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FP7-CleanSky: Transonic High Reynolds Number Testing of a Large Laminar Wing Half Model
Natural Laminar Flow (NLF) is established as a key technology stream within CleanSky Smart Fixed Wing Aircraft in order to reduce aircraft drag. As part of the process to mature NLF to a Technology Readiness Level of 6, ETW will perform associated experiments using a large low-sweep half model at flight-relevant Reynolds numbers. These tests are addressing issues associated with the impact of surface quality on the robustness of the laminar flow region. In 2005-2009 the European research project TELFONA, led by Airbus, has investigated the applicability of ETW for NLF wing design. Transition N-factors for both crossflow (CF) and longitudinal Tollmien-Schlichting (TS) instabilities were determined. Measured transition locations were compared with the results of linear stability analyses based on either numerically obtained or measured pressure distributions. The linear stability results showed that experimental data were sufficient to obtain critical ETW N-factors for cases with either predominant NTS-factors or for predominant NCF-factors.
TELFONA has demonstrated that ETW’s flow quality enables laminar testing close to free flight conditions. In 2012, ETW is used within CleanSky to contribute to a wing design methodology aiming for robust laminar performance taking into account different surface imperfections. The measured transition data may serve to validate CFD predictions on NLF wing designs including such imperfections as they may occur on a real aircraft.
N-Factors NCF/NTS from TELFONA (black triangles) compared with flight-test and conventional wind-tunnel data from Horstmann, “TELFONA, Contribution to Laminar Wing Development for Future Transport Aircraft”, Aeronautical Days, Vienna, 2006
This work receives funding from the European Union FP7/2007-2013 under grant agreement no 323452.
Background
ETW - Pushes the Limits
Wind tunnels, using scaled down aircraft models, are the major source of aerodynamic design data for new aircraft projects. Wind tunnels are indispensable tools for aerodynamic research and aircraft development; they complement and validate flow simulation methods on the most powerful computers.
ETW, the European Transonic Wind Tunnel, was designed and constructed by the four European countries France, Germany, United Kingdom and The Netherlands. It is operated based on a non-profit policy by the ETW GmbH, founded in 1988. Its location in Cologne, Germany, is right in the middle of Europe.
European researchers and engineers harness ETW’s capabilities for advancing aeronautical science into aircraft innovation by accessing real-flight conditions in this cutting edge ground-test laboratory.
ETW is the worldwide leading wind tunnel for testing aircraft at real flight conditions. Aircraft performance and their flight envelope limits can be accurately determined with unique quality at ETW long before flight testing of a first prototype. This enables significant reductions in the technical and economic risks associated with the development of new aircraft. Manufacturers from all over the world take advantage of the exceptional features of this high-tech facility enhancing the performance, economic viability, and environmental friendliness of their future aircraft.
ETW – Erweitert Horizonte
Aerodynamische Entwurfsdaten für neue Flugzeugprojekte werden zu einem großen Teil aus Windkanaluntersuchungen an maßstäblich verkleinerten Flugzeugmodellen gewonnen. Windkanäle sind unverzichtbare Werkzeuge sowohl für die Strömungsforschung als auch für die Flugzeugentwicklung; sie ergänzen und validieren Verfahren zur Strömungssimulation auf modernsten Hochleistungsrechnern.
Der Europäische Transschall-Windkanal ETW ist eine transnationale Forschungseinrichtung in Köln. Er wurde von den vier Staaten Frankreich, Deutschland, Großbritannien und den Niederlanden entwickelt und gebaut. Betrieben wird er von der ETW GmbH, die als eigenständiges Non-Profit-Unternehmen 1988 gegründet wurde.
Der ETW erlaubt europäischen Forschenden und Ingenieur:innen, tatsächliche Flugzustände unter Laborbedingungen am Boden darzustellen, um wissenschaftliche Erkenntnisse zu erarbeiten und in Luftfahrtinnovationen zu überführen.
Der ETW ist der weltweit führende Windkanal, in dem Luftfahrzeuge unter wirklichkeitsgetreuen Flugbedingungen getestet werden können. Lange bevor der erste Prototyp für einen Flugtest zur Verfügung steht, können im ETW die Leistungsfähigkeit und die Flugbereichsgrenzen eines Neuentwurfs genauestens und mit einzigartiger Qualität bestimmt werden. Dies reduziert erheblich die technischen und wirtschaftlichen Risiken, die mit der Entwicklung neuer Luftfahrzeuge verbunden sind. Hersteller aus aller Welt nutzen die außergewöhnlichen Möglichkeiten dieser Hightech-Einrichtung, um die Leistungsfähigkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Umweltfreundlichkeit ihrer zukünftigen Produkte nachhaltig zu verbessern.
