AVACON
In diesem Forschungsvorhaben werden Technologiebausteine für die unmittelbar nächste Generation von Mittelstreckenflugzeugen sowie deren Wechselwirkungen untersucht.
Das übergeordnete Ziel des Verbundprojekts AVACON, kurz für Advanced Aircraft Concepts, ist die Untersuchung neuartiger Flugzeugkonfigurationen, um insbesondere für das Marktsegment der Mittelstrecke Potenziale hinsichtlich der Treibstoff-Effizienz aufzuzeigen. Das Projektkonsortium besteht aus insgesamt acht Partnern, welche die Kompetenzen aus Industrie, Forschungseinrichtungen sowie Universitäten vereinen. Einen Kernaspekt des Vorhabens stellt dabei die Integration von Ultra-High-Bypass-Ratio Triebwerken dar, die nicht nur in konventioneller Art unter dem Tragflügel, sondern aufgrund ihrer Größe auch auf dem Tragflügel sowie am Rumpf platziert werden. Darüber hinaus werden weitere vielversprechende Technologiebausteine unter Berücksichtigung derer interdisziplinärer Wechselwirkungen in die neuartigen Flugzeugkonfigurationen integriert.
In diesem Kontext beschäftigt sich das Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der RWTH Aachen University mit den Aspekten der Integration eines Systems zur Hybridlaminarisierung, kurz HLFC, unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf den Flugzeugvorentwurf. Das Ziel ist die Reduktion des Reibungswiderstands und damit einhergehend des Kraftstoffverbrauchs sowie der Umweltbelastung. Hierbei kann das ILR auf bereits vorhandene Expertise hinsichtlich der Integration von hybrider Laminarhaltung innerhalb der hausinternen Flugzeugvorentwurfsumgebung MICADO zurückgreifen. So existiert für die aerodynamische Bewertung ein Prozess, welcher einen 2D Strömungslöser mit einem 3D Transitionsvorhersagemodul über verschiedenen Transformationsvorschriften verknüpft. Um die im Vorentwurf notwendige Balance zwischen den Detailierungsgraden aufrecht zu halten, findet darüber hinaus eine detaillierte Auslegung des HLFC-Systems unter Berücksichtigung der aerodynamischen Randbedingungen sowie notwendiger Absaugverteilungen statt. Die vorhandene Expertise wird innerhalb von AVACON zunächst um die Bewertungsfähigkeit unterschiedlicher Flugzeugkonfigurationen erweitert. Dazu werden die ursprünglich turbulent ausgelegten Flugzeugkonfigurationen mit einem HLFC-System ausgestattet, um das Potential eines solchen Retrofit-Designs holistisch zu beurteilen. Hierbei gilt es einen geeigneten Mittelweg zwischen den aerodynamischen Vorteilen und den Massenzuwächsen sowie Leistungsentnahmen der notwendigen HLFC-Systeme zu identifizieren. Weiterhin werden innovative Entwurfsmethoden entwickelt, um die Laminarität bereits im Flügelvorentwurf als zusätzliche Randbedingung mit einfließen zu lassen und so das Potenzial von HLFC bestmöglich auszuschöpfen.
Das Projekt wird im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms V-3 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Projektpartner: