Einfluss von nichtlinearen und instationären aerodynamischen Effekten auf die Stabilität von Flügelanordnungen in Bodennähe

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Mangelnde Flugsicherheit ist der Hauptgrund für einen langsamen Fortschritt in der Entwicklung und dem Einsatz von Bodeneffektfahrzeugen (BEF), die über ein großes Potential im heutigen Transportsystem verfügen. Dieses Problem kann durch Erhöhung der Eigenstabilität und Einsatz eines geeigneten Regelungssystems gelöst werden. Die Entwicklung eines solchen Systems steht im Vordergrund des Verbundantrages WIGSTAB. Es wird angestrebt, die methodischen Grundlagen für eine genaue Vorhersage der Aerodynamik und der Dynamik von BEF zu entwickeln und damit die Basis für eine Modellstruktur zu schaffen, die für den Reglerentwurf geeignet ist. Häufige Unfälle mit Fahrzeugen, die nach der klassischen Stabilitätstheorie als stabil bewertet wurden, zeigen, dass die Aussagen dieser Theorie unzureichend sind. Ein BEF ist ein nichtlineares dynamisches System, dessen Stabilitätsanalyse eine genaue Berücksichtigung der Instationarität und der Nichtlinearität erfordert. Dementsprechend stehen nichtlineare und instationäre aerodynamische Vorgänge, die beim Flug in Bodennähe auftreten, im Fokus des vorliegenden Projektes. Die zu entwickelnde Methodologie basiert auf einer Hierarchie von Modellen verschiedener Komplexität: Wirbelgitterverfahren, URANS, klassische Stabilitätstheorie, nichtlineare Bewegungsgleichungen und der gekoppelten 3DOF URANS Modellierung. Es soll die Möglichkeit einer wesentlichen Erhöhung der Flugsicherheit durch eine vollständige Nutzung des Potentials der natürlichen Stabilität sowie den Einsatz eines Regelungssystems erforscht werden.