Forschungsthemen

Das DLR-Institut für Aeroelastik forscht auf den Gebieten Aeroelastik, Strukturdynamik, instationäre Aerodynamik und dynamische Lasten. Die Mitarbeitenden in Göttingen befassen sich mit theoretisch-numerischen und experimentellen Untersuchungen für Flugzeuge, Hubschrauber, Turbomaschinen und Windenergieanlagen.

Aeroelastischer Entwurf

Im Forschungsthema Aeroelastischer Entwurf befassen wir uns mit verschiedenen Entwurfsaufgaben im Rahmen des aeroelastischen Entwurfs eines Flugzeugs, einer Flugzeugkomponente oder eines Windkanalmodells. Die Methodenentwicklung erstreckt sich vom Konzeptentwurf über den Vorentwurf bis hin zum Detailentwurf für die Fertigung, hier insbesondere von Windkanalmodellen.

Aeroelastik der Turbomaschinen

Für die Zukunft der Luftfahrt ergibt sich bis zum Jahr 2050 eine große Herausforderung: die Reduzierung des Energiebedarfs von Flugzeugen um ehrgeizige 50 %. Dieses Vorhaben erfordert eine umfassende Strategie, die innovative Antriebskonzepte, eine optimierte Triebwerksintegration und die Entwicklung leichterer, effizienterer Triebwerkskomponenten für größere Reichweiten beinhaltet.

Aeroelastische Simulation von Windenergieanlagen

Für die aeroelastische Simulation und Analyse von Windenergieanlagen (WEA) werden Modelle verschiedener Komplexität und Verfahren zur Bestimmung ihrer Eigenschaften entwickelt. Von besonderem Interesse ist dabei das Schwingungsverhalten durch Wechselwirkung von elastischer Struktur und instationärer Aerodynamik. Mit eigenen Methoden wird der Einfluss unscharfer Parameter auf die Systemdynamik analysiert. Um im Strukturentwurf Bauteile von Windenergieanlagen auslegen zu können, werden Betriebslasten benötigt, für deren Berechnung wir entsprechende Werkzeuge selbst entwickeln.

Aeroelastische Stabilität und Systemantwort

Ein Großteil der Aktivitäten im Bereich Aeroelastische Stabilität und Systemantwort befasst sich mit der Aeroelastik von zivilen Transportflugzeugen. Aber auch kleinere Flugzeuge wie Geschäftsreiseflugzeuge und Segelflugzeuge sind Gegenstand der Untersuchungen. Ferner werden Beiträge für den Bereich der Hubschrauber und Kipprotorflugzeuge geleistet.

Aeroelastische Systemidentifikation

Im Thema Aeroelastische Systemidentifikation sind wir spezialisiert auf die Verfahren der experimentellen und operationellen Modalanalyse. Diese Verfahren finden Anwendung bei Flugzeugen, Hubschraubern, EVTOLs und Drohnen im Standschwingungsversuch, Flugschwingungsversuch und bei Windkanaltests. Die Forschungsarbeiten umfassen die Entwicklung neuer Methoden als auch die Anwendung speziell entwickelter Methoden im Luft- und Raumfahrtbereich.

Aeroelastische Windkanalexperimente

Im Thema Aeroelastische Windkanalexperimente befassen wir uns mit der Planung, Durchführung und Analyse aufwändiger Experimente in Windkanälen mit dem Ziel, die Strömungs-Struktur-Wechselwirkung in aerodynamischen Grenzbereichen bei hohen schallnahen Geschwindigkeiten und/oder abgelösten Strömungen zu untersuchen. Die erarbeiteten Messergebnisse liefern neben Validierungsdaten auch physikalisch begründete Hinweise auf die problemangepasste Modellierung der beobachteten Phänomene.

Instationäre Aerodynamik

Die instationäre Aerodynamik spielt in der Luft- und Raumfahrttechnik eine entscheidende Rolle. Sie erforscht die komplizierte dynamische Natur der aerodynamischen Kräfte und Momente, die entstehen, wenn sich flexible Flugzeuge oder Drehflügler durch die Strömung bewegen. Ein Einblick in die instationäre Aerodynamik ist für die Entwicklung sicherer und effizienter Flugzeuge und die Vorhersage ihrer dynamischen Leistung unter realen Bedingungen unerlässlich.

Lastanalysen

Die Ermittlung sämtlicher auf die Flugzeugstruktur wirkender Lasten ist eine der Hauptaufgaben beim Entwurfs- und Zulassungsprozesses eines Flugzeuges. Unter dem Begriff Lasten werden sämtliche stationäre und instationäre, interne und externe Kräfte und Momente, die an der Flugzeugstruktur mechanische Arbeit verrichten, zusammengefasst.

Mess- und Versuchstechnik

Im Forschungsthema Mess- und Versuchstechnik befassen wir uns mit der Entwicklung miniaturisierter, vielkanaliger Messelektronik und Messverstärker für rotierende Systeme bis 10.000U/min. und Beschleunigungen von bis zu 150G. Bei Platzproblemen werden auch miniaturisierte Schaltkreise in Chip-Bond-Technik auf Keramikträgern entwickelt.

Strukturdynamische Versuche

Im Thema Strukturdynamische Versuche beschäftigen wir uns mit der Planung, Durchführung und Analyse von strukturdynamischen Experimenten an kleinen Windkanalmodellen bis hin zu Standschwingungsversuchen an großen Verkehrsflugzeugen. Hierfür entwickeln wir die benötigte Software, Messtechnik und Testmethodik ständig weiter.

Vibroakustik

Im Thema Vibroakustik befassen wir uns mit der experimentellen und numerischen Analyse und Beeinflussung von Körperschall. Dabei werden sowohl Entstehung, Ausbreitung und als auch Reduktion in Leichtbaustrukturen betrachtet, wozu eine große Bandbreite von Mess- und Analyse- und Simulationsmethoden zur Verfügung stehen.