EDGE

Zur Steigerung des Anteils passiver Lastkontrolle und zur Reduzierung aktiver Systemanteile besitzt ein hochgestreckter Flügel mit höher gepfeiltem Außenflügel großes Potential. Die technische Komplexität von Steuerflächen und Aktuatoren sowie die damit verbundenen Kosten und das Gewicht sinken. Gleichzeitig werden technische Risiken reduziert, sodass dieses Flügelkonzept gute Voraussetzungen für eine schnelle Überführung in zukünftige Flugzeugprogramme bietet.  

Im Fokus von EDGE steht daher der Entwurf und die Charakterisierung eines hochgestreckten, zweifach gepfeilten Flügels auf Basis der DLR-F25 Forschungskonfiguration mit einem Schwerpunkt auf dem Hochauftriebsverhalten. Sowohl für die Lastkontrolle als auch für den Hochauftrieb ist der Entwurf, die Integration, Analyse und Bewertung der Auslegung der Steuerflächen am Flügel entscheidend. Hierbei spielt neben der Widerstandsreduktion vor allem die Reduktion des Flügelgewichts durch die Verminderung erforderlicher aktiver Lastkontrollsysteme eine entscheidende Rolle.

EDGE verfolgt drei Hauptziele:

• Bewertung eines hochgestreckten, zweifach gepfeilten Flügels mit hohem Potenzial zur Reduktion von Kosten und technischen Risiken durch einen geringeren Bedarf an aktiver Lastkontrolle.
• Erstmalige experimentelle Untersuchung und Bewertung des hochgestreckten Flügels im Hochauftrieb unter Flugbedingungen.
• Industrialisierung der CFD-Software CODA für den zukünftigen, kosteneffizienten Entwurf hochgestreckter Flügel mit integriertem Antrieb und die zeitnahe Umsetzung neuer energieeffizienter Technologien für zukünftige Mittelstreckenflugzeuge.

Mit seinem Forschungsfokus auf flugphysikalischem Entwurf, Steuerflächenlayout und Hochauftriebsleistung stärkt EDGE den Hochtechnologie- und Wirtschaftsstandort Deutschland.

DLR-Teilvorhaben:

In EDGE bauen wir eine Bewertungsfähigkeit für die Effizienz und Realisierbarkeit hochgestreckter, doppelt gepfeilter Flügel über die gesamte Flugenveloppe auf. Dabei liegt unser Fokus auf der Lastkontrolle im Reiseflug sowie auf dem Hochauftrieb im Langsamflug bei Start und Landung. Wir bewerten das Verhältnis von passiver zu aktiver Lastkontrolle und untersuchen notwendige aktive Lastkontrollmaßnahmen einschließlich der dafür erforderlichen Regler. Im Langsamflug bewerten wir zudem die Einhaltung der Anforderungen an die Anfluggeschwindigkeit (TLAR), die durch die Strömungsphysik, beispielsweise Strömungsablösung, beeinflusst wird.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung schneller Entwurfsfähigkeiten für Steuerflächenkonzepte in einem durchgängigen End-to-End-Entwurfsprozess. Auf der Simulationsseite validieren wir CODA für den Reise- und Langsamflug (Hochauftrieb) des hochgestreckten, zweifach gepfeilten Flügels. Darüber hinaus entwickeln wir Simulations- und gradientenbasierte Optimierungsverfahren für unterschiedliche Modellierungstiefen, sowohl für Flügel mit Antrieb als auch für installierte Antriebe.

Unsere Vorhersagefähigkeiten erweitern wir zudem durch datengetriebene Ansätze, bei denen wir numerische und experimentelle Daten zusammenführen. Für den Hochauftrieb nutzen wir hierfür Daten aus den ETW-Versuchen, während wir für die Untersuchung von Ablösephänomenen datengetriebene Turbulenzmodelle auf Basis von Daten aus dem Kryogenen Rohrwindkanal Göttingen (KRG) entwickeln.