Untersuchungen zur Rotornachlauf-Rumpf-Interaktion mit einem hybriden Strömungslöser

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ewald Krämer
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2007 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 41960416

Das Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die detaillierte Untersuchung instationärer Strömungsfelder am Hubschrauber, die durch die Interaktion mit der flexiblen Rumpfstruktur zu unerwünschten aeroelastischen und flugmechanischen Effekten führen. Zum einen handelt es sich hierbei um laterale Schwingungen des Heckauslegers, den sog. Tail Shake, deren Folge neben vorzeitiger Materialermüdung vor allem eine deutliche Beeinträchtigung der Richtungsstabilität und des Flugkomforts ist, was unter anderem zu einer deutlichen Zunahme der Pilotenbelastung führt. Daneben sollen auch die strömungsphysikalischen Vorgänge untersucht werden, die dem sog. Pitch-Up Problem zugrunde liegen, einem unerwünschten Aufnicken des Hubschraubers, welches beim Übergang vom Schwebe- in den Vorwärtsflug auftritt, wenn der Abwind des Hauptrotors auf die horizontale Heckflosse trifft.Die Untersuchungen werden mit Hilfe Numerischer Simulation durchgeführt, wobei etablierte Verfahren eingesetzt werden, die jedoch noch auf die besonderen Anforderungen dieser spezifischen Problemstellung anzupassen sind. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um Maßnahmen, die die Nachläufe der Rotorblätter, des Rotormastes und der Hubschrauberzelle soweit erhalten, dass die Interferenz mit dem Heckbereich ausreichend genau modelliert werden kann. Wegen der Komplexität der Geometrie muss ein hybrider Strömungslöser verwendet werden. Im vorliegenden Fall soll dies der vom DLR entwickelte TAU-Code sein.Die aus den numerischen Analysen gewonnenen Erkenntnisse sollen die Grundlage für die Erarbeitung von Maßnahmen zur Verbesserung des Flugkomforts und zur Reduzierung der Anforderungen an den Flugregler schaffen.

• DFG Programme: Research Grants