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Präzise Strömungs- und Luftdatenmessung für Windkanäle, UAVs, Luftfahrt und Forschung
Aeroprobe bietet innovative Messlösungen zur präzisen Erfassung von Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung und aerodynamischen Druckverhältnissen. Das Produktportfolio umfasst Pitot-Statik-Sonden, 3-, 5- und 7-Lochsonden, multifunktionale Air Data Probes sowie kompakte Micro Air Data Computer.
Die Messsysteme kommen unter anderem in der Luft- und Raumfahrt, Automobilentwicklung, Windkanaltechnik, Turbomaschinenforschung und Windenergie zum Einsatz. Neben einzelnen Sonden stehen komplette Messlösungen mit Datenerfassung, aerodynamischer Kalibrierung und Auswertesoftware zur Verfügung.
Aeroprobe Messsysteme für unterschiedliche Anwendungen
Das Aeroprobe-Portfolio gliedert sich in zwei Bereiche: Flight Systems für die Erfassung flugrelevanter Messgrößen und Measurement Solutions für die aerodynamische Strömungsanalyse.
Flight Systems – Air Data Systeme für UAVs und Flugzeuge
Aeroprobe Flight Systems ermöglichen die Erfassung und Verarbeitung wichtiger Flugparameter. Sie kombinieren aerodynamische Messsonden mit kompakten Micro Air Data Computern und eignen sich insbesondere für UAVs, Drohnen, autonome Fluggeräte und Flugversuche. Je nach Systemkonfiguration können folgende Messgrößen bestimmt werden:
- Fluggeschwindigkeit (Airspeed)
- Flughöhe
- Anstellwinkel (Angle of Attack, AoA)
- Schiebewinkel (Angle of Sideslip, AoS)
- Gesamt- und statischer Druck
- Lufttemperatur
- Weitere Fluglage- und Navigationsdaten bei entsprechend ausgestatteten Systemen
Die kompakte Bauweise und die geringe Leistungsaufnahme ermöglichen die Integration in Fluggeräte mit begrenztem Bauraum.
Mehrlochsonden für die Strömungsmessung
Aeroprobe Measurement Solutions dienen der Analyse stationärer und instationärer Strömungen in Forschung, Entwicklung und industriellen Prüfanwendungen.
Mit aerodynamisch kalibrierten Mehrlochsonden lassen sich neben der Strömungsgeschwindigkeit auch die Strömungsrichtung und der lokale Strömungsvektor bestimmen.
Das Portfolio umfasst konventionelle und schnell ansprechende Mehrlochsonden, Omniprobes, Kiel-Sonden, Messrechen (Rakes) sowie spezielle Lösungen für Grenzschichtmessungen und hohe Temperaturen.
Aeroprobe Produkte im Überblick
Mehrlochsonden – 3D-Strömungsmessung
Aeroprobe Mehrlochsonden mit 3, 5 oder 7 Drucköffnungen ermöglichen die Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung. Unterschiedliche Sondengeometrien erlauben die Anpassung an Windkanäle, Turbomaschinen und komplexe Strömungskanäle.
Abhängig davon, wie die Strömung auf die Sonde trifft, entsteht an den einzelnen Öffnungen eine charakteristische Druckverteilung. Über eine zuvor bestimmte aerodynamische Kalibrierung können daraus Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung, statischer Druck und Gesamtdruck berechnet werden. Im Gegensatz zu einer klassischen Pitot-/Prandtl-Sonde können Mehrlochsonden damit nicht nur die Geschwindigkeit, sondern auch die räumliche Ausrichtung der Strömung bestimmen.
Pitot-/Prandtl-Sonden eignen sich insbesondere für Anwendungen, bei denen die Strömungsrichtung weitgehend bekannt ist. Für komplexe oder dreidimensionale Strömungen sind dagegen Mehrlochsonden meist die geeignetere Lösung.
Pitot- und Pitot-Statik-Sonden
Pitot-Sonden erfassen den Gesamtdruck einer Strömung. Pitot-Statik-Sonden messen zusätzlich den statischen Druck. Aus der Druckdifferenz lässt sich unter Berücksichtigung der Dichte die Strömungsgeschwindigkeit bestimmen.
Die leichten Edelstahlsonden sind in unterschiedlichen Bauformen erhältlich. Je nach Ausführung stehen Optionen zur Beheizung und Entwässerung zur Verfügung.
Multi-function Air Data Probes
Multi-function Air Data Probes erfassen mehrere aerodynamische Größen mit einer einzigen kompakten Sonde. Über mehrere Drucköffnungen werden die Druckverhältnisse in der anströmenden Luft gemessen. In Kombination mit einer entsprechenden Kalibrierung lassen sich daraus unter anderem Fluggeschwindigkeit, Flughöhe, Anstellwinkel (Angle of Attack) und Schiebewinkel (Angle of Sideslip) bestimmen.
Da die Bestimmung der Strömungsrichtung ohne bewegliche mechanische Elemente erfolgt, eignen sich die Sonden besonders für UAVs, autonome Fluggeräte und Flugversuche, bei denen geringes Gewicht, kompakte Abmessungen und zuverlässige Messdaten entscheidend sind. Abhängig von der Anwendung stehen unterschiedliche Ausführungen für verschiedene Geschwindigkeits-, Höhen- und Winkelbereiche zur Verfügung.
Micro Air Data Computer
Aeroprobe Micro Air Data Computer verarbeiten die Signale kompatibler Air Data Probes und Pitot-Statik-Sonden. Sie berechnen relevante Flugparameter und stellen diese für Flugsteuerung, Navigation, Autopiloten oder die Messdatenerfassung bereit.
Je nach Modell stehen unterschiedliche Messbereiche und Funktionen für verschiedene Flugprofile zur Verfügung.
Weitere aerodynamische Messsonden
Für spezielle Messaufgaben bietet Aeroprobe zusätzliche Sondentypen:
- Omniprobes: Für komplexe Strömungen mit großen Anströmwinkeln
- Kiel-Sonden: Zur Gesamtdruckmessung bei wechselnden Anströmrichtungen
- Messrechen (Rakes): Zur gleichzeitigen Messung an mehreren Positionen
- TAT-Sonden: Zur Messung der Gesamtlufttemperatur
- Fast-response Probes: Für zeitlich veränderliche Strömungen
- Grenzschichtsonden: Für Messungen in wandnahen Strömungsbereichen
Vorteile der Aeroprobe Messsysteme
- Mehrdimensionale Strömungsmessung: Mehrlochsonden ermöglichen die Erfassung von Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung an einem Messpunkt. Damit lassen sich auch komplexe dreidimensionale Strömungsfelder untersuchen.
- Hohe Messgenauigkeit durch aerodynamische Kalibrierung: Aeroprobe kalibriert seine Mehrlochsonden unter definierten Strömungsbedingungen. Die ermittelten Kalibrierdaten bilden die Grundlage für die präzise Berechnung der aerodynamischen Messgrößen.
- Unterschiedliche Bauformen und Materialien: Gerade, L-förmige und weitere spezielle Sondengeometrien ermöglichen Messungen unter unterschiedlichen Einbau- und Strömungsbedingungen.
- Messungen unter anspruchsvollen Bedingungen: Spezielle Sondenausführungen eignen sich für große Anströmwinkel, hohe Temperaturen oder beengte Einbauräume. Hochtemperaturvarianten ermöglichen je nach Ausführung Messungen bis 900 °C.
- Kompakte Air Data Systeme: Für UAVs und autonome Fluggeräte stehen besonders leichte Messsonden und kompakte Auswerteelektroniken zur Verfügung.
- Komplette Messlösungen: Aeroprobe kombiniert Messsonden, Druckmesstechnik, Kalibrierung und Auswertesoftware zu aufeinander abgestimmten Systemen.
Typische Anwendungen für Aeroprobe Messsysteme
- Windkanaltests und aerodynamische Forschung
Mehrlochsonden ermöglichen die Analyse von Strömungsgeschwindigkeit, Strömungsrichtung und Druckverteilung in Windkanälen. Die Messergebnisse unterstützen die Entwicklung und Validierung aerodynamischer Modelle. - Luft- und Raumfahrt
Air Data Systeme erfassen wichtige Flugparameter wie Geschwindigkeit, Flughöhe, Anstellwinkel und Schiebewinkel. Die Systeme werden für Flugversuche, Forschungsflugzeuge und die Entwicklung neuer Flugzeugkonzepte eingesetzt. - UAVs und autonome Fluggeräte
Kompakte Air Data Probes und Micro Air Data Computer liefern aerodynamische Messdaten für Flugsteuerung, Navigation und Flugversuche. Die geringe Größe und das niedrige Gewicht erleichtern die Integration in UAV-Plattformen. - Automobilindustrie und Motorsport
Aeroprobe Strömungssonden eignen sich zur Untersuchung der Fahrzeugumströmung, von Nachlaufströmungen und aerodynamischen Komponenten. Sie unterstützen Messungen am Fahrzeug und im Windkanal. - Turbomaschinen und Triebwerksentwicklung
Spezielle Mehrlochsonden ermöglichen Strömungsanalysen in Kompressoren, Turbinen und engen Strömungskanälen. Für Anwendungen mit hohen Temperaturen stehen entsprechend ausgelegte Sonden zur Verfügung. - Windenergie und industrielle Forschung
Mit Aeroprobe Messsystemen lassen sich Strömungsbedingungen an Windenergieanlagen, Rotoren und industriellen Versuchseinrichtungen untersuchen.
Aerodynamische Kalibrierung und Auswertung mit AeroFlow
Die aerodynamische Kalibrierung ist entscheidend für die Messgenauigkeit von Mehrlochsonden. Dabei wird die Druckverteilung an den einzelnen Messöffnungen unter definierten Strömungsgeschwindigkeiten und Anströmwinkeln bestimmt.
Aeroprobe bietet NIST-rückführbare Kalibrierungen sowie anwendungsspezifische Kalibrierbereiche. Für Mehrlochsonden empfiehlt der Hersteller abhängig von der Nutzung eine Rekalibrierung alle 12 bis 24 Monate.
Mit der AeroFlow-Software lassen sich die gemessenen Druckdaten unter Verwendung der Kalibrierdaten auswerten. Je nach Softwarekomponente können Strömungsvektoren, Geschwindigkeiten, Druckverhältnisse und weitere aerodynamische Größen berechnet und visualisiert werden.
Sie haben Fragen?
Althen unterstützt Sie bei der Auswahl und Auslegung der passenden Aeroprobe-Lösung – von der einzelnen Mehrlochsonde bis zum vollständigen Air-Data-System.
Unser Dienstleistungsportfolio
Welches Aeroprobe Messsystem eignet sich für Ihre Anwendung?
- Strömungsgeschwindigkeit und Strömungsrichtung bestimmen: Mehrlochsonden (Pitot-/Pitot-Static-/Prandtl-Sonden)
Typische Anwendungen: Windkanal, Automotive, Turbomaschinen - Komplexe 2D-/3D-Strömungsfelder vermessen 5-/7-Loch- bzw. Multi-hole-Probes
Typische Anwendungen: Forschung, Aerodynamik - Gesamt- und statischen Druck bestimmen: Pitot-/Pitot-Static- bzw. Prandtl-Sonden
Typische Anwendungen: Luftfahrt, Windkanal - Fluggeschwindigkeit und Flughöhe erfassen: Air-Data-Sonden
Typische Anwendungen: UAV, Flugversuche - Anstell- und Schiebewinkel bestimmen: Multi-function Air Data Probe
Typische Anwendungen: UAV, autonome Fluggeräte - Luftdaten direkt an Bord verarbeiten: Micro Air Data Computer
Typische Anwendungen: UAV, Aerospace - Gesamtlufttemperatur erfassen: TAT-Sonden
Typische Anwendungen: Flugversuche, Windkanal
Projekte
Aeroprobe Messsysteme in der Praxis
Häufig gestellte Fragen zu Staudrucksonden, Mehrlochsonden & Air Data Systemen
Antworten auf die wichtigsten technischen Fragen
Können Aeroprobe Messsysteme mit vorhandener Datenerfassungssoftware verbunden werden?
Die Integration in bestehende Datenerfassungssysteme hängt vom verwendeten Micro Air Data Computer, der Messelektronik und den verfügbaren Schnittstellen ab. Vor der Integration sollten Kommunikationsprotokolle, Datenformate und Abtastraten geprüft werden. Althen unterstützt bei der Auswahl einer geeigneten Systemkonfiguration für bestehende Prüfstands- und Messumgebungen.
Welche Angaben sind für die Auslegung einer Aeroprobe-Mehrlochsonde im Windkanal erforderlich?
Für die Auslegung einer Aeroprobe-Mehrlochsonde im Windkanal sind insbesondere der erwartete Geschwindigkeitsbereich, die Strömungsrichtung und der maximale Anströmwinkel relevant. Auch Luftdichte, Temperatur, Druckniveau und die daraus resultierende Reynolds-Zahl können die Messgenauigkeit und die Auswahl der geeigneten Sondengeometrie beeinflussen.
Weitere wichtige Angaben sind der verfügbare Bauraum, der gewünschte Messort, die erforderliche zeitliche Auflösung sowie die Eigenschaften des angeschlossenen Druckmesssystems. Bei dynamischen Strömungsmessungen müssen außerdem die Druckleitungen und die Abtastrate berücksichtigt werden. Eine auf die Messbedingungen abgestimmte Sondengeometrie und Kalibrierung ermöglichen die zuverlässige Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeit und Anströmwinkeln innerhalb des spezifizierten Einsatzbereichs.
Wie werden Aeroprobe Mehrlochsonden in einen bestehenden Prüfstand integriert?
Die Integration erfolgt über die mechanische Befestigung der Sonde und den Anschluss ihrer Druckleitungen an ein geeignetes Druckmesssystem. Anschließend werden die Messdaten mithilfe der zugehörigen Kalibrierdaten ausgewertet. Bei der Planung sollten der verfügbare Bauraum, die Sondenausrichtung, die Messfrequenz und die Schnittstellen der Datenerfassung berücksichtigt werden.
Wie beeinflussen Druckleitungen und Druckscanner die Messgenauigkeit von Aeroprobe-Mehrlochsonden?
Die Messgenauigkeit einer Aeroprobe-Mehrlochsonde hängt nicht nur von der aerodynamischen Kalibrierung der Sonde ab, sondern auch von der angeschlossenen Druckmesstechnik. Lange oder unterschiedlich dimensionierte Druckleitungen können insbesondere bei dynamischen Messungen zu Signalverzögerungen und einer Dämpfung schneller Druckänderungen führen.
Auch Undichtigkeiten, verstopfte Drucköffnungen und Temperaturänderungen können die gemessenen Druckwerte beeinflussen. Der angeschlossene Druckscanner muss deshalb hinsichtlich Messbereich, Genauigkeit und zeitlicher Auflösung zur Anwendung passen. Für zuverlässige Messergebnisse sollten die Druckleitungen möglichst kurz, dicht und gleichmäßig ausgeführt werden. Bei dynamischen Strömungsmessungen ist zusätzlich das Übertragungsverhalten der gesamten Messkette zu berücksichtigen.
Welche Auswirkungen hat eine falsche Ausrichtung der Strömungssonde auf das Messergebnis?
Eine fehlerhafte Ausrichtung kann zu Abweichungen bei der Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeit, Anstellwinkel und Schiebewinkel führen. Besonders kritisch wird dies, wenn der tatsächliche Anströmwinkel außerhalb des kalibrierten Winkelbereichs liegt. Eine sorgfältige Montage und die Auswahl einer geeigneten Sondengeometrie helfen, solche Messfehler zu reduzieren.