Methodik zur Leistungsabschätzung von HLFC-Absaugsystemen im Flugzeugvorentwurf

Fachgebiet:

Virtuelle Integration und Systembewertung

Jahr:

2010

Monat:

September

Art der Publikation:

Paper

Autoren:

Timo Pe, F. Thielecke

Buchtitel:

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress, Hamburg 31. August - 2. Sept. 2010

Das Potential der HLFC-Technologie (Hybrid Laminar Flow Control) zur Reduktion des Reibungswiderstandes konnte in einer Vielzahl von Windkanaltests und Flugversuchen gezeigt werden und kann mit heutigen Methoden zuverlässig vorausgesagt werden. Zusätzliches Gewicht und Leistungsbedarf des Absaugsystems mindern jedoch die mögliche Treibstoffeinsparung. Die aktuelle Forschung konzentriert sich deshalb auf die Optimierung von Absaugsystemen und -struktur. Das langfristige Ziel für die Anwendung dieser Technologie ist die Integration in ein für HLFC optimiertes Flugzeug. Im Vorentwurf müssen hierfür Vergleichsstudien erstellt werden, bei denen beispielsweise die Absaugfläche variiert wird und daraufhin die erreichbare Widerstandsreduktion dem Gewicht und Leistungsbedarf gegenüber gestellt wird. Das Systemkomponentengewicht kann in der Regel nicht analytisch bestimmt werden. In diesem Fall müssen Gewichtsfunktionale auf Basis ausgeführter Komponenten erstellt werden. Für den Leistungsbedarf des Absaugsystems ist jedoch eine Abschätzung auf Basis der spezifischen Stutzenarbeit der Verdichter und der Komponentenwirkungsgrade möglich. Diese Arbeit präsentiert eine Methodik, die auf vier Hauptschritten beruht: Berechnung der Verdichtereinlassbedingungen, Berechnung der Verdichterauslassbedingungen, Verdichterauswahl und -parameterbestimmung, Antriebssystemauswahl und -parameterbestimmung.