6. Oktober 2022
Ringgitterprüfstand Göttingen

DLR nimmt neue For­schungs­an­la­ge für Flug­zeug- und Kraft­werk­stur­bi­nen in Be­trieb

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Ringgitterprüfstand Göttingen
Ring­git­ter­prüf­stand Göt­tin­gen
Bild 1/5, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Ringgitterprüfstand Göttingen

Um­welt­freund­li­che­re Flug­zeug- und Kraft­werk­stur­bi­nen sind ein wich­ti­ges Mit­tel für die ge­plan­te Ener­gie­wen­de. Das Deut­sche Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR) Göt­tin­gen hat zur Er­for­schung die­ser Tur­bi­nen ei­ne neue Groß­for­schungs­an­la­ge vor­ge­stellt.
Darstellung eines virtuellen Triebwerks
Dar­stel­lung ei­nes vir­tu­el­len Trieb­werks
Bild 2/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Darstellung eines virtuellen Triebwerks

Ziel der For­schen­den ist es, das vir­tu­el­le Trieb­werk so rea­li­täts­nah wie mög­lich zu ge­stal­ten. Da­zu wird spe­zi­el­le Soft­ware ent­wi­ckelt, die große Re­chen­leis­tung braucht.
Transsonische Strömung um Turbinenschaufeln
Trans­so­ni­sche Strö­mung um Tur­bi­nen­schau­feln
Bild 3/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Transsonische Strömung um Turbinenschaufeln

Bild ei­ner trans­so­ni­schen Strö­mung um Tur­bi­nen­schau­feln. Ge­zeigt ist die Mach­zahl­ver­tei­lung mit ei­nem Stoß auf ei­ner Sei­te der Pro­fi­le.
Ringgitterprüfstand Göttingen
Der Ring­git­ter­prüf­stand Göt­tin­gen (RPG)
Bild 4/5, Credit: DLR (CC BY-NC-ND 3.0)

Der Ringgitterprüfstand Göttingen (RPG)

Die Fra­gen, die in der An­la­ge un­ter­sucht wer­den sol­len, sind ak­tu­el­ler denn je: Wie kön­nen künf­ti­ge Flug­zeug- und Kraft­werk­tur­bi­nen um­welt­freund­li­cher wer­den? Wel­che Aus­wir­kun­gen ha­ben da­bei neue, leich­te­re Ma­te­ria­li­en? Und wel­che Aus­wir­kun­gen ha­ben nicht­fos­si­le Brenn­stof­fe wie Was­ser­stoff?
Vorstellung des neuen Ringgitterprüfstands am 6. Oktober 2022 im DLR Göttingen
Vor­stel­lung des neu­en Ring­git­ter­prüf­stands am 6. Ok­to­ber 2022 im DLR Göt­tin­gen
Bild 5/5, Credit: © DLR. Alle Rechte vorbehalten

Vorstellung des neuen Ringgitterprüfstands am 6. Oktober 2022 im DLR Göttingen

Von links: Prof. Kars­ten Lem­mer (Vor­stand für In­no­va­ti­on, Trans­fer und wis­sen­schaft­li­che In­fra­struk­tu­ren im DLR), Prof. Lo­renz Tichy (Lei­ter In­sti­tut für Ae­ro­elas­tik), Pe­tra Brois­tedt (Ober­bür­ger­meis­tern Göt­tin­gen) und Dr. Mar­kus Fi­scher, DLR-Be­reichs­vor­stand Luft­fahrt).
  • DLR stellt neue Großforschungsanlage vor.
  • Damit sollen umweltfreundlichere Turbinen erforscht werden.
  • Es wurden 3,7 Millionen Euro investiert.
  • Schwerpunkt: Luftfahrt, Energie

Umweltfreundlichere Flugzeug- und Kraftwerksturbinen sind ein wichtiges Mittel für die geplante Energiewende. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Göttingenhat zur Erforschung dieser Turbinen eine neue Großforschungsanlage vorgestellt. Insgesamt wurden 3,7 Millionen Euro in den sogenannten Ringgitterprüfstand Göttingen investiert.

Beim Ringgitterprüfstand handelt es sich um eine weltweit einmalige Anlage, die sogenannte aeroelastische Phänomene an Turbinen untersuchen kann. Alles, was sich durch die Luft bewegt oder von Luft umströmt wird, wird in Schwingung versetzt – es ist aeroelastisch (nach den griechischen Wörtern für Luft und dehnbar). Somit müssen auch die Schaufeln von Turbinen aeroelastisch untersucht werden. Im Ringgitterprüfstand sind die Turbinenschaufeln in einem kreisförmigen Ring angeordnet wie in realen Turbinen, daher der Name.

Ziel: umweltfreundlichere Turbinen

Die Fragen, die in der Anlage untersucht werden sollen, sind aktueller denn je: Wie können künftige Flugzeug- und Kraftwerksturbinen umweltfreundlicher werden? Welche Auswirkungen haben dabei neue, leichtere Materialien? Und welche Auswirkungen haben nichtfossile Brennstoffe wie Wasserstoff?
„Das DLR stellt solche einzigartigen Anlagen der Industrie nicht nur ‚zur Verfügung‘, sondern wir gestalten so gemeinsam und aktiv Technologietransfer von der Forschung in die Industrie: Wir können anwendungs- und bedarfsorientiert forschen und unsere Partner können Vorreiter im Markt mit innovativen Produkte werden“, sagt Prof. Karsten Lemmer, Vorstand für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen im DLR.

Anlage zuvor in der Schweiz im Einsatz

Die Anlage an sich ist bereits eine nachhaltige Investition, da sie ursprünglich 1976 an der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz in Betrieb genommen wurde und jetzt in Göttingen quasi ein ‚zweites Leben‘ erhält. Bereits damals war sie zur Erforschung aeroelastischer Phänomene von Flugzeugtriebwerken im Einsatz und wurde auch von Göttinger Forscherinnen und Forschern genutzt. Nachdem die Universität Lausanne einen Schwerpunktwechsel vollzog, sollte die Anlage verschrottet werden. Die Göttinger Forscher bewahrten sie 2012 vor diesem Schicksal, demontierten sie und transportierten sie auf fünf Sattelschleppern nach Göttingen.
Anschließend wurde die Anlage einem Modernisierungsprogramm unterzogen. Sie musste an den neuen Standort angepasst werden, es gab neue Rohrleitungen, einen neuen Kühler. Außerdem wurden Motor und Kompressor überholt und höhere Strömungsgeschwindigkeiten ermöglicht, die das Einsatzspektrum erhöhen.

Wasserstoff als neuer Brennstoff

„Auf dem Weg zum klimaneutralen Fliegen müssen Flugzeuge ihre Effizienz gegenüber heutigen Modellen nochmals verdoppeln. Denn je weniger Energie ein Flugzeug benötigt, umso weniger müssen wir an regenerativer Energie in Form von Strom, Wasserstoff oder nachhaltigem Kerosin für einen Flug bereitstellen. Dafür sind auch deutlich leichtere hocheffiziente Antriebe nötig, die keinerlei Abstriche bei Sicherheit und Zuverlässigkeit machen“, erklärt Dr. Markus Fischer, DLR-Bereichsvorstand Luftfahrt. “Der neu in Göttingen aufgebaute Ringgitterprüfstand wird uns zukünftig ermöglichen, das Zusammenspiel zwischen Luftkräften und Struktur sowie das resultierende Schwingungsverhalten neuartiger Triebwerksschaufeln exakt zu testen. Dabei wollen wir insbesondere auch mit den neuen Testmöglichkeiten untersuchen, wie zukünftige Triebwerke und Triebwerksschaufeln optimal für die Wasserstoffdirektverbrennung ausgelegt werden können.“ Die neue und gleichzeitig alte Forschungsanlage wird von der Industrie sehnsüchtig erwartet – bereits jetzt gibt es zahlreiche Aufträge aus dem Bereich der Luftfahrt- und Kraftwerkindustrie.

Kontakt
  • Jens Wucherpfennig
    Kom­mu­ni­ka­ti­on Göt­tin­gen und Han­no­ver
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

    Kom­mu­ni­ka­ti­on und Pres­se
    Telefon: +49 551 709-2108
    Bunsenstr. 10
    37073 Göttingen
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  • Dr. rer. nat. Holger Mai
    Lei­tung Ae­ro­elas­ti­sche Ex­pe­ri­men­te
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    In­sti­tut für Ae­ro­elas­tik
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  • Dr.-Ing. Joachim Belz
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