Theoretical aspects of the calibration of transonic test sections

Zusammenfassung

Es werden einige theoretische Betrachtungen zum Problem der Kalibrierung einer Windkanalmeßstrecke im Schallgeschwindigkeitsbereich angestellt. Zunächst wird angenommen, die Ausbildung der Wände der Meßstrecke sollte so vorgenommen werden, dass das grösstmögliche Modell bei Schallgeschwindigkeit darin untergebracht werden kann. Durch Anwendung des Ähnlichkeitsgesetzes für schallnahe Strömung und der Flächenregel auf die Strömung im Messquerschnitt scheint eine beträchtliche Verminderung des Arbeitsaufwandes, die eine solche Kalibrierung der Meßstrecke für schlanke Modelle erfordern würde, möglich zu sein. Dies ist besonders zutreffend für Messquerschnitte mit Längsschlitzen konstanter Breite, wo die für den Wandeinfluss gleich Null bei Schallgeschwindigkeit erforderliche Anordnung der Schlitze sich auch brauchbar erweist für eine grosse Gruppe von Modellen verschiedener Grösse und Form (vorausgesetzt, dass der Einfluss der Wandgrenzschicht vernachlässigt werden kann).

Die Ableitung ergibt, dass das Verhältnis des Modellquerschnittes zum Messquerschnitt kein brauchbares Mass für die Grösse des Wandeinflusses darstellt. Vielmehr scheint das grösste zulässige Flächenverhältnis, das zu einer vorgegebenen relativen Grösse des Wandeinflusses gehört, stark vom Dickenverhältnis des Modelles abhängig zu sein, so dass ein schlankeres Modell auch kürzer sein müsste.

Die asymptotische Grundlösung der Potentialgleichung für achsensymmetrische Schallströmung nachGuderley undYoshihara wurde zur Abschätzung der genauen Spaltbreite für sehr kleine Modelle verwendet, und es ergibt sich, dass in diesem Falle die genaue Einstellung der Spaltbreite nicht besonders kritisch ist. Der Haupteffekt einer Veränderung der Spaltbreite besteht in einer Änderung der Mach-Zahl-Korrektur stromaufwärts vor der Meßstrecke.