktiver Beeinflussung ist in Abb. 3 dargestellt.

Als Zielgruppe für die Anwendung der innovativen Messtechnik sehen wir Wachstumsbranchen wie die Fahrzeug- und die Luftfahrtindustrie sowie die Triebwerksindustrie.

LuFo3-Projekt DLR-PT (FKZ 20 F 030 1)
(Kooperation mit Astro- und Feinwerktechnik GmbH, Berlin)

Im Rahmen des BMWA-Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo3) wurde vom Lehrstuhl ein größeres Projekt im Bereich Flugphysik eingeworben. Die BTU Cottbus hat dabei als einzige Universität als Hauptantragsteller die Funktion eines Koordinators erhalten. Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung eines miniaturisierten Sensors zur simultanen Messung von Strömungsgrößen wie z.B. der Wandschubspannung in Grenzschichten mittels Heißfilm-Array (HFA) und Laser-Doppler-Anemometer (Mini-LDA). Durch die angestrebte Miniaturisierung kann der Sensor bündig in die Oberfläche des zu vermessenden umströmten Objekts integriert werden. Mit der dadurch gegebenen Möglichkeit der Bestimmung der lokalen und momentanen Strömungsgrößen an der Wand ergibt sich direkt die Möglichkeit, eine Untersuchung von Transitionsvorgängen sowie der aktiven Turbulenz- und Ablösungs-beeinflussung durchzuführen.

Die Entwicklung des Mini-LDA wird arbeitsteilig von der Astro- und Feinwerktechnik GmbH übernommen. Die Entwicklung der Heißfilm-Technik lag in den Händen von ASI GmbH und jetzt bei der Fa. Microresist Technologies Berlin GmbH. Der Lehrstuhl selbst beschäftigt sich mit der Leitung und Koordinierung des Projekts, dem Systemdesign, Untersuchungen zum Prinzip-Aufbau sowie der Kalibration und Erprobung des Moduls in realen Strömungen. Dazu wird die vorhandene Standard-Messtechnik und ein Windkanal Göttinger Bauart verwendet. Gleichzeitig werden die experimentellen Untersuchungen für andere aerodynamische Experimente wie z.B. Rohrströmungen erweiterbar.

Das Mini-LDA liegt in zwei Breadboard-Aufbauten mit einer integrierten Traversiereinrichtung mit einem Hub von 14mm vor (Abb. 1 links und rechts). Damit können reale Grenzschichten ausreichend räumlich aufgelöst werden. Die Verkleinerung führte zum vollständig gekapselten Aufbau in Abb. 1 rechts, bereits mit der Option des Kopfeinbaus direkt z.B. in eine ebene Platte. Vergleichende Messungen mit dem Mini-LDA und den HFA-Prototypen wurden an der ebenen Platte durchgeführt, die zu einer guten Übereinstimmung mit Ergebnissen führte, die mit anderen Messverfahren gewonnen wurden. Als Referenz wurde ein handelsübliches LDA verwendet, Heißfilm-Messungen durchgeführt sowie die Ölfilm-Interferometrie angewendet. Die Heißfilme werden zukünftig auf einem Glassubstrat aufgebaut (Abb. 2) , das günstigere Fertigungsmöglichkeiten bietet und gleichzeitig als optische Abdeckung des Mini-LDA zur Strömung dient.

Eine Skizze zur Integration des Moduls in einen Zylinder zur Untersuchung von Strömungsablösung (Kármansche Wirbelstraße) und deren aktiver Beeinflussung ist in Abb. 3 dargestellt.

Als Zielgruppe für die Anwendung der innovativen Messtechnik sehen wir Wachstumsbranchen wie die Fahrzeug- und die Luftfahrtindustrie sowie die Triebwerksindustrie.