Riblet-Engineering, Riblet-Design und Anbringung von Riblets an den Tragflächen.
Kundennutzen
Verbesserung der aerodynamischen Effizienz, was zu mehr Auftrieb, geringerem Luftwiderstand, höherer Geschwindigkeit, verzögertem Strömungsabriss und einem höheren Sicherheitsniveau führt.
Projektbeschreibung
Nervenkitzel pur, ein rasanter Sport, für den sich nur die allerbesten Piloten qualifizieren. Ein Sport, der als „der schnellste Motorsport der Welt“ gilt. Luftsportfans ist nicht nur der Name von Peter Besenyei, dem "Godfather" des Motorluftsports geläufig, sondern auch jener von wagemutigen Männern wie Hannes Arch (†), Michael Goulian, Matt Hall, Martin Šonka und Vito Wyprächtiger, die mit Weltmeistertiteln und Vizeweltmeistertiteln in die Geschichte des Luftsports eingegangen sind. Und es gibt einen gemeinsamen Nenner: Sie alle vertrauten auf das Know-how von BST in Sachen Strömungsoptimierung und Riblets, wenn sie mit atemberaubenden Manövern eine fulminante Show hoch in den Lüften vollführten. Zweifellos erfordert das Fliegen der Pylone in 50 Fuß Höhe über dem Boden bei extremen Geschwindigkeiten und die Vollführung von High-G-Turns extrem erfahrene Piloten und den Willen, die maximale technische Leistung aus dem Flugzeug herauszuholen. Beim High-G-Turn handelt es sich um ein Manöver, bei dem der Pilot eine schärfere Kurve als normal fliegen kann, während das Flugzeug erheblich an Geschwindigkeit verliert. Das potenzielle Risiko eines High-G-Turns liegt daher im „Stall“. Wird ein High-G-Turn zu lange durchgeführt, kann das Flugzeug in einen Strömungsabriss geraten, wenn der Anstellwinkel des Flugzeugs über einen bestimmten Punkt hinaus ansteigt, an dem der Auftrieb plötzlich abzunehmen beginnt. Im schlimmsten Fall kann dies zum Verlust der Kontrolle führen. Ein High-G-Turn ist jedoch ein aufsehenerregendes Schaustück im Rahmen von Luftsportwettbewerben und ein wahres aeronautisches Meisterstück.
Bei der Red Bull Air Race World Championship lieferte sich eine Gruppe an Elitenpiloten einen Kampf der Technik und des Könnens, aber gleichzeitig engagierten sich diese härtesten Konkurrenten der Welt für die Weiterentwicklung des sicheren Fliegens durch verfeinerte Technik und Professionalität. Hier kamen wir von BST ins Spiel. Eine große Herausforderung wartete auf uns: Ziel war es, die aerodynamische Effizienz zu verbessern und die Stabilität des Flugzeugs zu erhöhen.
Durch numerische CFD-Simulation und Riblet-Engineering haben wir die optimalen Riblets für die Anwendung an den Flügeln entworfen. So konnten im Vorfeld verschiedene Riblet-Strukturen getestet werden, um die beste zur Reduzierung des Reibungswiderstandes auszuwählen. Durch das Aufbringen dieser der Natur nachempfundenen mikro- und nanostrukturierten Oberflächen auf strömungsrelevanten Teilen der Tragflächen konnte eine 4%ige Steigerung des Wirkungsgrades erreicht werden und, was noch wichtiger ist, es wurden Sicherheitsaspekte bei High-G-Turns berücksichtigt. Riblets sorgen für eine höhere Sicherheit bei Flugmanöver, da sie das Risiko eines Strömungsabrisses bei High-G-Turns verringern. Es ist ein bekanntes physikalisches Phänomen, dass sich bei hohen Geschwindigkeiten und zu steilem Anstellwinkel die Grenzschicht vom Profil ablöst und die Strömung abreißt. Das Flugzeug verliert an Auftrieb und beginnt zu trudeln. Durch die maßgeschneiderten Riblets an den Tragflächen hält die Strömung viel länger an und die Ablösung setzt später ein. Daher haben wir die anwendbare Strömungsdynamik berechnet, um das Risiko eines Strömungsabrisses zu minimieren und die Ablösung der Strömung durch das Anbringen von Riblets an den Flügeln hinauszuschieben.
Ergebnis
Die bionic surface technologies GmbH hat durch den Einsatz von Riblets die aerodynamische Effizienz zur Verbesserung der Flugsicherheit bei High-G-Turns deutlich erhöht. Dadurch setzt die Ablösung der Strömung später ein und das Risiko, in den Strömungsabriss zu geraten, sinkt. Die von BST durchgeführte aerodynamische Optimierung verschaffte den Piloten nicht nur einen technischen Vorteil gegenüber der Konkurrenz, sondern sorgte auch für eine sichere Rückkehr von ihren Abenteuern in der Luft.