Projektbeschreibung

Teilprojekt C1

Die Auslegung von antriebsgestützten Hochauftriebssystemen für zukünftige Verkehrsflugzeuge mit Kurzstart und –landeeigenschaften wird grundsätzlich andere Auslegungsphilosophien erfordern, als die von heutigen mechanischen Hochauftriebssystemen. Weitgehend unerforscht ist dabei die Analyse des dynamischen Verhaltens von Flugzeugen mit derartigen Hochauftriebssystemen, die die Voraussetzung für die bei der Gesamtbewertung entscheidenden flugmechanischen Betrachtungen des Steuerungsverhaltens und der Manövriereigenschaften ist. Die Zielsetzung der vorgeschlagenen Arbeiten im Teilprojekt C1 liegt in der Erforschung des dynamischen Verhaltens einer Konfiguration mit antriebsunterstützten Hochauftriebssystemen auf Grundlage der numerischen Strömungssimulation. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Bestimmung der aerodynamischen Reaktion der Flugzeugkonfiguration und der Leitwerksaerodynamik bei Änderungen des am Flügel wirkenden Zirkulationskontrollsystems.

Aufgrund der Neuartigkeit der geplanten Untersuchungen des dynamischen Verhaltens der Konfiguration mit antriebsunterstützten Hochauftriebssystemen werden die dynamischen Studien zunächst auf die Längsbewegung ausgerichtet. In einem ersten Schritt werden die dynamischen Derivative der Längsbewegung durch Simulation der quasistationären und harmonischen instationären Bewegungsformen an einer 2-dimensionalen Prinzipkonfiguration bestehend aus Hauptprofil mit Zirkulationskontrolle sowie einem generischen Leitwerksprofil durchgeführt, wobei grundsätzliche numerische Verfahrensparameter untersucht und angepasst werden. In Zusammenarbeit mit dem Z-Projekt und dem Teilprojekt B1 erfolgt danach für die realistischere 3-dimensionale Prinzipkonfiguration II die Detaildefinition und Positionierung des Leitwerks. An dieser Konfiguration werden dann basierend auf den zuvor gemachten Erfahrungen die Derivative der Längsbewegung mit antriebsunterstütztem Hochauftriebssystem numerisch bestimmt und analysiert. Ergänzend werden für ausgewählte Strömungsbedingungen stationäre numerische Simulationen zur Abschätzung des Verhaltens der Konfiguration im Schiebeflug durchgeführt. Dabei soll die für den einseitigen Triebwerksausfall repräsentative Giermomentencharakteristik sowie Einflüsse auf das Rollmomentenverhalten untersucht werden, wobei insbesondere der Einfluss der Zirkulationskontrolle auf die Flügel/Leitwerksinterferenz für das Schiebegiermoment von Rumpf und Seitenleitwerk bestimmt werden soll.