Flugzeuge mit effizienterer laminarer Strömung
Das Gemeinsame Unternehmen „Clean Sky 2“ (CSJU) hat ambitionierte Ziele für die Luftfahrt vorgegeben, darunter auch die Reduktion der Flugzeugtreibstoffemissionen sowie der dazugehörigen CO2-Emissionen um 20-30 %. Eines der drei Instrumente des CSJU zum Erreichen der gesteckten Ziele ist das „Konzeptflugzeug“. Hierbei handelt es sich um Konstruktionsstudien, die Technologien in eine tragfähige konzeptuelle Konfiguration integrieren und Geschäftsflugzeuge, kommerzielle Flugzeuge und Drehflügler abdecken – die größten Flugzeugfamilien der Zukunft. In diesem Kontext, und als Beitrag zu den CSJU-Zielen, wurde das EU-finanzierte Projekt EULOSAM II ins Leben gerufen, um die Entwicklung und Bewertung der natürlichen laminaren Strömung (NLF, natural laminar flow) von Flugzeugen zu unterstützen. „Das Projekt war insbesondere auf die Konstruktionsverbesserung und abschließende Herstellung eines Windkanals mit einem halben Flugzeug (WT-Modell) ausgerichtet, der im EU-finanzierten Projekt EULOSAM begonnen wurde, und die Analyse der aerodynamischen Leistung innovativer Steuerungsoberflächen und Hochauftriebsvorrichtungen einer laminaren Tragflächenkonfiguration ermöglicht“, erklärt Projektkoordinatorin Luca Flamini. Das Projekt beaufsichtigte die Entwicklung der intelligenten integrierten NLF-Tragfläche. „Die Laminarität ist einer der wichtigsten technologischen Wege, um eine hocheffiziente Tragfläche zu erreichen“, merkt Flamini an. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sie eine erhebliche Verbesserung des Luftwiderstands und der aerodynamischen Effizienz von Flugzeugen ermöglichen kann. „Aus heutiger Sicht haben NLF-Tragflächen im Vergleich zu Tragflächen mit turbulenter Strömung nach dem neuesten Stand das solide Potenzial haben, den Luftwiderstand auf Flugzeugniveau während Reisen um 6-7 % zu reduzieren“, ergänzt Flamini.
Die Herstellung von Flugzeugen mit natürlicher laminarer Strömung
Im Laufe des Projekts wurde die Konstruktion des Windkanalmodells finalisiert. Es wird außerhalb des Projekts in einem Windkanal bei Geschwindigkeiten mit geringen Reynolds-Zahlen installiert und getestet. Diese Tests sollen 2022 im ONERA Windkanal F1 stattfinden. Analysen und numerische Arbeiten folgen auf die Tests. Im Gespräch über die Auswirkungen der Projektarbeit betont Flamini: „Das EULOSAM-II-Konsortium ist stolz, einen kleinen Beitrag auf dem Weg zur Anwendung von Flugzeugen der nächsten Generation mit einer natürlichen laminaren Strömungstechnologie geleistet zu haben. Die im Rahmen des Projekts entwickelten Werkzeuge können ohne Weiteres auf andere Flugzeugkategorien wie zum Beispiel die allgemeine Luftfahrt und Verkehrsflugzeuge ausgeweitet werden.“ Darüber hinaus ermöglichen die im Zuge des Projekts entwickelten Verfahren für beschleunigte Windkanaltests zur richtigen Vorhersage der Hochauftriebsleistung von NLF-Flugzeugen die Konstruktion und Erprobung von Flugzeugen mit effizienterer laminarer Strömung. „Dies wird die Ziele von ACARE unterstützen, die für alle H2020-Projekte fundamental sind“, bestätigt Flamini. Außerdem kann hierdurch die aerodynamische Leistung und Effizienz von Flugzeugen verbessert werden, was wiederum in positiven ökologischen Auswirkungen resultiert und dabei hilft, die Flugzeuge der nächsten Generation zu einem wettbewerbsfähigen Produkt zu machen. Mit Blick auf die Zukunft haben die Projektpartner ein intrinsisches Interesse zur Bewerbung ihrer Erkenntnisse und ihres Wissens bei aktueller und potenzieller Kundschaft, um neue Geschäftsmöglichkeiten zu schaffen. „Das Knowhow und die Erfahrung, die bei der mechanischen Konstruktion, bei der Herstellung komplexer Windkanalmodelle, während der Entwicklung geeigneter Instrumente zur Beschleunigung der Windkanaltests und bei der Konstruktion eines kompletten Systems zur Motorisierung der HTP-Trimmung gewonnen wurden, einschließlich des Steuerungsprogramms, das mit Windkanaltestschnittstellen verbunden und kompatibel ist, wird verbreitet“, lautet das Fazit von Flamini.
Schlüsselbegriffe
EULOSAM II, Flugzeug, Windkanal (WT), natürliche laminare Strömung, (NLF), Gemeinsames Unternehmen „Clean Sky 2“ (CSJU), Modell, hohe Reynolds-Zahlen
