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Logo des Forschungsprojektes FOR 1066

FOR 1066: Simulation des Überziehens von Tragflügeln und Triebwerksgondeln

Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Rolf Radespiel

Ausführliche Informationen erhalten Sie auf der Webseite des FOR 1066.


Die Aufgabe

Die Forschergruppe FOR 1066 der Deutschen Fördergemeinschaft (DFG), die Anfang Dezember 2008 ihre Arbeit aufgenommen hat, beschäftigt sich vorrangig mit den Herausforderungen im Bereich der Entwicklung und Flugerprobung von Verkehrsflugzeugen und Flugtriebwerken. Dabei werden viele Themenbereiche abgedeckt, wie beispielsweise die Flugleistungen, funktionale Kosten oder Umweltbelastungen mitsamt ihrer Einflüsse. Vor allem aber der Bereich Sicherheit im Flugverkehr stellt ein wichtiges Element in der Forschung dar, denn natürlich muss der sichere Transport von Menschen und Gütern gewährleistet sein. Aus diesem Grund ist von großer Bedeutung, das Verhalten von Transportflugzeugen an den Flugbereichsgrenzen genau zu ermitteln, um diese Grenzen schließlich unter Aufrechterhaltung der Flugsicherheit ausweiten zu können.

Doch wie kommt es erst zu dieser Begrenzung des Flugbereichs? Ausschlaggebend hierfür ist das Überziehen von Tragflügeln und Höhenleitwerken im Langsamflug. Dafür sind validierte, mathematische Modelle und effiziente numerische Algorithmen zur Strömungssimulation notwendig, um den maximalen Auftrieb von Tragflügeln und Leitwerken sowie das dynamische Verhalten beim Überziehvorgang berechnen zu können. Deshalb hat es sich die Forschergruppe 1066 zur Aufgabe gemacht, dieses flugphysikalische Problem mithilfe einer wissenschaftlich fundierten Simulationsmethodik zu lösen und diese mit den Ergebnissen aus neuen Experimenten zu verifizieren. Als Grundlage dienen die Forschungsarbeiten von 5 DFG-Projekten aus den Jahren 2006 – 2008, die als PAK 136 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurden.


Die Forschungsprogramme A und B

Die FOR 1066 beinhaltet 2 Teilprojekte (A und B), die sich wiederum jeweils mit unterschiedlichen Unterprojekten befassen.

Teilprojekt A

Unterprojekte

A1: Simulationsmethodik für den überzogenen Flugzustand bei gestörter Zuströmung mit DES

A2: Numerische Simulation zur Wechselwirkung der Atmosphäre mit der Tragflügelumströmung

A3: Experimentelle Untersuchung des Überziehverhaltens eines 2-Element-Profils mit Störungen der Zuströmung

 

Kurzbeschreibung

Im Fokus dieses Projektes steht zum Einen ist die Schaffung einer fundierten Berechnungsweise für die numerische Vorhersage des Auftretens und der Ausbreitung massiver Strömungsablösungen, vorwiegend am Flügel, sowie deren Anwendung zur Untersuchung des Einflusses von (atmosphärischen) Störungen in der Anströmung (hier vor allem beim Landeanflug). Außerdem soll die Wechselwirkung eines Tragflügels mit turbulenten atmosphärischen Strömungen untersucht werden. Hierbei steht die Simulation der Umströmung des Tragflügels in realistischen meteorologischen Szenarien im Vordergrund. Schließlich soll eine fundierte experimentelle Datenbasis geschaffen werden, die für die Dynamik der Strömungsablösung an einem an einem 2-Element-Profil bei instationären Störungen der Zuströmung zuständig ist um so die Verhältnisse beim dynamischen Überziehen der Hochauftriebsprofile von Verkehrsflugzeugen generisch zu repräsentieren.

Teilprojekt B

Unterprojekte

B2/B3: Numerische Modellierung der Strömung in einem Triebwerks-Fan bei inhomogenen Zuströmbedingungen

B4: Untersuchung der Wirbeldynamik beim Überziehen von Triebwerksgondeln mit zeitauflösenden Messverfahren

B5: Modellversuche zur experimentellen Untersuchung von gestörter Triebwerks-Einlaufströmung und deren Interaktion mit einem Triebwerks-Fan

 

Kurzbeschreibung

Ein Ziel dieses Projektes ist die Realisierung einer hochgenauen, effizienten Simulationstechnik für die gekoppelte Berechnung der Außenumströmung eines Flugzeugs sowie der Innendurchströmung der Triebwerke. Die Anbindung der jeweils für den Anwendungsbereich optimierten Verfahren TAU und TRACE ist dabei ausschlaggebend. Weiterhin soll gezielt die Frage geklärt werden, ob und wie sich eine physikalisch fundierte Berechnungsmethodik für die instationären Ablösungen am Triebwerkseinlauf und ihrer Wechselwirkungen mit den ersten Verdichtungsstufen manifestieren lässt. Diese Frage soll dabei mithilfe der Fortschritte in der optischen Messtechnik für ortsaufgelöste Druck- und Geschwindigkeitsmessungen eine experimentelle Datenbasis generiert werden. Zu guter Letzt liegt ein weiterer wichtiger Forschungsschwerpunkt in der Generierung der Validierung numerischer Berechnungsmethoden für gestörte Einlaufströmungen und ihre Wechselwirkungen mit der Fanstufe. In Zusammenarbeit mit der UniBW (Universität der Bundeswehr) München soll in einer Laborumgebung die Berechnung der Interaktion mit der Fanstufe validiert und die Kennlinien der Verdichterstufen vermessen werden.

 

Alle Inhalte der einzelnen Teilprojekte können ausführlich auf der Homepage des FOR 1066 nachgelesen werden.


  aktualisiert am 20.06.2016
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