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AERODYNAMIK 1. Was verstehen Sie in der Aerodynamik unter den

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Prof. Dr.-Ing. M. Kloster
Dr.-Ing. P. Hakenesch
FHM FB03 FA L/FL
AERODYNAMIK
Prüfung WS 2005
Teil I Kurzfragen
30 Minuten ohne Unterlagen
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1.
Was verstehen Sie in der Aerodynamik unter den Begriffen
- Entwurfsaufgabe
- Nachrechnungsaufgabe
2.
Welche Aussage können Sie über die Stromlinien einer Potentialströmung treffen?
3.
Was verstehen Sie unter dem 'Magnus-Effekt'? Skizzieren Sie das Strömungsbild.
4.
Nennen Sie zwei Beispiele zum 'Magnus-Effekt'.
5.
Skizzieren Sie die für einen Rechteckflügel und einen elliptischen Flügel die
Zirkulationsverteilung und die Abwindverteilung hinter dem Flügel nach der einfachen
Traglinientheorie (Prandtl)
6.
Sie verwenden für eine Vorentwurfsrechnung ein Euler-Verfahren. Welche Aussage
können Sie zum Ergebnis bezüglich Widerstand und der Abbildung der Grenzschicht
treffen?
7.
Skizzieren Sie den qualitativen Verlauf des Reibungswiderstands einer ebenen Platte
über der Reynoldszahl bei laminarer und bei turbulenter Strömung.
Welche Schlußfolgerung können Sie damit aus einer im Windkanal
(Niedergeschwindigkeitskanal M=0.2, offene Meßstrecke) durchgeführten Messung
an einem Profil für den Transonikbereich ziehen.
8.
Geben Sie die Definitionen und physikalische Bedeutung von Druckpunkt und
Neutralpunkt eines Profils an. Welche unterschiedlichen Positionen können beide
Punkte annehmen.
9.
Skizzieren Sie qualitativ in das gleiche Diagramm den Verlauf einer CA = CA(CW) Polare für
- ein Profil
- einen Tragflügel
- ein Gesamtflugzeug
- den Trimwiderstand
10.
Geben Sie den induzierten Widerstand für eine elliptische Auftriebsverteilung an und
skizzieren Sie qualitativ in das gleiche Diagramm (CA = CA(CW)) den Verlauf des
induzierten Widerstands für Λ = 20, 10 und 5
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Prüfung WS 2005
Teil II Aufgaben
60 Minuten mit Unterlagen
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Aufgabe 1
Von dem skizzierten Flügel soll die Auftriebsverteilung in Spannweitenrichtung ca,R(y) infolge
Rollen für die Rollgeschwindigkeit ⏐p⏐ = 0.5[rad/s] für die Schnitte yi ( i =1,...,8) berechnet
werden.
Wie groß ist die Bezugsflügelfläche S, die Zuspitzung des Gesamtflügels λ und die Streckung
des Gesamtflügels Λ?
Skizzieren Sie grob die Verteilung von ca,R(y).
Der Profilwirkungsgrad sei ηP(y) = 1, die Anströmgeschwindigkeit beträgt v∞ = 50 [m/s].
Kommentieren Sie kurz den Verlauf der Auftriebsverteilung.
Hinweis:
Berechnen Sie zuerst die Werte für die Schnitte y3, y6, y7 und y8. Sollten Sie noch Zeit haben,
berechnen Sie die Werte für die Schnitte y1, y2, y4 und y5.
Die Werte können auf die dritte Dezimalstelle gerundet werden.
Beachte: S*(y) aus der Geometrie des Halbflügels bestimmen!
x [m]
Rechte Flügelhälfte
1.
Bezugsflügelfläche S, Zuspitzung λ und Streckung Λ
2.
Auftriebsverteilung in Spannweitenrichtung ca,R(y)
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Prüfung WS 2005
Teil II Aufgaben
60 Minuten mit Unterlagen
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Aufgabe 2
Zur Dimensionierung der Triebwerke eines Überschallverkehrsflugzeuges, in der
Konfiguration Deltaflügel und ohne Entenleitwerk und ohne Höhenleitwerk, soll der
erforderlichen Schub im Auslegungspunkt abgeschätzt werden.
Auslegungspunkt
Flughöhe
Flugmachzahl
Masse
H
M∞
m
= 22 km
= 2.0
= 150.000 kg
Weiterhin sind von der Vorentwurfsabteilung folgende Daten vorgegeben:
Flügel:
Flügelfläche
SFlügel = 300 m²
Spannweite
b
= 25 m
Flügelprofil
Rhombus mit d/l = 4%
Seitenleitwerk:
= 40 m²
Leitwerksfläche
SSLW
Bezugstiefe
lref,SLW = 6.0 m
Seitenleitwerkprofil: Doppelparabel mit xd/l = 0.5 und d/l = 4%
Rumpf (Zylinder)
Durchmesser
dRumpf = 3.568 m
Widerstandsbeiwert Cw, Rumpf = 0.04 (bezogen auf Rumpfquerschnittsfläche)
Interferenzwiderstände, sowie Widerstände infolge von Antennen und Anbauten
können vernachlässigt werden
ges.:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Komponenten des Gesamtwiderstands (keine Zahlenwerte, nur Beiwerte angeben)
Atmosphärendaten im Auslegungspunkt (T, p, ρ, ν, a) sowie den Staudruck q
Widerstandsanteil des Flügels
Widerstandsanteil des Seitenleitwerks
Widerstandsanteil des Rumpfes
Schubbedarf im Auslegungspunkt
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Teil II Aufgaben
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Gesundheitswesen
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