Prandtl-D - Prandtl-D

Prandtl-D
Rolle	Experimentelles Segelflugzeug
nationale Herkunft	Vereinigte Staaten
Erster Flug	28. Oktober 2015
Hauptbenutzer	NASA

Vorläufige Forschung Aerodynamisches Design zur Verringerung des Luftwiderstands oder Prandtl-D ist ein unbemanntes experimentelles Segelflugzeug , das von der NASA entwickelt wird . Das Akronym bezieht sich auf den frühen deutschen Luft- und Raumfahrtingenieur Ludwig Prandtl .

Der Prandtl-D ist ein schwanzloser Segelflugzeug, das auf dem Flug der Vögel basiert. Vögel drehen sich und neigen sich ohne vertikale Schwänze, die für solche Manöver in traditionellen Flugzeugen erforderlich sind. Es ist beabsichtigt, zukünftige Konstruktionen mit geringem Luftwiderstand und experimentellen Flugzeugen vorzusehen, bei denen zuvor Probleme mit der Steuerbarkeit aufgetreten sind. Das Programm verstärkte ähnliche Flügelentwürfe von Ludwig Prandtl, die ein Jahrhundert zuvor entworfen wurden. Die Entwürfe des Prandtl-D basieren ebenfalls auf Segelflugkonzepten der deutschen Brüder Reimar und Walter Horten und berücksichtigen die Schlussfolgerungen der NASA-Aerodynamikpioniere RT Jones und Richard T. Whitcomb .

Die Modelle Prandtl-D1 und Prandtl-D3 wurden im National Air and Space Museum bzw. im California Science Center vorgestellt .

Albion Bowers, Chefwissenschaftler der NASA Armstrong und Prandtl-D-Projektmanager, brachte die Theorien zusammen und leitete die Bemühungen mit Hilfe von Praktikanten. Er glaubt, dass mit den unter dem Prandtl-D bewährten Konzepten "die Zeit für ein neues Paradigma in der Luftfahrt kommen könnte".

Entwicklung

Das erste Modell in voller Größe, das flog, wurde als "Prandtl-D Nr. 3" bezeichnet und am 28. Oktober 2015 in einer Reihe von Tests im Armstrong Flight Research Center in Edwards, Kalifornien , geflogen . Das Flugzeug konzentriert sich auf die Prüfung des Gierens ohne vertikalen Stabilisator. Der Manager des Projekts, Albion Bowers, sagte, dass das Flugzeug auf dem Flug eines Vogels basiert.

Die Prandtl-D Nr. 3 flog erstmals am 28. Oktober 2015 mit der doppelten Spannweite der früheren Versionen. Durch die Entwicklung gelang es dem Team jedoch, den Luftwiderstand des endgültigen Segelflugzeugs um 11% zu reduzieren.

Anfänglich wurde jedes Flugzeug mit einem Hobby-Controller funkgesteuert und mit einem Bungee-Cord- System gestartet . Spätere Flugtests wechselten von einer Bungee-Startmethode zu einem Schleppstartsystem .

Die ersten beiden Fahrzeuge des Programms zeigten eine Verdrehung des Schaufelblatts, indem sie anstelle der elliptischen Verteilung eine glockenförmige Auftriebsverteilung bereitstellten. Diese Funktion führte zu einer Effizienzsteigerung und einer geringeren Belastung der Flügel.

Spätere Iteration des Fahrzeugs mit dem Bungee-Startsystem

Im März 2016 veröffentlichte Bowers ein technisches Dokument mit dem Titel „Über Flügel mit minimalem induziertem Luftwiderstand: Auswirkungen auf die Spannweite für Flugzeuge und Vögel“, NASA / TP - 2016-219072. Bowers geht detailliert auf die aerodynamischen Eigenschaften und die Mathematik des Projekts ein und erörtert eingehend die Wissenschaft, die hinter der Änderung der Spannweitenverteilung auf Flugzeugflügeln steckt, sowie die Daten aus Experimenten, die die Validierung seiner kritischen Prinzipien demonstrierten.

Spezifikationen

Die ersten beiden Prandtl-D-Flugzeuge im Submaßstab hatten eine Flügelspannweite von 12,5 Fuß und bestanden aus einem bearbeiteten Schaumkern, der in eine Haut aus Kohlefaser gewickelt war. Die Prandtl-D Nr. 3 hat eine Flügelspannweite von 25 Fuß, ein Gewicht von 28 Pfund, eine Höchstgeschwindigkeit von 18 kt und eine maximale Höhe von 220 Fuß. Das Flugzeug verfügt auch über das Arduino-Flugsteuerungssystem, das in der zweiten Prandtl-D-Subskala verwendet wird Modell und besteht aus Kohlefaser, Glasfaser und Schaum. Ein wesentlicher Unterschied im Prandtl-D-Modell ist die Hinzufügung eines von der University of Minnesota entwickelten Datenerfassungssystems (DAC).

Liste der Fahrzeuge im Programm

• Prandtl-D1
• Prandtl-D2
• Prandtl-D3
• Prandtl-D3c

Zukünftige Plattformen

Das Prandtl-D führte zum Start des Voruntersuchungsprogramms Aerodynamisches Design zur Landung auf dem Mars (Prandtl-M ) für die Marserkundung. Es wurde in der oberen Erdatmosphäre getestet und wurde entwickelt, um topografische Fotos der Marsoberfläche aufzunehmen.

Es hat auch eine wertvolle Plattform für den Radiosonden-Segelflugzeug (WHAATRR) für Wettergefahren- und Sensibilisierungstechnologie bereitgestellt, das für atmosphärische Wettertests auf der Erde verwendet wird.

Externe Links

"Auf Flügeln mit minimalem induziertem Luftwiderstand: Auswirkungen auf die Spannweite von Flugzeugen und Vögeln", NASA / TP - 2016-219072.

https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20160003578.pdf

Verweise