DLR为德国国家航空航天研究中心, 致力于基础及应用之航空航天研究与开发工作, 其策略性目标是在提高德国与欧洲航空航天及航空运输工业的竞争力; DLR也自我挑战, 期使快速成长的航空运输工业能更有效率、更环保及永续经营。DLR在布鲁塞尔、巴黎及美国华盛顿哥伦比亚特区的营运机構与维修办公室, 雇用了大约5,100位员工, 而大约有700位研究员与科学家工作于德国北部不伦瑞克市(Braunschweig)一个简易机场附设的研究中心。

1. 测试飞机机翼上面的红外线热影像

使用一台有特殊外壳且放在一个三角架上的红外线热像仪, 观看右边机翼上面的一部份热影像; 第二台热像仪则安装在轮舱内, 以对应”观看”机翼下面。在测试飞机当中观看的DO 228机翼上面的红外线热影像: 层流-紊流的转变, 显而易见。(为了更清楚份辨层流与紊流, 已在机翼上放置一个产生紊流楔形(在层流区中间)的干扰物)。

2. 空气动力学与红外线

空气动力研究的一个目标, 是要为一架飞机的机翼(翼形), 提供可将阻力减到最小所需的形状与特性。机翼的主要用途, 是产生相对及相等于飞机重力的升力。空气动力工程师及科学家是要设计及开发可在一最小损耗上产生一最大升力的翼形。
在不伦瑞克(Braunschweig)的空气动力学与流动技术研究所的一个长期研究专案, 主力研究所谓的在一架飞机周围的”边界层流动”, 这个薄层把来自飞机表面的摩擦力传送到在飞机周围的空气中。 此”边界层”可能是”层流”(laminar), 这表示, 它传送小摩擦力会导致推进能量的小小损耗, 或者, 也可能是”紊流”(turbulent), 这表示, 它容易遭受较大的摩擦力影响, 需要消耗较大的能量, 才能维持飞机飞行。把它跟家中的水从水龙头流出的情形相比, 首先, 它是以”层流”流出, 当您再多转一些时(用较快的速度), 水流即变成”紊流”。特殊的”层流”翼形, 现今, 广泛应用在滑翔机的机翼上。不过, 商用飞机也可设计采用”层流”翼形技术, 其”层流”机翼为实心, 可减少15??燃料消耗- 为今日一个令人欣慰的数字, 也是DLR为何投资资源在相关研究专案的原因。

3. 在风洞测试中运用红外线热显像技术

层流、紊流及特别是在机翼上的转变点, 都须要观察及将它显像, 这主要是在风洞中执行, 因为在风洞中, 可模拟商用飞机的实际飞行速度。红外线热显像技术是个重要的研究方法, 因为, 在机翼模型与周围气流之间存在着温差, 这是辨识热显像所必须。 层流、紊流及其在机翼上的转变处，在风洞中采用红外线热显像技术观测气流的测试安排，风洞测试中, 在层流份离泡、小涡流及高攻角上的流动份离测试下, 一直升机机翼的红外线热影像，风洞测试中, 在不完全紊流测试下, 一升降舵装置(尾翼)的红外线热影像。由于在层流与紊流区有不同的热传输作用, 在这些区域便有不一样的冷热图样, 可用红外线热像仪将它们显现。因此, 在层流边界层的表面, 显示着与紊流边界层表面不同的温度。不伦瑞克(Braunschweig)空气动力学与流动技术研究所的Dr. Klaus de Groot表示“假如风洞模型为金属制造, 我们会进行表面的隔热”, “否则, 在模型内部的大量热传导, 将抹杀掉小小温差, 而且, 当然了, 我们也会避免当采用红外线扫瞄金属物体时会出现的典型反射, 这点, 我们是用涂上漆或薄薄塑胶层的方式处理”。

在测试飞机中, 热显像技术的决定性重要性

该研究所的NTLF (新”近音速”层流机翼)专案, 在测试飞机当中, 采用红外线热显像技术, 以便对机翼有良好的檢视; 装在特殊机壳内, 放在三角架上, 并固定在研究飞机的机身上, 而第二台热像仪则放在飞机下面的轮舱内。由欧盟基金赞助的这个专案的目的之一, 就是要测试装有防结冰与清洁系统而有自然层流翼形的机翼, 就如常在商用航空运输中进行的哪样。

此种结合显示, 一个长时间的层流段长度, 可在区间飞机的机翼上实现。而在更高速度上的进一步测试, 则证明层流段长度, 可透过一个多孔表面, 抽吸一部份的边界层而延长- 在机翼前面以雷射钻孔50微米吸出部份气流, 而提高层流段长度。这些发现, 如果没有热显像技术, 几乎不可能办到。