Aktive Strömungsbeeinflussung in aerodynamisch hoch belasteten Verdichter-Statoren durch den Einsatz von Strahlklappen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rolf Radespiel
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5437425

Um eine weitere Steigerung der Stator-Druckerhöhung in Verdichtern von Flugtriebwerken und damit eine Verbesserung des zugehörigen Kreisprozesses zu erreichen, ist eine Erhöhung der Strömungsumlenkung der Beschaufelungen erforderlich. Im Rahmen des vorliegend beantragten Forschungsvorhabens soll der Einsatz von Strahlklappen als Mittel einer aktiven Strömungsbeeinflussung zur Umlenkungserhöhung untersucht werden. Hiermit ergibt sich zusätzlich zur Erhöhung die Möglichkeit einer variablen Umlenkung. Im Rahmen von numerischen Simulationen soll in einem ersten Abschnitt des Vorhabens die Ermittlung besonders wirksamer Strahlklappen-Konfigurationen erfolgen, von denen anschließend ausgewählte Konzepte im Windkanalversuch getestet werden. Aufgrund der geringen Verwindung und des kleinen Schaufelhöhenverhältnisses moderner Stator-Schaufeln Triebwerksverdichtern bietet sich eine experimentelle Modellierung der Statorströmung in einem ebenen Gitterversuch an. Die infolge der hohen aerodynamischen Belastungen im Bereich der Seitenwände auftretenden komplexen Sekundärströmungen sollen durch den Einsatz einer gezielten Grenzschichtabsaugung möglichst umfassend beseitigt werden, um das Prinzip der Strahlklappen unter nahezu zweidimensionalen Randbedingungen untersuchen zu können. Das Forschungsvorhaben soll in enger Partnerschaft mit Prof. J. Seume, Hannover, bearbeitet werden. Zeitversetzt zum vorliegend beantragten Vorhaben soll das Erfolg versprechende StrahlklappenKonzept im Stator der ersten Stufe des vierstufigen Axialverdichters des IfS umgesetzt und getestet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen