Arbeitsgruppe: Luftfahrt Propulsoren
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Raum: 228
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In modernen Turbofan-Triebwerken liefert der Fan den Hauptanteil des Schubs. Bei der Entwicklung zukünftiger Ultra-High-Bypass-Ratio-Triebwerke steht die Steigerung der Off-Design-Performance im Fokus – insbesondere, da die Fan-Auslegung im Designbetrieb bereits einen sehr hohen aerodynamischen Wirkungsgrad erzielt. Um die Effizienz über den gesamten Flugbetrieb zu maximieren, ist daher die Optimierung des Off-Design-Bereichs entscheidend.
Im Rahmen des Excellenzclusters SE²A entwickle und validiere ich in enger Kooperation mit den DLR Braunschweig formadaptive Fanschaufeln, die sich dynamisch an veränderte Strömungsbedingungen anpassen können. Mit einer neuartigen aero-strukturellen Entwurfsmethodik zur Optimierung der Schaufelformänderungen werden piezokeramische Macro-Fiber-Composite-Aktoren in die Oberfläche einer CFK-Fanschaufel integriert. Durch elektrische Anregung der Aktuatoren erfolgt eine gezielte Verformung, die eine dynamische Anpassung der Schaufelkrümmung und des Staffelungswinkels erlaubt.
Zur experimentellen Validierung der numerischen Auslegung wurden skalierte CFK-Prototypen gefertigt, welche unter realistischen Betriebslasten bezĂĽglich des Verformungsverhaltens und Fertigungsunsicherheiten analysiert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse tragen dazu bei, die Formadaptionstechnologie fĂĽr den Einsatz in einem rotierenden PrĂĽfstandumfeld vorzubereiten.