Der dritte Windkanaltest im Rahmen der FOR 2895 fand im Oktober 2022 statt. Wie bereits bei den vorangegangenen Kampagnen wurde für den Test das XRF1 Windkanalmodell, bereitgestellt durch Airbus, im Europäischen Transsonischen Windkanal in Köln getestet. Der Fokus dieser Messkampagne lag auf der Detailuntersuchung von instationären Stoß/Grenzschicht Interaktionen die im Bereich um die zuvor neu installierten UHBR Gondeln auftreten.
Die Messkampagne war in zwei Teilmessungen unterteilt. Die erste Messung behandelte die Untersuchung des Modells mit der bereits bei früheren Kampagnen eingesetzten Oberflächen-Druckmesstechnik mittels drucksensitiver Farbe (PSP – Pressure Sensitive Paint). Im zweiten Teil wurden die Stoß/Grenzschicht Phänomene dann im Volumen mittels PIV (Particle Image Velocimetry) vermessen. Bei diesen PIV Messungen werden Eiskristalle im Windkanal erzeugt, die am Modell vorbeiströmen und von einem Laser in der Messstrecke angestrahlt werden. Durch die Aufnahme von Bildern mittels spezieller Kameras ist es dann möglich das Strömungsfeld im Laserlichtschnitt zu rekonstruieren.
Bei der Konzeption des Tests konnte auf die wertvollen Daten und Erfahrungen zurückgegriffen werden die bei den vorherigen Messkampagnen gesammelt wurden. Zur Untersuchung von Stoß/Grenzschicht Interaktionen wurde diesmal nicht nur der Flügel, sondern auch die Durchflussgondel mit PSP Farbe beschichtet und detailliert vermessen. Durch die Verwendung zweier synchronisierter Hochgeschwindigkeitskameras, jeweils eine für den Flügel und eine für die Gondel, konnten damit simultan instationäre PSP Messungen durchgeführt werden, die es erlauben die Phänomene auf Flügel und Gondel in der späteren Datenauswertung auf zeitliche Korrelation zu überprüfen.
Die PSP Messungen wurden in einem Reynoldszahlbereich zwischen 3.3 Mio. und 12.9 Mio. bei Temperaturen zwischen 300K und 180K durchgeführt. Für die beiden Machzahlen 0.84 und 0.90 wurden Anstellwinkelbereiche ausgewählt die speziell die Untersuchung von Stoß-Grenzschicht Interaktionen auf der Flügelunterseite und der Gondel erlauben.
Auf Basis von Simulationen und ersten Ergebnissen der vorherigen Messkampagne MK2A wurden Ebenen definiert die mittels der PIV Technik untersucht wurden. Diese Ebenen wurden dann mit einem aufgefächerten Laserlichtschnitt beleuchtet und wie zuvor beschrieben vermessen. Da das PIV-System als Partikel Eiskristalle verwendet, war der Einsatz dieser Messtechnik nicht für die bei 300K gemessene kleinsten Reynoldszahl von 3.3 Mio. möglich. Letztere ist aus technischen Gründen im ETW nur bei der höchsten Temperaturstufe von 300K erreichbar. Die PIV Messungen wurden daher für eine Auswahl der Messbedingungen bei Re=6.6 Mio. und 12.9 Mio. durchgeführt.
Die Messkampagne konnte am 21.10.2022 erfolgreich abgeschlossen werden. Ein detaillierter Datensatz an Oberflächen-Druckmessungen sowie volumetrischen Geschwindigkeitsfeldern erlaubt es den Forschern nun die durch die Installation der UHBR Gondel hervorgerufenen instationären Effekte in zuvor nicht dagewesenem Ausmaß zu analysieren. Die Messdaten werden außerdem als wichtige Validierungsdaten für komplexe Simulationsansätze dienen in denen die Phänomene numerisch untersucht werden sollen.
