Gegenläufiger Fan (CAD-Modell)
Das EU Programm VITAL förderte die Forschung und Entwicklung neuer Konzepte für umweltfreundliche Luftfahrtantriebe. In einem Arbeitspaket wurde das Konzept eines gegenläufigen Triebwerkfans untersucht. Beteiligt an diesem Projekt waren internationale Forschungseinrichtungen und Unternehmen wie SNECMA, ONERA und VibraTec (Frankreich), CIAM (Russland), COMOTI (Rumänien), NLR (Niederlande) sowie verschiedene Institute des DLR (Institut für Antriebstechnik – AT, Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung – BK, Institut für Aeroelastik – AE) in Deutschland.
In diesem Projekt sind zusammen mit den internationalen Partnern mehrere Varianten für gegenläufige Verdichterkonfigurationen untersucht worden. Eine Version eines leichten, gegenläufigen Fans wurde dabei komplett im DLR entwickelt. Mit vergleichsweise niedriger Schaufelzahl wird hier ein hoher Massenstrom bei hohem Wirkungsgrad erreicht. Die Vorgaben für die mechanischen Eigenschaften gewährleisten gleichzeitig eine für reale Anwendungen im Verdichter übliche Lebensdauer des Fans.
Gegenläufiger Fan im Prüfstand bei CIAM (Moskau)
Für die Entwicklung innerhalb des DLR waren die Institute AT, BK und AE verantwortlich. Der Teil der Strukturauslegung wurde dabei von BK übernommen Die multidisziplinäre Auslegung erfolgte anhand aerodynamischer und strukturmechanischer Vorgaben. Hierbei wurde der bereits in der Aerodynamik bewährte Optimierungsprozess auch für die mechanische Auslegung eingesetzt. Diese gemeinsame Optimierung führte zu einem optimalen interdisziplinären Ergebnis, welches einen Kompromiss aus zum Teil gegenläufigen Optimierungszielsetzungen der einzelnen Disziplinen darstellt.
Nach Abschluss der Auslegungsarbeiten wurde die Leistungsfähigkeit dieses Konzeptes in einem Testrig bei CIAM in Russland überprüft, wobei unter der Leitung des DLR zunächst die beiden Verdichterrotoren in Deutschland gefertigt wurden. Die aerodynamischen, aeroelastischen, akustischen und festigkeitsmechanischen Simulationsergebnisse wurden anhand der Testergebnisse erfolgreich validiert. Das Projekt insgesamt ist ein Beispiel für im DLR abbildbare Systemkompetenz.