Målinger afslører farlig vind
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Målinger afslører farlig vind

En model af området omkring Vagar lufthavn på Færøerne har været en tur i vindtunnelen hos Dansk Maritimt Institut.
Den 14 meter brede vindtunnel på Dansk Maritimt Institut (DMI) i Lyngby, der er opkaldt efter en af Danmarks store vindingeniører, Martin Jen sen, har været brugt til undersøgelse af vindpåvirkninger på modeller af bl.a. Storebæltsbroen og større
broprojekter i Sverige, Frankrig og Taiwan. Men i efteråret 1996 begyndte en række hemmelige målinger af, hvordan vindforholdene var omkring Vagar lufthavn på Færøerne på ulykkesdagen den 3. august 1996.

Målingerne er fulgt op af mere detaljerede målinger af vindforhold omkring Vagar lufthavn, og i øjeblikket er det målinger omkring den nye lufthavn ved Sisimiut (Holsteinsborg) i Grønland, der optager civilingeniør, ph.d. Søren V. Larsen og hans
assistenter på DMI.

SKALAMODEL MED SKARPE KANTER
For at teste vindforholdene ved indflyvningen til Vagar lufthavn blev en 9,6 meter lang og 5,3 meter bred skalamodel af hele Sørvåg fjord med lufthavnen i størrelsen 1:1500 bygget på en måneds tid af to medarbejdere hos DMI.
Arbejdet blev baseret på elektroniske kort fra Kort- og Matrikelstyrelsen.
Når en skalamodel opbygges, er det vigtigt at tage hensyn til de skalaeffekter, der er ved må linger af strømningsforhold.
Strømningen må ikke klæbe sig til modellen, idet det giver nogle utilsigtede grænselagsstrømninger. Derfor er modellen opbygget lagvis med skarpe kanter mellem lagene, svarende til 15 meters spring i det virkelige terræn.
Modellen placeres i vindtunnelen, så vinden, der kommer fra den ene endevæg af den 15,5 meter lange tunnel, har den rigtige retning i forhold til modellen.
Søren Larsen fortæller, at man først prøver at få en kvalitativ forståelse af turbulensfænomerne. Det foregår på to måder:
I den ene metode indføres heliumfyldte sæbebobler i vind strømmen, og billeder af sæbeboblernes bevægelser optages. I den anden metode ophænges en række bomuldstråde i en tynd tråd, der følger flyets bane. Ved at se på bomuldstrådenes blafren i vinden,
kan vindretningen og turbulensen vurderes.

MÅLEPROBE FØLGER FLYENES BANE
Kvantitative målinger kræver mere avanceret udstyr. I dette tilfælde benyttes et varmetrådsanemometer til bestemmelse af vinden i alle tre retninger.
Ved hjælp af et specielt designet system bevæges måleproben med de ultratynde varmetråde de godt fire meter hen over modellen.
Proben følger flyets bane ind mod lufthavnen. Aktuelt er der foretaget tre måleserier, en med den normale indflyvningsretning og to der afviger fem grader til hver sin side.
Under den kraftige blæst på ulykkesdagen var flyvehastigheden kun ca. tre gange større end vindhastigheden. Målingerne er foretaget med dette forhold, og se nere målinger med vindhastigheder ned til en fjerdedel af dette.
Målingerne viste, at flyet havde konstant side- og halevind ind til ca. tre sømil fra lufthavnen. Herefter blev sidevinden pludselig mindre, og halevinden blev kraftigt turbulent. Flyet fløj godt en sømil i det højturbulente område, før det styrtede
ned. Målinger i vindtunnelen i det om råde, hvor luft havnens nuvæ rende vindmåler er placeret, viste, at vindmåleren ikke giver brug bare data for den vindretning, der var gældende på ulykkes dagen.
Derfor vil Statens Luftfartsvæsen installere en ny vindprofilradar ved Vagar Lufthavn, som vil være i drift sidst på året. Vindprofilradarens måling af den frie vind i lufthavnsområdet kan til den tid sammenholdes med de forsøg, der er gjort for
tilsvarende forhold i vindtunnelen i Lyngby.
Det vil give et godt skøn over turbulensen i om rådet, som kan videregives til kaptajnen på det landende fly, som i sidste ende er ansvarlig for, om han kan lande.

VIND KØLER VARMETRÅDE
Selve målingen med anemometret foregår efter et uhyre enkelt princip. Strømningshastigheden måles som den afkølende effekt, vinden har på en varmetråd. Et feedback-kredsløb holder trådens temperatur konstant under alle
strømningsbetingelser. På den måde bliver spændingsfaldet over varmetråden et direkte mål for den effekt, der afgives fra tråden. Sammenhængen mellem spænding og lufthastighed er eksponentiel og dermed stærkt ulineær. Derfor skal anemometeret
kalibreres før brug.
Denne kalibrering var før i tiden en meget tidskrævende proces, og brugerne måtte selv i deres databehandling af måledata tage højde for den. Nu sker den med et automatisk kalibreringssystem, som også Dansk Maritimt Institut har anvendt til de aktuelle
målinger. Kalibrering af udstyret er sket i området fem cm/s til otte m/s.
Anemometret og kalibreringssystemet kommer fra firmaet Dantec Measurement Technology i Skovlunde.
Dantec er en af de to førende virksomheder i verden, der udvikler og producerer måleudstyr til videnskabelige og industrielle målinger af strømningsprofiler i forbindelse med bl.a. udvikling af fly, biler, turbiner, skibspropeller og meget andet. I
dette tilfælde benyttes en af Dantecs mest avancerede måleprober. Det be står af tre fem mikrometer tynde Wolfram tråde, som er op spændt i et retvinklet koordinatsystem inden for en kuglediameter på 3 mm.
Med de tre tråde kan vindhastigheden måles i alle tre retninger på en gang. Måleproben har en frekvenskarakteristik på flere hundrede kilohertz. Det udnyttes ikke i den aktuelle opstilling, hvor der typisk tages 2500 målepunkter i løbet af det ene
sekund, hvor proben bevæges de godt fire meter.
Antallet af målepunkter giver en rumlig opløsning på cirka to millimeter, svarende nogenlunde til probens størrelse. Da skalamodellen er 1: 1500, svarer denne opløsning til cirka tre meter under de virkelige forhold.

VAGAR LUFTHAVN
Lufthavnen på Vagar er Færøernes eneste lufthavn. Den er placeret forenden af Sørvåg fjord med stejle klippesider på begge sider.
Den normale indflyvning følger en ret linie mod øst-sydøst langs fjorden. Umiddelbart før land svinges 14 grader mod syd direkte mod landingsbanen knap to kilometer inde på land.
Vagar lufthavn er en af de tre danske statsluft havne, de to andre er Bornholms lufthavn og Odense luft havn. Den drives af Statens Luftfartsvæsen, som i 1938 blev oprettet som en styrelse under Trafikministeriet, men i 1986 blev omdannet til en
statsvirksomhed.
Maersk Air og Atlantic Airways flyver dagligt fra Vagar til Kø benhavn og Billund, desuden har Icelandair en en kelt ugentlig for bindelse til Reykjavik.

SVÆRE VILKÅR FOR OPKLARINGSARBEJDET
Den 3. august 1996 kl. 13.42 totalhavarerede flyvevåbnets Gulfstream G-III under indflyvning til Vagar Lufthavn på Færøerne. I alt ni personer omkom ved ulykken, deriblandt forsvarschef Hans Garde.
Et øjenvidne fortæller, at han så flyet vippe svagt fra side til side. Pludselig tippede det helt om på ryggen. Flyet mistede højde, og efter fem sekunder fløj det direkte ind i fjeldsiden.
Det var en dag med meget kraftig turbulens i området. Piloten på en af Søværnets helikoptere, der ankom til havaristedet en halv time efter ulykken, har oplyst, at han mødte den kraftigste turbulens, han nogensinde havde oplevet.
Forsvarets Flyvehavarikommission mødte vanskeligheder i sit arbejde: Den sorte kasse med oplysninger om flyets position og hastighed blev ødelagt ved flystyrtet. Af flyets Cockpit Voice Recorder fremgik det dog, at piloten har haft svært ved at holde
farten nede.
Dansk Maritimt Institut henvendte sig til Forsvarets Flyvehavarikommission og foreslog, at de ved hjælp af målinger i deres vindtunnel bidrog til opklaringen. Målingerne blev udført i stor hemmelighed i efteråret 1996 og videregivet til Forsvarets
Flyvehavarikommission omkring årsskiftet 1996/97.
I foråret 1997 blev modeldata sendt til Gulfstream i USA, og en række piloter fra USA og det danske flyvevåben blev i en flysimulator udsat for samme vindpåvirkninger, som på ulykkesdagen. Disse forsøg bekræfter, at flyet kun havde ringe mulighed for at
lande.

DMI
Dansk Maritimt Institut, det tidligere Skibsteknisk Laboratorium, har til huse på Hjortekærsvej i Lyngby.
DMI fungerer som en privat og uafhængig teknologisk servicevirksomhed, der udfører konsulentopgaver for private selskaber og offentlige myndigheder i mere end 40 lande inden for hydro- og aerodynamik.
DMI har til sin rådighed bl.a. en 240 meter lang vandtank, tre vindtunneler og fem skibssimulatorer til træning af skibskaptajner og -styrmænd.
Yderligere information kan findes på www.danmar.dk.

INTERNATIONAL INTERESSE
DMI's målinger af vindforholdene på Færøerne har allerede vakt betydelig international opmærksomhed. I forbindelse med sommermødet til juni i fluid mekanik divisionen af foreningen for de amerikanske maskiningeniører, (Asme)
kommer der yderligere fokus på målingerne.
Civilingeniør Finn E. Jørgensen fra Dantec Measurement Technology, der fremstiller det måleudstyr, som bruges ved forsøgene, vil præsentere et indlæg, som divisionsdirektør Aage Damsgaard og civilinge niør, ph.d. Søren V. Larsen fra Dansk Maritimt
Institut er medforfattere til.

GULFSTREAM
Gulfstream blev grundlagt i 1958 og har i dag leveret mere end 1000 fly til kunder i mere end 50 lande. Tilsammen har Gulfstream-flyene fløjet mere end 7,3 mill. timer. Gulfstream vil i 1999 fremstille over 60 fly, mere end en fordobling i
forhold til 1996.
Gulfstream III blev certificeret af de amerikanske myndigheder i 1980. Flyet har plads til otte passagerer og tre besætningsmedlemmer.
Det har rækkevidde på 6840 km og flyver normalt med hastighed på 851 km i timen. Den maksimale flyvehøjde er 13.716 m. Det er forsynet med to Rolls-Royce Spey Mk 511-8 motorer. Flyet har en længde på 25,3 m, en højde på 7,4 m og et vinge spænd på 23,7
m.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten