Realistisches Tragflächenmodell der nächsten Generation zu Testzwecken entwickelt
Flugreisen nehmen mit der zunehmenden Globalisierung weiterhin zu und bringen Menschen, sei es zum Vergnügen oder zu Geschäftszwecken, sowie Fracht an entfernte Ziele. Der Verbrauch von Treibstoff setzt hoch oben in der Atmosphäre Emissionen frei, wo sie die stärkste und unmittelbare Wirkung auf das globale Klima haben. Die europäische Initiative Clean Sky ist das ehrgeizigste Luftfahrtforschungsprogramm, das die EU jemals gestartet hat. Es handelt sich um eine einzigartige öffentlich-private Partnerschaft, welche die Umweltauswirkungen des Fliegens erheblich verringern wird, und das GRA ist eine ihrer Plattformen. Die EU finanziert das Projekt ETRIOLLA (Experimental transonic investigations on laminar flow and load alleviation), um ein realistisches Windkanalmodell zur Erprobung eines neuartigen Tragflächenkonzepts für das GRA zu entwickeln. Die Tragfläche ist derart konzipiert, dass eine natürliche laminare Strömung (Natural Laminar Flow, NLF) ermöglicht wird, die den Luftwiderstand reduziert sowie Laststeuerung und -linderung (Load Control and Alleviation, LC&A) gestattet, um passiven Windböen zu begegnen und das auf das Flugzeug einwirkende Gewicht zu verringern. Das alles reduziert den Treibstoffverbrauch und Emissionen. ETRIOLLA sah sich bedeutenden Herausforderungen gegenüber und meisterte diese, um das Tragflächenmodell angesichts der Beschränkungen der Windkanaltests so realistisch wie möglich zu gestalten. Das Modell ist so groß wie möglich, um (in Verbindung mit turbulenter Strömung) hohe Reynoldszahlen zu erzeugen, die noch zu den geometrischen Grenzen des Windkanals passen. Es wurden mehr als 40 globale und partielle Strukturmodelle bewertet, was in der Auswahl einer möglichen Windkanalbauform resultierte. Nachfolgende Untersuchungen ergaben jedoch, dass ein konventionelles Windkanalmodell mit seiner Gesamtfestigkeit und -steifigkeit nicht den Anforderungen entspricht, was das Team wieder zurück ans Reißbrett brachte. Die Wissenschaftler fanden eine innovative Lösung mit erhöhter Biegesteifigkeit und reduzierter Torsionssteifigkeit. Das Team bewertete die Optimierung von zwei LC&A-Anlageneinstellungen und entschied sich für eine, die unter Reiseflugbedingungen eine erhöhte Leistung erzielte. Sämtliche Materialien wurden bestellt und die Partner haben den Fertigungsprozess begonnen. Es wurden vorläufige Modelle zum virtuellen Testen vor den eigentlichen Tests im Windkanal entwickelt. ETRIOLLA erwartet die Beantwortung wichtiger offener Fragen über NLF und LC&A-Anlagen für GRA-Tragflächen. So wird die Wettbewerbsfähigkeit der EU sowohl in den dazugehörigen Technologien als auch die der Fluggesellschaften mit minimalen Auswirkungen auf die Umwelt in einer zunehmend umweltfreundlichen Konsumgesellschaft gestärkt.
Schlüsselbegriffe
Tragflächenmodell, umweltfreundliches Regionalflugzeug, Windkanal, transsonisch, laminare Strömung, Lastminderung
