Glatte umweltfreundliche Triebwerksgondeln
Die Triebwerksgondel ist ein integraler Bestandteil von Flugzeugtriebwerken. In ihr sind die Komponenten untergebracht, die den energiereichen flüssigen Treibstoff in ein leistungsfähige Schubkraft umwandeln. Dieses komplexe System ist vom Flugzeugrumpf getrennt. Es optimiert Luftströmungen und schützt das Triebwerk, hilft, Lärm zu reduzieren und unterstützt Bremsvorgänge von Flugzeugen, während es gleichzeitig für Kühlung und Heizung sorgt. Die ansonsten glatte Oberfläche kann manchmal mit Fugen, Löchern und Unebenheiten gefüllt sein, die zu Störungen der glatten Luftströmung rund um das Bauteil führen können. Ziel des EU-finanzierten Projekts BALANCE war es, Konstruktionen zu entwickeln, mit denen der vordere Teil der Triebwerksgondel aerodynamischer zu gestalten ist. Es sollten die Störungen zwischen den Schichten reduziert werden, ohne die Abdeckung des Triebwerks einzuschränken. Reduzierter Strömungswiderstand und hohe Leistung „Die Glätte der Triebwerksgondel wirkt sich auf den Strömungswiderstand des Flugzeugs aus. Dieser Strömungswiderstand hat einen erheblichen Einfluss auf den Treibstoffverbrauch – je größer der Strömungswiderstand, desto härter muss das Triebwerk arbeiten, was einen erhöhten CO2-Ausstoß zur Folge hat“ sagt Iain Minton, Projektkoordinator des Projekts BALANCE von Safran Nacelles. Das Hauptziel des Projekts BALANCE war es, bessere Konstruktionen für Triebwerksgondeln bereitzustellen, mit denen der Strömungswiderstand beträchtlich reduziert werden kann, ohne das Gewicht zu erhöhen oder die Leistung anderer Flugzeugteile nachteilig zu beeinflussen. Im Verlauf des Projekts konnten die Forscher erfolgreich mehrere Konzepte ermitteln, die bei unterschiedlichen Flugzeugtypen funktionieren könnten. Die von ihnen neu vorgeschlagenen Konstruktionsverbesserungen für die Oberfläche tragen dazu bei, jegliche Stufen oder Lücken zu reduzieren, an denen sich schnell Strömungswiderstand bildet, wodurch die Laminarströmung auf 30-40 % der Triebwerksgondellänge erweitert wird. Sie wollten zeigen, dass ihre neuen Entwürfe Technologiebereitschaft der Stufe 5 erreicht haben, für die sie in einer simulierten Umgebung bewertet wurden. Die Analysen umfassten darüber hinaus auch numerische Simulationen von Zwischenfällen mit Vogelschlag, um die Effektivität der neu vorgeschlagenen Konstruktionen zu ermitteln. Zwar erreichte das Team das angestrebte Ziel bei der Verringerung des Strömungswiderstands schlussendlich nicht, es wurden jedoch beachtenswerte Ergebnisse erzielt, ohne auf komplizierte mechanische Systeme zurückzugreifen. „Die erreichte Verringerung des Strömungswiderstands um nahezu 0,3 % zeigt einen vielversprechenden Weg zur Reduktion schädlicher CO2-Emissionen, sollte diese Technologie zukünftig im Flugzeugbau eingesetzt werden“, fügt Minton hinzu. Europa hinkt weiter hinterher Mit Technologien, die eine reibungslose Luftströmung rund um das Triebwerk ermöglichen, um den Strömungswiderstand zu verringern, stehen die Flugzeughersteller in den Vereinigten Staaten an der Spitze der technologischen Innovation in der Branche. Ohne über ähnliche Technologien zu verfügen, konnten die europäischen Hersteller von Triebwerksgondeln ihre Wettbewerbsposition bis jetzt noch nicht verbessern. Technologien mit natürlicher Laminarströmung bilden bereits eine Säule der Flugzeugkonzepte der nächsten Generation und des Programms Clean Sky 2. Angesichts des Umstands, dass Europa ungefähr 10 000 neue Geschäftsflugzeuge benötigt, um nachhaltiges Wachstum über die nächsten zehn Jahre hinweg gewährleisten zu können, sofern es die ambitionierten Ziele der Initiative durch verbesserte Konzepte für Triebwerksgondeln erfüllen kann, wird es dazu beitragen, einen breiteren Marktplatz zu erschaffen und mehr Karrierechancen zu eröffnen.
Schlüsselbegriffe
BALANCE, Flugzeug, Flugzeugrumpf, Strömungswiderstandsverringerung, glatter Luftstrom, Laminarströmung, Geschäftsflugzeug
