Luftfahrtantriebe

Untersuchungen zu den Auswirkungen neuer Gehäusestrukturen für den Fan auf das Gesamtsystem Triebwerk

Das Verbundvorhaben FanTip greift die in dem europäischen Strategiedokument „Flightpath 2050“ formulierten Ziele zur Reduktion der Schadstoff- sowie Schallemission auf. Durch innovative Maßnahmen zur  Beeinflussung der Strömung im Blattspitzenbereich des Fans soll sowohl die dort emittierte Schallleistung reduziert als auch der Wirkungsgrad des Niederdrucksystems angehoben werden. Hierbei werden verschiedene grundlegende Ansätze und Einzeltechnologien kombiniert und mit Hilfe der modernsten Simulationsverfahren und Auslegungsmethoden optimiert. So sollen disziplinübergreifende Richtlinien für zukünftige Fanauslegungen erarbeitet und bewertet werden.

Zur Untersuchung der Maßnahmen wird mit Hilfe des Leistungsrechnungsprogramms Gas Turbine Laboratory (GTlab) ein modularisiertes Referenzmodell entworfen. Dieses bietet die Möglichkeit den Einfluss der Fancharakteristik auf den Arbeitsbereich zu bewerten und den Gesamtwirkungsgrad des Triebwerkes sowohl im Auslegungspunkt als auch außerhalb dessen zu vergleichen. Weiterhin können etwaige Interaktionen mit anderen Modulen simuliert und entsprechende Randbedingungen formuliert werden. Insbesondere der potentielle Einsatz einer variablen Schubdüse und deren Effekt auf die Turbokomponenten unter Berücksichtigung der neuen Spaltgestaltung kann in silico abgeschätzt werden.

Die für das Verbundprojekt relevante aerodynamische und akustische Auslegung der Fanspaltgeometrie obliegt dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Die mechanische beziehungsweise aeroelastische Bewertung erfolgt durch den Lehrstuhl für Thermische Strömungsmaschinen der Ruhr-Universität Bochum.

Das Forschungsvorhaben wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie dem Industriepartner Rolls-Royce Deutschland gefördert.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Tim Sauer

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie Rolls-Royce Deutschland, 2014/2017

Fachgebietsleitung

Referenzen

2017

Sauer, T.; Peitsch, D.
Untersuchungen zu den Auswirkungen neuer Gehäusestrukturen für den Fan auf das Gesamtsystem Triebwerk
August 2017

2016

Aulich, A.-L.; Sauer, T.; Iseni, S.; Moreau, A.; Peitsch, D.; Mailach, R.; Micallef, D.; Enghardt, L.; Nicke, E.
Fan Casing Contouring under Consideration of Aeroacoustics, Mechanics, Aeroelasticity, and whole Engine Performance
CEAS Aeronautical Journal, 8 (1) :157–-166
Dezember 2016
Herausgeber: Springer
ISSN: 1869-5590

2015

Sauer, T.; Peitsch, D.
Flexibilization of Compressor and Turbine Characteristics for Optimized Specification in Off-Design Condition
In Gas Turbine Society of Japan, Editor
November 2015