Investigations on the aerodynamic interference effects of wing-mounted advanced engines - analysis of high speed test results

The installation of future Very High and Ultra High Bypass Ratio engines requires a closer coupling with the wing. Therefore, the determination of the installation drag of powered configurations will be necessary. Experimental investigations on this topic have been performed in the EU-supported research program ENIFAIR. The experiments were carried out in the ONERA S1MA wind tunnel using the DLR ALVAST model and three different engine simulators. The results of the experiments show an unexpected drag reduction with increasing thrust and bypass ratio in particular at high subsonic speed. Since thrust cannot be measured directly in the wind tunnel, a bookkeeping procedure has to be used based on a static calibration facility. In this report the shortcomings of the standard static engine calibration will be investigated, when external flow influence is present. The analysis of these effects leads to a corrected thrust/drag bookkeeping procedure supported by some numerical results. The application of this improved bookkeeping procedure shows good agreement between experimental and numerical results. The unexpected jet effects on the drag behaviour, detected in the experiments underline the necessity for an improved bookkeeping procedure for the drag estimation during wind tunnel tests of powered model configurations. (orig.)Die Installation von zukuenftigen Very High und Ultra High Bypass Ratio Triebwerken erfordert eine dichtere Kopplung am Fluegel. Die Bestimmung der damit verbundenen Installationswiderstaende von strahlangetriebenen Konfigurationen wird deshalb wichtig. Experimentelle Untersuchungen zu diesem Thema wurden deshalb im Rahmen des EU-gefoerderten Forschungsprogramms ENIFAIR durchgefuehrt. Die Experimente erfolgten dazu im Hochgeschwindigkeitswindkanal S1MA der ONERA mit dem DLR ALVAST-Modell mit drei verschiedenen Triebwerkssimulatoren. Die Ergebnisse dieser Experimente ergaben eine unerwartete Widerstandsverminderung mit ansteigendem Schub und Bypassverhaeltnis insbesondere bei hohen Unterschallgeschwindigkeiten. Da im Windkanalversuch der Schub der Modelltriebwerke nicht direkt gemessen werden kann, kommt ein sogenanntes 'Bookkeeping Verfahren' basierend auf einer statischen Kalibrierung der Simulatoren zur Anwendung. Im Bericht werden die Unzulaenglichkeiten dieser Methode untersucht unter dem Einfluss einer aeusseren Umstroemung der Simulatoren. Die Analyse dieser Effekte fuehrt zu einem korrigierten Bookkeeping Verfahren gestuetzt auf einige numerische Ergebnisse. Die Anwendung dieser erweiterten Methode liefert experimentelle Ergebnisse, die sehr viel besser mit numerischen Ergebnissen uebereinstimmen, was die Notwendigkeit der Verbesserung der Bookkeeping Methode fuer die Widerstandsbestimmung bei Windkanalmessungen mit Triebwerkssimulatoren erforderlich macht. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RN 437(02-20) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman