Die aktuellen Entwicklungen des Luftverkehrs zeigen die steigende Bedeutung des Fans als dessen schuberzeugende Komponente bzw. des gesamten Niederdrucksystems der Fluggasturbine. Das gilt umso mehr für die Zukunft, in der die klassische Triebwerksaufhängung unter dem Flügel absehbar an ihre Grenzen stößt.
Die Gasturbine und damit der Verdichter werden dennoch sowohl im Flugtriebwerk als auch bei der stationären Energieversorgung noch lange eine bedeutende Rolle spielen. Hier, aber auch in neuentwickelten Kreisprozessen zur Energieerzeugung, in Energietransport und -speicherung, ist der Verdichter in seinen unterschiedlichen Bauarten eine unverzichtbare Turbokomponente. Zukünftig gilt es noch mehr diese zielgenau für ihren Einsatzzweck auszulegen und zu optimieren.
Ein wesentliches Merkmal der wissenschaftlichen Arbeiten ist die Interdisziplinarität und dementsprechend die starke Vernetzung mit den anderen Abteilungen des Institutes sowie mit anderen DLR-Instituten. Hier sind insbesondere die DLR-Institute für Bauweisen- und Strukturtechnologie, Werkstoff-Forschung, Aeroelastik sowie das Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik zu nennen. Die Interdisziplinarität wird am deutlichsten im Designsystem für Turbokomponenten, welches in der Abteilung seit vielen Jahren entwickelt wird. Kernkomponenten dieses Systems sind das Programmsystem TRACE, welches von der Abteilung Numerische Methoden entwickelt wird, sowie der automatische Optimierer AutoOpti. Dieses Designsystem wird inzwischen von weiteren Struktureinheiten des DLR genutzt, entsprechend ihrer spezifischen Zwecke tragen alle Nutzer zu seiner Weiterentwicklung bei.
Bei den zukünftigen Forschungsarbeiten werden die Erweiterung des Integrationsraums und die Berücksichtigung der Wechselwirkungen zwischen Komponenten eine größere Rolle spielen. So muss beispielsweise eine gekoppelte Auslegungsmethodik des Einlauf/Fan-Systems bzw. des gesamten Bypass-Systems vom Einlauf bis zur Düse aufgebaut werden.
Mit dem in der Abteilung entwickelten Stromlinienkrümmungsverfahren ACDC können auf Vorauslegungsniveau Untersuchungen für das Stufen-Matching von vielstufigen Verdichtern erfolgen, neue Verdichterkonzepte schnell bewertet und in der weiteren Detaillierung in ein Multifidelity-Modell eingebracht werden.
Auf experimentellem Gebiet ist die Abteilung in der Lage, komplette Fanstufen sowie Versuchsverdichter in axialer und radialer Bauart zu entwickeln, aufzubauen und unter Nutzung modernster Messtechniken experimentell zu untersuchen.
Auf den nachfolgenden Seiten werden die Kernkompetenzen der Abteilung – gegliedert in die folgenden Arbeitsgruppen - vorgestellt:
Abbildung 1: Fan-Stufe eingebaut in die Messstrecke des Großprüfstands M2VP
Abbildung 2: Schlierenbild eines transsonischen Verdichtergitters aufgenommen am Gitterwindkanal TGK
Abbildung 3: Vierstufiger Axialverdichter mit umfangreicher Instrumentierung in der Messstrecke des Großprüfstands M2VP
Abbildung 4: Radialverdichterlaufrad resultierend aus dem Optimierungsprozess