LamAiR – Seitenleitwerk mit weniger Strömungswiderstand
Laufzeit: 2009-2012
Im Rahmen des DLR-internen Forschungsprojektes LamAiR (Laminar Aircraft Research) arbeiten mehrere Institute gemeinsam an der Umsetzung der Laminartechnologie für die zivile Luftfahrt. Das Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie in Stuttgart konzentriert sich im Forschungsverbund dabei auf Bauweisen für die hybride Laminarhaltung mit aktiver Grenzschichtabsaugung (Hybrid Laminar Flow Control, HLFC).
Heutige Verkehrsflugzeuge werden zum größten Teil turbulent umströmt, was zu einem erhöhten Luftwiderstand gegenüber einer laminaren Strömung führt und damit den Treibstoffverbrauch erhöht. Gelingt es jedoch durch besondere Maßnahmen, wie aktive Grenzschichtabsaugung, die Trag- und Leitwerksflächen laminar zu umströmen, kann der Treibstoffverbrauch signifikant gesenkt werden. Diese Verbrauchsverringerung resultiert in einer Verringerung der Betriebskosten und ermöglicht das Einhalten immer strenger werdender Emissionsvorschriften.
Ziel der Arbeiten am Stuttgarter Institut ist eine neuartige Bauweise für Leitwerkvorderkanten mit hybrider Laminarhaltung unter Berücksichtigung sämtlicher relevanter Randbedingungen wie z.B. dem Vogelschlag. Hierfür wird auf einen intelligenten Materialmix in Kombination mit neuartigen Fertigungstechnologien gesetzt. Jedes Material kommt nur dort zum Einsatz, wo es seine Eigenschaften optimal ausspielen kann. So wird für eine verschleißfeste äußere Schicht eine Metall-Außenhaut verwendet und für eine leichte und dennoch stabile und gleichzeitig impakttolerante Struktur faserverstärkte Kunststoffe.
Für die speziellen Anforderungen zur Grenzschichtabsaugung werden neue Fertigungsansätze entwickelt, um die verschiedenen Materialien bestmöglich miteinander zu kombinieren. Abgeschlossen wird das Projekt mit der Fertigung eines Demonstrators in realer Bauteilgröße.
Als Anwendungsbeispiel wurde im Projekt LamAiR das Seitenleitwerk des weit verbreiteten Mittelstrecken-Passagierjets Airbus A320 gewählt. Das Fernziel nach erfolgreichem Projektabschluss stellen Flugversuche mit dem in der DLR Forschungsflotte betriebenen Versuchsträger A320 D-ATRA dar.
Die Arbeiten im Projekt LamAiR sind eingebunden in den Ansatz des DLR für einen Entwurf eines neuen Kurz- und Mittelstreckenflugzeuges. Dieser Gesamtflugzeugentwurf geht von einer Konfiguration mit vorwärts gepfeiltem Laminarflügel und T-Heckleitwerk aus.
Das ehemalige Projekt LamAiR wird zur Zeit unter dem Namen TuLam weiter ausgebaut und die Technik der aktiven Absaugung weiterentwickelt. Im Rahmen des CleanSky 2 Framework der EU wir das Thema auf eine Flughardware für ein Passagierflugzeug erweitert und für Langzeitversuche tauglich gemacht.