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2. Aktiver Aeroelastischer Tragflügel (AKTIVAT)



Das Projekt IGREEN war in 5 fachliche Hauptarbeitspakete unterteilt.

Bild 5: 1-cos Böenintensität
.

Bild 6: Korrelationslasten an der Flügelwurzel
Das Hauptarbeitspaket des Aktiver Aeroelastischer Tragflügel (AKTIVAT) verfolgte die Ziele

  • Bewertung von Konzepten zur dynamischen Lastenkontrolle mit schnellen und mit genauen CFD-CSM gekoppelten numerischen Analysen
  • Integration von aktiven Lastregelungs Konzepten in die Strukturauslegung und Optimierung des “grünen” Flugzeugs

Zur Berücksichtigung dynamischer Lastfälle in der Strukturoptimierung wurde ausgehend von der vorliegenden Datenbasis der iGreen-Konfiguration eine Flugenveloppe entwickelt, anhand derer die Flugbereichsgrenzen entsprechend den Vorschriften CS-25 bzw. FAR 25 festgelegt wurden. Anhand dieser Datenbasis wurden für bei Böen relevante Geschwindigkeitsbereiche diskrete Böen Simulationen im Zeitbereich mit NASTRAN durchgeführt. Die Bauvorschriften schreiben für die instationäre dynamische Analyse sog. 1-cos - Böen unterschiedlicher Längen zwischen 9 - 107 m (vgl. Bild 5) vor. Dabei muss eine ausreichende Anzahl Böen simuliert werden, um die kritischen Böe zu identifizieren und die Struktur entsprechend auszulegen.

Anhand des zulässigen maximalen bzw. minimalen Böen Lastvielfachen werden sog. Korrelationslasten ausgegeben. Dazu werden aus jeder Zeitbereichssimulation die resultierenden Belastungen Querkraft über Torsionsmoment oder Biegemoment über Torsionsmoment aufgetragen (Bild 6a). Diese Vorgehensweise wird für jeden Flugzustand durchgeführt und anschließend die Einhüllende der Belastung gebildet (Bild 6b). Die auf diese Weise generierten Korrelationslasten geben das statische Verhältnis der innerhalb der Flugenveloppe auftretenden Belastungen wieder und können als stationäre Kräfte in einer Strukturauslegung verwendet werden.


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