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Die EU - Technologieplattform AWIATOR

Abb. 1: Airbus A340-300 mit MiniTEDs

Im Rahmen der EU-Technologieplattform AWIATOR (Aircraft Wing with Advanced Technology Operation) werden die aerodynamische Weiterentwicklung und die Integration neuartiger Technologien in ein modernes Transportflugzeug verfolgt. In Arbeitspaket 3 wird der Einsatz von adaptiven MiniTEDs als Teil eines multifunktionalen Steuerflächensystems untersucht. Die Abteilung AS-HK hat innerhalb dieses Arbeitspaketes numerische Simulationen zum Einsatz von MiniTEDs an einem Airbus A340-300 im Reiseflug durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen war es, den DLR-Strömungslöser TAU für derartige Strömungsprobleme zu validieren und darüber hinaus den Einfluss der Reynoldszahl auf die Wirksamkeit von MiniTEDs am Airbus A340 zu bestimmen, Abb. 1.

Im Rahmen dieser Untersuchung wurde die AWIATOR-Flugzeugkonfiguration sowohl in der Basiskonfiguration (ohne MiniTEDs) als auch mit MiniTEDs betrachtet. Die MiniTEDs wurden entsprechend der späteren Realisierung im Flugversuch in Form von Split Flaps umgesetzt, die an der Landeklappenhinterkante in inneren und mittleren Flügelbereich installiert werden, Abb. 2. Gemäß Windkanalexperiment und Flugversuch wurden beide Konfiguration bei Reiseflugmachzahl und verschiedenen, Reiseflug-relevanten Auftriebsbeiwerten, sowie sowohl bei Windkanal- als auch bei Freiflug-Reynoldszahl simuliert. Die Simulation erfolgte mit dem DLR-Strömungslöser TAU, die Erzeugung der verwendeten hybriden Rechennetze mittels der Netzgenerierungs-Software Centaur.

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass der Einfluss der MiniTEDs auf die aerodynamischen Eigenschaften im dreidimensionalen Anwendungsfall weitestgehend den Erkenntnissen der zweidimensionalen Betrachtung entspricht. Es kommt ebenfalls zu einer Erhöhung des Auftriebs im hinteren Bereich der Flügel-/Profilumströmung. Im dreidimensionalen Anwendungsfall wird durch die spannweitig begrenzte Nutzung der MiniTEDs eine Lastumverteilung in Richtung Flügelwurzel und damit eine Annäherung der spannweitigen Auftriebsverteilung an die optimale, elliptische Verteilung erzielt. Der Einfluss der Reynoldszahl auf die Ergebnisse zeigt sich in der steigenden Wirksamkeit bei Reiseflugbedingungen.

Abb. 2: Flügelhinterkante

Literatur:

• K. Richter, H. Rosemann, "Experimental Investigation of Trailing-Edge Devices at Transonic Speeds", The Aeronautical Journal, Vol. 106, No. 1058, 2002, pp. 185-193
• G. Dargel, H. Hansen, J. Wild, T. Streit, H. Rosemann, K. Richter, "Aerodynamische Flügelauslegung mit Multifunktionalen Steuerflächen", DGLR-Jahrestagung 2002, DGLR-2002-096, 2002