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JTI CleanSky: High Speed Wind Tunnel Test of a Laminar Wing Bizjet
Clean Sky Smart Fixed Wing Aircraft (SFWA) has defined the Natural Laminar Flow (NLF) Technology as a key technology stream with respect to the ACARE 2020 goals. Providing flight Reynolds number test capabilities ETW is engaged in associated experimental investigations. Recent testing on a big half model focussed on assessing acceptable manufacturing tolerances and performance characteristics. Within the CleanSky project "HiLamBiz" a business jet model featuring a modern NLF wing design and an innovative U-Tail configuration with rear mounted engines was manufactured and tested at ETW.
The test objectives have been the assessment of aerodynamic performance including the buffet boundaries for demonstrating the achievable benefit of laminar wing concepts. The test programme comprised two different wings tested transition free together with transition fixing for reference purposes. The laminar-turbulent boundary layer transition was localised by Temperature Sensitive Paint (TSP) measurements. Wing and Horizontal Tail Plane (HTP) deformation due to aerodynamic loads were measured by the Stereo Pattern Tracking (SPT) system. Its recently enhanced capabilities additionally allowed a correct setting of the HTP incidence in a closed loop control during wind on conditions.
The Client has expressed his appreciation for the successful performance of this challenging test at high Reynolds numbers demonstrating a further extension of the services available at ETW. Follow on investigations have been announced for the future.
Bizjet model coated with TSP for transition detection (orange areas) in the slotted wall test-section of ETW. Hi-Res [6.1MB]. Photo: © ETW.
This work receives funding from the European Union FP7/2007-2013 under JTI-CS grant agreement no 338517.
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.
