SFB 880:  Grundlagen des Hochauftriebs künftiger Verkehrsflugzeuge

• Fachliche Zuordnung: Informatik, System- und Elektrotechnik ; Maschinenbau und Produktionstechnik ; Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ; Wärmetechnik/Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 133733460

Die Analyse der Fähigkeiten heutiger Verkehrsflugzeuge ergibt einen zukünftigen Bedarf für neue Hochauftriebssysteme, der nicht mit industriellen Entwicklungsprozessen abgedeckt werden kann. Dieses gilt in den Bereichen der Lärmminderung und der technologischen Fähigkeit zur Skalierung der Leistungsparameter des Hochauftriebssystems bei Start und Landung. Längerfristig führt dies zu den technologischen Grundlagen für ein neues Segment lärmarmer Verkehrsflugzeuge für kurze Start- und Landebahnen, das eine nahtlose Integration in die Metropolregionen der Industriegesellschaft ermöglicht. In den ersten beiden Förderperioden des Sonderforschungsbereichs (SFB 880) wurden grundlegende Prinzipien der Minderung der Umströmungsgeräusche von Tragflügeln mittels poröser Oberflächen und zur Reduktion des Antriebslärms durch Konfigurationsgestaltung erforscht. Ferner wurden die aerodynamischen und struktur-technologischen Grundlagen für den Entwurf von Tragflügeln mit aktiver Strömungskontrolle erarbeitet und fundierte Berechnungsmodelle für flugmechanische und aeroelastische Analysen des Gesamtflugzeugs entwickelt. Auf dieser Grundlage rücken nun der vertiefte Entwurf und ganzheitliche Systemanalysen für Lärmminderungen und zur Leistungsfähigkeit des Hochauftriebssystems in den Vordergrund. Hierfür werden die neuen Werkzeuge für die Vorhersage von Umströmungsgeräuschen in eine Entwurfs- und Optimierungsmethodik eingebracht, während die Analysen des Antriebslärms und des Kabinenlärms vertieft und validiert werden sollen. Die aeroakustischen Ansätze und die im Sonderforschungsbereich entwickelten, multidisziplinären Methoden für Effizienzsteigerungen des aktiven Hochauftriebs werden für Anwendungen in einem großskaligen Windkanalversuch zusammengeführt, um so Funktionen und Zusammenspiel bei flugrelevanten physikalischen Kennzahlen des Hochauftriebs nachzuweisen. Die Erforschung der Flugdynamik soll durch aeroelastische Simulationen des Gesamtflugzeugs und durch fundierte Analysen der Flugmechanik vertieft werden. Die im SFB entwickelten flugmechanischen Simulationsmodelle und Methoden der Flugregelung ermöglichen auch eine Bewertung zukünftiger Anwendungen des aktiven Hochauftriebs für unterschiedliche Flugzeugkonfigurationen.

• DFG-Verfahren: Sonderforschungsbereiche

Abgeschlossene Projekte

• A01 - Simulation der Umströmungsschallentstehung und -minderung mit porösen Materialien bei Hochauftriebssystemen (Teilprojektleiter Delfs, Jan Werner ;  Ewert, Roland )
• A03 - Aerodynamische und akustische Analyse von integrierten Antrieben (Teilprojektleiter Delfs, Jan Werner ;  Friedrichs, Jens ;  Hepperle, Martin ;  Kozulovic, Dragan ;  Rudnik, Ralf )
• A04 - Herstellung und Charakterisierung poröser Materialien mit maßgeschneiderten akustischen und mechanischen Eigenschaften (Teilprojektleiter Rösler, Joachim )
• A05 - Numerische Modellierung von porenskaliger Strömung und Akustik in und um poröse Materialien bei hohen Reynoldszahlen und Validierung (Teilprojektleiter Krafczyk, Manfred )
• A06 - Entstehung und Vorhersage von Kabinenlärm durch Körperschall (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Delfs, Jan Werner ;  Langer, Sabine C. ;  Sinapius, Michael )
• A08 - Skalenauflösende Simulationen von Umströmungsschall an Coanda Klappen (Teilprojektleiter Akkermans, Rinie Adrianus Dejan ;  Ewert, Roland )
• B01 - Aerodynamische Analyse von konditionierten Coanda-Strahlen für kontrollierten Auftrieb (Teilprojektleiter Radespiel, Rolf ;  Semaan, Richard )
• B02 - Adaptive Systeme für die Strömungserfassung und -beeinflussung (Teilprojektleiterinnen / Teilprojektleiter Büttgenbach, Stephanus ;  Dietzel, Andreas ;  Leester-Schädel, Monika ;  Sinapius, Michael ;  Wierach, Peter )
• B03 - Strukturmechanische Analyse für Entwurf und Umsetzung von kontinuierlich konturvariablen Flügel-Vorderkantenstrukturen für Hochauftriebssysteme (Teilprojektleiter Horst, Peter ;  Monner, Hans Peter )
• B04 - Kompakte elektrisch angetriebene Kompressoren für die aktive Strömungsbeeinflussung autonomer Hochauftriebssysteme (Teilprojektleiter Mertens, Axel ;  Ponick, Bernd ;  Seume, Jörg )
• B05 - Numerische Modellierung von Strömungen über poröse Oberflächen bei hohen Reynoldszahlen und Validierung (Teilprojektleiter Radespiel, Rolf )
• B06 - Untersuchung von Einlauf und Antriebssystem für Hochauftriebsflugzeuge (Teilprojektleiter Friedrichs, Jens ;  Hennings, Holger ;  Wulff, Detlev )
• C01 - Dynamik der Auftriebserzeugung (Teilprojektleiter Rossow, Cord-Christian ;  Rudnik, Ralf )
• C02 - Steuerungskonzepte und Strategien für Flugzeuge mit stark verkoppelten Systemen zur Antriebsund Hochauftriebserzeugung (Teilprojektleiter Hahn, Klaus-Uwe )
• C03 - Strukturentwurf und Aeroelastik von Tragflügeln mit aktiven Hochauftriebssystemen (Teilprojektleiter Dinkler, Dieter ;  Haupt, Matthias ;  Zilian, Andreas )
• C04 - Quantifizierung von Unsicherheiten in Modellen für Hochauftriebssimulationen (Teilprojektleiter Matthies, Hermann Georg )
• MGK - Integriertes Graduiertenkolleg (Teilprojektleiterin Langer, Sabine C. )
• V - Zentrale Verwaltung und Aufgaben des SFB (Teilprojektleiter Radespiel, Rolf )
• Z - Multidisziplinärer Flugzeugentwurf und Technologiebewertung (Teilprojektleiter Bertsch, Lothar ;  Heinze, Wolfgang ;  Radespiel, Rolf )

• Antragstellende Institution: Technische Universität Braunschweig
• Beteiligte Hochschule: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Beteiligte Institution: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Standort Braunschweig; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Standort Göttingen
• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Rolf Radespiel