Umweltfreundliche Flugzeuge im ungetrübten Himmelblau
Clean Sky, das wohl ehrgeizigste, jemals in Europa initiierte Luftfahrtforschungsprogramm, entwickelt derzeit den integrierten Smart Fixed Wing Aircraft Integrated Technology Demonstrator (SFWA ITD). Das innovative Flugzeugkonzept steht für signifikante Lärmminderung und gesenkten Treibstoffverbrauch im Sinne eines umweltfreundlichen Luftverkehrs und CROR ist ein maßgeblicher Teil davon. Das EU-finanzierte Projekt "Design of innovative CROR blade and pylon" (DINNO-CROR) leistete hier wesentliche Beiträge zur Entwicklungsarbeit. Die Wissenschaftler bewerteten zwei verschiedene Lärmschutzmethoden von geringer technologischer Reife (technology–readiness level, TRL), von denen eine auf einer Behandlung der Porosität von Rotorblättern und eine auf dem Einsatz der aktiven Blattflächenmodulation beruht. Sie verbesserten außerdem die Prognosefähigkeit innovativer Softwaresysteme (numerische Strömungsmechanik, Computational Fluid Dynamics, CFD / numerische aeroakustische Software) zur Ermittlung von Lärmquellen und zur Beschreibung der Lärmausbreitung. Wanddruckspektren gestatteten eine Auswertung der Lärmminderungseffekte poröser Blatteinsätze (Blade Liner). Unterstützende Modelldaten mit experimentellen Messungen bewiesen, dass die zur Verminderung von Lärm erforderliche Porosität (ca. 25 %) zu einem unakzeptablen Verlust der Modellleistung führt. Die Forscher bewerteten überdies den Effekt dielektrischer Barriereentladungsaktoren, die an der rückwärtigen (stumpfen) Kante des vorderen Blatts des gegenläufigen offenen Rotors platziert sind. CFD-Berechnungen zeigten, dass die Plasmaaktivierung den Windschatten hinter der Tragfläche nicht signifikant beeinflusst, was ein minimales Lärmminderungspotenzial der CROR-Bauform bedeutet. Man beschäftigte sich mit weitreichenden Simulationsarbeiten an der CROR-Bauform unter Einbindung eines vorgelagerten Pylons (Aufhängevorrichtung zur Befestigung). Der Pylon beeinflusste die aerodynamische Blattleistung nur geringfügig. Der Schalldruckpegel des von dem vorderen Rotor emittierten Lärms wurde jedoch bei vorhandenem Pylon stromaufwärts gerichtet beträchtlich erhöht. Durch das Aussortieren der beiden Lärmminderungskonzepte mit geringer technologischer Reife aus den weiteren Untersuchungen werden sich die Forscher nun auf die tatsächlich vielversprechenden Technologien konzentrieren können. Das bessere Verständnis der Aerodynamik und Aeroakustik gegenläufiger offener Rotoren hat klare Richtlinien hinsichtlich der Simulationsentwicklung genauer Resultate ergeben. DINNO-CROR leistete somit einen Beitrag zur Optimierung des Forschungsprogramms Clean Sky, mit dem sich die EU noch stärker der Realisierung merklicher Treibstoff- und Emissionsreduzierungen annähert.
