Noch bessere Flugzeugflügel
Hochauftriebssysteme maximieren den Auftrieb des Flugzeugs, was auf komplexe Weise von der Flügelform, dem Winkel und der Geschwindigkeit des Flugs abhängt. Da die Motoren immer leistungsstärker werden und die Flugzeuglasten und -geschwindigkeiten zunehmen, sind Hochauftriebssysteme zu einer Notwendigkeit geworden, um den Start und die Landung innerhalb vernünftiger Geschwindigkeitsbegrenzungen über die Bühne zu bringen. Hochauftriebssysteme spielen außerdem eine recht wichtige Rolle für die Gesamtflugleistung. Durch derartige Systeme erleichterte kleine Veränderungen im Auftrieb und im Luftwiderstand ergeben bedeutende Anstiege im Nutzlastpotenzial. Das aerodynamische Design von Hochauftriebssystemen ist zu einem wesentlichen Bestandteil des Flugzeugbaus geworden. Europäische Wissenschaftler, welche die Verbesserung dieses Prozesses zum Ziel haben, initiierten das Desireh-Projekt ("Design, simulation and flight Reynolds number testing for advanced high-lift solutions"). Das EU-finanzierte Konsortium besteht aus sechs Industriepartnern, sieben Forschungseinrichtungen, drei Universitäten, zwei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) sowie dem Europäischen Transsonischen Windkanal (European Transonic Windtunnel, ETW). Die Partner entwickeln in gemeinsamer Arbeit numerische Instrumente und experimentelle Messverfahren für sehr kalte (kryogene) Bedingungen, um die Gestaltung von Laminarflügeln für den Hochauftrieb zu verbessern. Insbesondere arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an die Entwicklung eines Hochauftriebssystems für die zukünftige Generation eines NLF-HARLS-Flügels (Natural Laminar Flow, NLF; High Aspect Ratio Low Sweep, HARLS), der eine optimale Flügelform zur Aufrechterhaltung der Laminarströmung hat und folglich einem reduzierten Luftwiderstand unterliegt. Die Forscher haben Algorithmen entwickelt, mit denen alle Flugphasen (Start, Fliegen auf Reiseflughöhe und Landung) gleichzeitig und nicht nur einzeln optimiert werden können und sind somit einen wichtigen Schritt in Richtung eines ausgewogenen Entwurfsprozesses gegangen. Überdies konnten sie das numerische Simulationsverfahren beschleunigen, womit die Entwurfszeit angesichts des riesigen Rechenaufwands komplexer Modelle signifikant gesenkt werden kann. Zwecks Optimierung und Prüfung wurde ein optimales Hochauftriebs-Flügeldesign ausgewählt. Abschließend konnte ein verbessertes Verfahren zur Teilchenbildgeschwingkeitsmessung (Particle Image Velocimetry, PIV) zur Messung der Luftströmung angewandt werden. Messverfahren wurden zum modifikationsfreien Einsatz bei Windkanaltests verifiziert. In der letzten Projektphase wird man sich auf die letzten Optimierungen der numerischen Algorithmen und der Flügelkonstruktion sowie anschließende Windkanaltests konzentrieren. Die Leistungen im Rahmen des Desireh-Projekts werden einen wichtigen Einfluss auf den Flugzeugbausektor haben, da Senkungen der industriellen Entwicklungskosten und kürzere Produkteinführungszeiten bei gleichzeitig besserer Laminarflügelleistung zu erwarten sind.
