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Fan und Verdichter

Machzahl Kontur UHBR-Rotor

Die Abteilung "Fan und Verdichter" beschäftigt sich mit der Auslegung effizienter und lärmarmer Triebwerksfans in einstufiger, mehrstufiger und gegenläufiger Anordnung, mit der Analyse und Neuentwicklung von mehrstufigen, hoch belasteten Axial- und Radialverdichtern unter Einsatz des institutseigenen CFD-Verfahrens TRACE, sowie der experimentellen Untersuchung von Verdichtergittern, Fanstufen, mehrstufigen Axialverdichtern und Radialstufen. Hierfür stehen ein flexibel einsetzbarer Axialverdichter- und Fanprüfstand, ein Radialverdichterprüfstand sowie ein universeller Gitterwindkanal zur Verfügung.

Im Hinblick auf Designaufgaben ist der Aufbau eines effizienten Auslegungssystems unter Einbeziehung von Optimierungsstrategien nahezu abgeschlossen. Hiermit steht eine wichtige Kernkompetenz zur Reduzierung von Entwicklungszeiten und Entwicklungsrisiken für zukünftige Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Verfügung.

Langfristiges Forschungs- und Entwicklungsziel ist eine Systemkompetenz auf dem Gebiet des Verdichtungssystems der Gasturbine in den grundlegenden Fachdisziplinen im Verbund mit den DLR Instituten: Aeroelastik, Bauweisen- und Konstruktionsforschung sowie Werkstoff-Forschung:

• Visualisierung der wandnahen Strömung

  Aufbauend auf dem erreichten Stand ist der Aufbau eines leistungsfähigen, durch­gängigen und interdisziplinären Design­sys­tems für Fans, mehrstufige Axialver­dichter und Radialverdichterstufen unter Einbe­ziehung automatischer Optimierungs­stra­tegien Etappenziel und gleichzeitig Voraussetzung um hochbelastete, viel­stufige Axialverdichter mit hohem Wir­kungsgrad und erweitertem Arbeitsbereich gezielt auslegen zu können. Kernstück dieses Systems ist das im Institut entwickelte CFD-Verfahren TRACE.

• Die Entwicklung neuer Bauweisen für hochbelastete Triebwerksverdichter wird fortgesetzt und deren Einsatztauglichkeit mit dem Aufbau einer höchstbelasteten militärischen NDV-Frontstufe demonstriert.

• Die Verknüpfung der vorhandenen oben genannten Teildisziplinen mit den experimentellen Möglichkeiten und Erfah­rungen sind Voraussetzung um auch auf dem Gebiet mehrstufiger Axialverdichter die Entwicklungsziele zu erreichen, welche Hersteller und Anwender an zukünftige Gasturbinen stellen bzw. stellen werden.

 Auf den nachfolgenden Seiten werden die wesentlichen Arbeitsgebiete detaillierter vorgestellt:

• Fan Design
• 3D-Optimierung
• Mehrstufige Axialverdichter
• Radialverdichter
• Grundlagen