AKTIVER - Aktive Strömungsbeeinflussung in Verdichtungskomponenten künftiger Flugantriebe
Der Fokus des Projekts AKTIVER (Aktive Strömungsbeeinflussung in Verdichtungskomponenten künftiger Flugantriebe) liegt auf der Erforschung und Auslegung innovativer Konzepte zur Strömungsbeeinflussung in aerodynamisch hoch belasteten Einläufen und Verdichtern künftiger Flugantriebe. Das Hauptziel des Vorhabens besteht dabei in einer potenziellen Baulängenreduktion der Antriebe, bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrads und der Seitenwindresilienz. Um dieses Ziel zu erreichen, wird in den entsprechenden Bauteilen eine Energetisierung der dreidimensionalen Grenzschicht durch Luftausblasung vorgesehen, wobei die benötigte Druckluft durch Rezirkulation über ein statisches Druckgefälle innerhalb der Komponente (Einlauf, Verdichter) zur Verfügung gestellt wird. Der ausgeblasene Luftmassenstrom wird zusätzlich durch einen Aktuator geregelt, wodurch der Einsatz des Systems über verschiedene Missionsabschnitte in optimaler Weise gewährleistet werden kann.
Die Analyse der beiden Triebwerkskomponenten erfolgt in enger Zusammenarbeit zwischen dem Lehrstuhl für Turbomaschinen und Flugantriebe (LTF), der die Analyse der Verdichterstufe durchführt, und dem Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik (AER), der für die Analyse des Einlasses zuständig ist. Für die Verdichterstufe liegt der technische Aspekt darin, dass die Verdichterleistung stark von Strömungsablösungen mit 2D- und 3D-Charakter dominiert wird, die an den Schaufeln, insbesondere in den Endwandbereichen der Rotor- und Statorreihen auftreten. Dies bestimmt den Wirkungsgrad des Verdichters, die Grenzen der Stabilität und damit die Gesamtleistung das Triebwerk. Das Projekt ist daher auf das förderpolitische Hauptziel eines umweltfreundlichen Luftverkehrs im Rahmen leiser und effizienter Triebwerke ausgerichtet, da die geplante Effizienzsteigerung in Kombination mit der Möglichkeit der Triebwerksverkleinerung zu Treibstoffeinsparungen und einer Verringerung der Schadstoffemissionen führen wird.
Das Forschungsprojekt wird im Rahmen des sechsten Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo VI-2) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert, das Forschungs- und Technologieprojekte in der zivilen Luftfahrt in Deutschland unterstützt.
Projektziele
- Entwicklung einer detaillierten numerischen und analytischen Betrachtung des Potenzials des Einsatzes eines aktiven Strömungssteuerungssystems innerhalb der Verdichterkomponenten des Triebwerks zur Verbesserung von Effizienz und Betriebsfähigkeit. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Verwendung eines geeigneten Aktuators als aktives Strömungsregelungssystem.
- Es wird erwartet, dass durch den Einsatz dieser Technologie eine Verbesserung der Verdichterleistung erreicht werden kann, z.B. geringere erforderliche Anzahl von Rotor- und Statorschaufeln, Reduzierung der Verluste und Verbesserung des Betriebsbereichs, höherer Wirkungsgrad pro Stufe und damit mehr Stabilität
Projektpartner
Fördernummer: 20E2113A
