Design of an Experimental Setup to Analyze the Effects of Groove Icing on Aircraft Aerodynamics

Advanced Design Project (ADP)

Nach einem Flug bei Minusgraden erreichen die Flugzeugflügel eine Temperatur von unter 0°C. Wenn diese Flügel mit einer Wolke interagieren, entwickeln sie Eisstrukturen. Die ungeschützten Bereiche des Flügels bergen das Risiko der Rückvereisung. Einer dieser Bereiche und unser Interessengebiet sind die Rillen in der Nähe der Klappen und Störklappen. Jede reale Rille muss eine Krümmung aufweisen, die auch für die Untersuchung des Flüssigkeitstransports wichtig ist. In der Literatur wurde eine solche Rille bereits unter isothermen Bedingungen untersucht. Die Auswirkungen der Wärmeübertragung und des Phasenwechsels, die bei der Vereisung von Flugzeugen eine große Rolle spielen, wurden jedoch nie diskutiert. Um diese Effekte zu erfassen, muss eine bekannte, aber stark benetzbare Oberfläche verwendet werden. Da Eis super-hydrophil ist, wird die Ausbreitung der Rinnsale und damit auch die vom Eis beeinflussten Zonen innerhalb der Rillen vergrößert.

Aufgabenbeschreibung

Das Hauptziel dieses ADP-Projekts ist die Entwicklung einer Methode zur Herstellung einer gut definierten Eisrille und deren Charakterisierung durch eine berührungslose Messtechnik. Ziel ist es, die Rauheit, die Krümmung und den Öffnungswinkel der Rille zu bestimmen. Die Eisrille soll dann in den bestehenden Aufbau implementiert und getestet werden.

Voraussetzungen:

  • Hohe Motivation und Interesse an experimenteller Arbeit
  • Kenntnisse in LabView/CAD (Siemens NX, SolidWorks, …)
  • Praktische Erfahrungen mit Sensoren, ARDUINO, Bildverarbeitung (MATLAB) wären von Vorteil

Aufgaben:

  • Sichtung der Literatur zur Einarbeitung in die Thematik
  • Entwurf und Herstellung einer wohldefinierten Rillengeometrie auf Eisoberflächen
  • Entwicklung einer berührungslosen Technik zur Messung der Eisdicke und der Rillengeometrie mit akzeptabler Genauigkeit
  • Durchführung und Nachbearbeitung der experimentellen Ergebnisse