Vermessung von Winglets im Windkanal

 Am vergangenen Donnerstag, 17 Juli 2025,  ging im Windkanal eine durchaus erkenntnisreiche Messkampagne zu Ende. Im Rahmen einer Studienarbeit wurde dabei die Leistungsfähigkeit von Winglets vermessen. Die Herausforderung bei solchen Untersuchungen ist, dass ein Winglet mit der Auftriebsverteilung über die gesamte Spannweite interagiert. Die Vermessung eines gesamten Flügels im Windkanal würde jedoch einen sehr kleinen Maßstab erfordern, wodurch die viskose Umströmung des Endbereichst nicht mehr korrekt abgebildet werden kann.  

Bei den Durchgeführten Untersuchungen wurde ein sehr viel kürzeren Innenflügel mit stark vergrößerter Sehnenlänge, der im Außenbereich die gleiche Auftriebsverteilung erzeugt wie der Originalflügel. Da der Ersatzflügel aber nur etwa 15% von dessen Spannweite aufweist und ein Halbmodellaufbau verwendet wird, kann das Winglet nahezu Originalgröße haben und unter realistischen Strömungsverhältnissen vermessen werden, wie im oberen Bild abgebildet. 

Modellaufbau

 Umfangreiche Erfahrungen wurden beim Modellbau gesammelt: Der gestauchte Innenflügel besteht aus in spannweitiger Richtung aufgestapelten gefrästen Segmenten mit einem 3-D-gedruckten Hinterkantenbereich; der Außenflügel samt Winglet ist komplett aus gedruckten Segmenten zusammengesetzt. Dort sind zwei Druckmessschnitte in die Oberfläche eingelassen.

Auswertung

Die bisher ausgewerteten Ergebnisse der Messungen zeigen deutliche Auswirkungen der dreidimensionalen Umströmung, die mit einfachen Auslegungsverfahren (Traglinien- und 2-D-Profilrechnung) nicht vorherzusagen sind. In einem Segment trat sogar eine Ablösung auf, die mittels Wollfäden deutlich im  im Nachlauf sichbar wurden, wie auf dem nebenstehenden Bild abgebildet.

Generell scheint sich ein großer Pfeilwinkel direkt in erhöhtem Profilwiderstand niederzuschlagen. Der Turbulenzgrad wurde zusätzlich mittels Infrarot- Aufnahmen untersucht. Dabei zeigte sich die gelegentliche Ausbildung von Turbulenzkeilen, welche auf die Trennstellen zwischen den Segmenten zurückzuführen ist. Allgemein zeigte die die Methode der Modellkonstruktion jedoch vielversprechendes Potential.