Luftfahrtforschung

Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal
Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal in Braunschweig
Bild 1/16, Quelle: Deutsch-Niederländische Windkanäle (DNW)

Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal in Braunschweig

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat am 2. Dezember 2010 gemeinsam mit der Stiftung Deutsch-Niederländische Windkanäle (DNW) den leistungsfähigsten aeroakustischen Windkanal der Welt eröffnet. In Windkanälen untersuchen Wissenschaftler die aeroakustischen Eigenschaften von Objekten wie Triebwerken oder Tragflächen. Der Braunschweiger Windkanal zählt heute nicht nur zu den leisesten, sondern kann durch seine hohe Flexibilität sowohl für Flugzeuge als auch für Autos eingesetzt werden. Hierdurch bieten sich neue Möglichkeiten, Lärmquellen und deren Emissionen besser als bisher zu erfassen und konstruktiv zu reduzieren.

Luftberuhigungskammer
Luftberuhigungskammer
Bild 2/16, Quelle: DAAD / Lannert.

Luftberuhigungskammer

Was wie ein Windkanal aussieht, ist in Wahrheit der Beruhigungsraum eines Luftansaugers. Triebwerksforschern dient der 16 Meter lange und im Durchmesser acht Meter große Raum dazu, die Luft, bevor sie in den Verdichter eingeleitet wird, von Verwirbelungen zu befreien. Damit stellen sie optimale und für einzelne Versuche vergleichbare Bedingungen sicher.

Gebläse und Verdichter haben entscheidenden Einfluss auf die Leistungsstärke von Triebwerken und deren Lärmemission. Sie sind deshalb Gegenstand der Forschung im DLR-Institut für Antriebstechnik. Die Wissenschaftler arbeiten an neuen Bauformen für Verdichter und überprüfen ihre Auslegungsmethoden für Prototypen. Unverzichtbar dafür: der Mehrwellenverdichterprüfstand M2PV im DLR Köln, der hier für einen Versuch vorbereitet wird.

Heißgas-Mikrofon-Sonden am Hubschraubertriebwerk
Heißgas-Mikrofon-Sonden am Hubschraubertriebwerk
Bild 3/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Heißgas-Mikrofon-Sonden am Hubschraubertriebwerk

Für die Messkampagne wurde eine Reihe von Mikrofonen an verschiedenen Stellen innerhalb und im Austrittsbereich des Triebwerks montiert, die jeweils zur gleichen Zeit Signale aufnehmen. Diese Signale bilden die Grundlage für die Schallfeldanalyse.

Rotorschaufeln des DLR-Prüfstands
Rotorschaufeln des DLR-Prüfstands
Bild 4/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Rotorschaufeln des DLR-Prüfstands

Die Rotorschaufeln (Fan) des Kölner UHBR-Rigs am DLR-Institut für Antriebstechnik.

Entwurf eines Flugzeugs
DLR/NASA Design Challenge 2018
Bild 5/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

DLR/NASA Design Challenge 2018

Die Entwürfe der teilnehmenden Studierenden sollen sich dadurch auszeichnen, dass sie deutlich weniger Kraftstoffverbrauch und Emissionen generieren als aktuelle Flugzeugkonfigurationen.

Hochgeschwindigkeits-Hubschrauber RACER
Hochgeschwindigkeits-Hubschrauber RACER
Bild 6/16, Quelle: Airbus Helicopters-PAD.

Hochgeschwindigkeits-Hubschrauber RACER

Bis zu 400 Kilometer pro Stunde schnell kann das neue Hubschrauber Modell von Airbus Helicopters dank Forschung des DLR fliegen.

Computergestützte Strömungssimulation
Computergestützte Strömungssimulation
Bild 7/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Computergestützte Strömungssimulation

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist beim Hochgeschwindigkeitshubschrauber RACER an entscheidender Stelle bei der aerodynamischen Gestaltung der Flügel und des Höhenleitwerks beteiligt.

Flugzeug mit bunten Farben
Digitalisierung und Virtualisierung in der Luftfahrt
Bild 8/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Digitalisierung und Virtualisierung in der Luftfahrt

Ein langfristiges Ziel bei der Digitalisierung der Luftfahrt ist der virtuelle Erstflug neuer Flugzeuge.

Das "Freespace Experimental Laser Terminal II"
Das "Freespace Experimental Laser Terminal II"
Bild 9/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Das "Freespace Experimental Laser Terminal II"

Unten am Flugzeug angebracht: Das "Freespace Experimental Laser Terminal II" zur Datenkommunikation zwischen Flugzeug und Boden. Mit dem System wurden zahlreiche Messungen durchgeführt. Dabei wurden die relevanten Eigenschaften der Atmosphäre bestimmt, um die Datenübertragungssysteme optimieren zu können.

Gedruckte formvariable Flügelhinterkante
Gedruckte formvariable Flügelhinterkante
Bild 10/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Gedruckte formvariable Flügelhinterkante

Mit der Kombination von festen und flexiblen Materialien ist mittlerweile der 3D-Druck formvariabler Flügelkanten möglich, die über elastische luftdruckgesteuerte Zellen verfügen.

Flügelrippen im 3D-Drucker
Flügelrippen im neuen 3D-Drucker
Bild 11/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Flügelrippen im neuen 3D-Drucker

Erste Bauteile aus dem neuen Labor sind beispielsweise Flügelrippen für ein Solar-Hale-Flugzeug, einer fliegenden Plattform, die durch ihr geringes Gewicht allein durch Sonnenenergie aus Solarzellen in der Luft gehalten werden kann. Die Rippen werden direkt durch eine Kombination von Carbonendlosfasern und einem thermoplastischen Kunststoff gedruckt.

Viersitziges Brennstoffzellenflugzeug im Flug
Erstflug für viersitziges Brennstoffzellenflugzeug
Bild 12/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Erstflug für viersitziges Brennstoffzellenflugzeug

Im September 2016 startete die HY4, das erste viersitzige Passagierflugzeug, das mit einer Brennstoffzelle angetrieben wird, am Flughafen Stuttgart zum Erstflug.

Forschungsflugzeug HALO
Forschungsflugzeug HALO
Bild 13/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

Forschungsflugzeug HALO

HALO basiert auf dem Ultra-Long Range Business Jet G 550 der Firma Gulfstream Aerospace. Mit einer Reichweite von weit mehr als 8.000 Kilometern sind mit HALO erstmals Messungen auf der Skala von Kontinenten möglich: alle Regionen von den Polen bis zu den Tropen und den abgelegenen Gebieten des Pazifiks kann das Forschungsflugzeug erreichen.

DLR-Forschungsflugzeug Falcon im Flug
DLR-Forschungsflugzeug Falcon: Der "Ash Hunter"
Bild 14/16, Quelle: DLR (CC-BY 3.0)

DLR-Forschungsflugzeug Falcon: Der "Ash Hunter"

Die Falcon ist das einzige Forschungsflugzeug in Europa, das in der Lage ist im Rahmen gesetzlicher Grenzwerte in großen Höhen und über längere Distanzen in Vulkanaschewolken einzufliegen.

DLR-Forschungsflugzeug ATRA
DLR-Forschungsflugzeug ATRA
Bild 15/16, Quelle: DLR/Evi Blink (CC-BY 3.0).

DLR-Forschungsflugzeug ATRA

Der Airbus A320-232 "D-ATRA" (Advanced Technology Research Aircraft) ist das größte Mitglied der DLR-Forschungsflotte.

Gemeinsame Forschungsflüge mit Biotreibstoffen
Gemeinsame Forschungsflüge mit Biotreibstoffen
Bild 16/16, Quelle: DLR/NASA/Friz

Gemeinsame Forschungsflüge mit Biotreibstoffen

Dicht hinter dem DLR A320 ATRA (Advanced Technology Research Aircraft) fliegt das "Fliegende Labor" der NASA in einer DC-8 im Abgasstrahl des Airbus. An Bord messen Wissenschaftler die Zusammensetzung des Abgasstrahls und untersuchen die Auswirkungen von Biofuels wie HEFA auf die Bildung von Rußpartikeln und Eiskristallen.

Das DLR erarbeitet Lösungen für die aktuelle und kommende Technologiegeneration. Zudem folgt es mit seiner Forschungskompetenz für das Gesamtsystem Luftfahrt dem Anspruch, fundierte Vorschläge für die übernächste Generation zu entwerfen und damit neue Perspektiven für die Luftfahrt aufzuzeigen.

Medienelemente

  • Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal

    Der Niedergeschwindigkeits-Windkanal in Braunschweig

    Quelle: Deutsch-Niederländische Windkanäle (DNW)  |  Download
    Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat am 2. Dezember 2010 gemeinsam mit der Stiftung Deutsch-Niederländische Windkanäle (DNW) den leistungsfähigsten aeroakustischen Windkanal der Welt eröffnet. In Windkanälen untersuchen Wissenschaftler die aeroakustischen Eigenschaften von Objekten wie Triebwerken oder Tragflächen. Der Braunschweiger Windkanal zählt heute nicht nur zu den leisesten, sondern kann durch seine hohe Flexibilität sowohl für Flugzeuge als auch für Autos eingesetzt werden. Hierdurch bieten sich neue Möglichkeiten, Lärmquellen und deren Emissionen besser als bisher zu erfassen und konstruktiv zu reduzieren.
  • Luftberuhigungskammer

    Luftberuhigungskammer

    Quelle: DAAD / Lannert.  |  Download
    Was wie ein Windkanal aussieht, ist in Wahrheit der Beruhigungsraum eines Luftansaugers. Triebwerksforschern dient der 16 Meter lange und im Durchmesser acht Meter große Raum dazu, die Luft, bevor sie in den Verdichter eingeleitet wird, von Verwirbelungen zu befreien. Damit stellen sie optimale und für einzelne Versuche vergleichbare Bedingungen sicher.Gebläse und Verdichter haben entscheidenden Einfluss auf die Leistungsstärke von Triebwerken und deren Lärmemission. Sie sind deshalb Gegenstand der Forschung im DLR-Institut für Antriebstechnik. Die Wissenschaftler arbeiten an neuen Bauformen für Verdichter und überprüfen ihre Auslegungsmethoden für Prototypen. Unverzichtbar dafür: der Mehrwellenverdichterprüfstand M2PV im DLR Köln, der hier für einen Versuch vorbereitet wird.

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