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NACOR - Aerodynamisches und aeroakustisches Design des RACER Verbundhubschraubers



Arbeitsaufteilung zwischen DLR und ONERA
Arbeitsaufteilung am Verbundhubschrauber RACER zwischen ONERA und DLR, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Mit zusätzlichen Flügeln und Antriebseinheiten kann die Höchstgeschwindigkeit eines Hubschraubers von 250 km/h auf 400 km/h erhöht werden. Um dieses Potential zu erforschen, entwickelt Airbus Helicopters in der europäischen Forschungsinitiative CleanSky2 den Verbundhubschrauber RACER.  Im Projekt NACOR unterstützen das DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik und die französische Forschungseinrichtung ONERA als Hauptpartner von Airbus Helicopters die aerodynamische und aeroakustische Auslegung von RACER. Zu den Entwurfsaufgaben des DLR gehören der „Box-Wing“ Doppeldeckerflügel und das Höhenleitwerk, während ONERA die Propeller und die Seitenleitwerke entwirft. Beide Forschungsorganisationen sind auch in die Vorhersage der Schallabstrahlung von RACER eingebunden.

RACER
Strömungsumfeld um RACER, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Weltweit gibt es nur wenig Vorwissen über frühere Verbundhubschrauber-Konstruktionen. Daher haben die Projektpartner zunächst das Strömungsfeld um die von Airbus-Helicopters bereitgestellte Ausgangskonfiguration eingehend mit numerischer Strömungssimulation (CFD) analysiert. Dabei haben sie starke Interferenzeffekte zwischen den verschiedenen Komponenten identifiziert und deren Auswirkungen auf die Flugeigenschaften und die Flügelauslegung abgeleitet. Parallel dazuhaben die Wissenschaftler des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik die Flügel entworfen. Dazu haben sie den Grundriss des oberen und unteren Flügels und deren Verwindung optimiert. Weiterhin entwickelten sie in NACOR neue Flügelprofile mit besseren Auftriebseigenschaften. Zur weiteren Verringerung des Luftwiderstandes haben die Forscher die Verkleidungen an den Verbindungsstellen zwischen Flügel, Rumpf und Gondel optimiert und für das Höhenleitwerk  ebenfalls neue Profile und Verkleidungen entworfen. Bei dem Design mussten enge Einschränkungen beachtet werden, die sich aus den Flugeigenschaften und des inneren strukturellen Aufbaus des Flügels und des Höhenleitwerks ergaben.

Studien des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik zur Schallabstrahlung von RACER zielten darauf ab, die dominierenden Lärmquellen von RACER zu identifizieren und die Lärmemission für zulassungsrelevante Flugzustände vorherzusagen. Dabei mussten für jede Flugbedingung mehrere Trimmzustände des Hubschraubers untersucht werden, da RACER je nach Einstellung des Flügels sowohl als Hubschrauber als auch ähnlich wie ein Flugzeug geflogen werden kann.

RACER im Überflug: Berechnung des Schallteppichs
RACER im Überflug: Berechnung des Schallteppichs, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Die Forschungsaktivitäten des DLR werden derzeit durch Simulationen für die gesamte Konfiguration abgeschlossen. So können die Wissenschaftler den endgültigen Entwurf verifizieren und das Flugverhalten während der ersten Flugerprobungen vorhersagen. Da eine große Anzahl verschiedener Flugzustände untersucht wird, werden die resultierenden Leistungsdaten auch in die Flugsimulatoren bei Airbus Helicopters eingespeist, um die Piloten im Vorfeld der Flugerprobung zu trainieren.

 

Projektname NACOR - New Innovative Aircraft Configurations and Related Issues
Laufzeit 7/2015 - 12/2021
Projektpartner DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
  Airbus Helicopters (Projektleiter)
  ONERA

 

 

Clean Sky 2 European Commission   This project has received funding from the Clean Sky 2 Joint Undertaking under the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grand agreement no CS2-AIR-GAM-2020-2021-01.
       

 


Kontakt
Dr. Thorsten Schwarz
Abteilungsleitung

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, Hubschrauber
Braunschweig

Tel.: +49 531 295-2040

Fax: +49 531 295-2320

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