Interdisziplinärer Entwurf von Hochauftriebssystemen für hochgestreckte Gull-Wing-Flügel

ENIGMA

ENIGMA
Flugzeugentwurf mit einem hochgestreckten Gull-Wing

Um das Flugzeug der Zukunft emissionsärmer und effizienter zu gestalten, gibt es einige Auslegungsaspekte an bereits bestehenden Flugzeugkonfigurationen, die neu gedacht und angepasst werden müssen. Dies sind zum Beispiel hohe Flügelstreckung, Funktionserweiterungen der Steuerflächen und die Integration neuer Triebwerkstechnologien.

In dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) geförderten LuFo-Projekt ENIGMA widmen wir uns deshalb gemeinsam mit den Projektbeteiligten aus Forschung und Industrie einem sogenannten hochgestreckten Gull-Wing - eine Flügelgeometrie, die erforderlich ist, um zukünftige große Ultra-High-Bypass-Ratio-Triebwerke (UHBR) oder offen laufende Fan-Triebwerke (USF, Unducted Single Stage Fan) integrieren zu können. Dazu wird der Flügel im Innenbereich zunächst nach oben geknickt, um ausreichend Bodenfreiheit für das Triebwerk zu schaffen, bevor er weiter außen wieder in eine konventionelle Geometrie übergeht.

Die daraus resultierende S-förmige Krümmung im Innenflügelbereich stellt insbesondere den Entwurf der für Start und Landung benötigen Hochauftriebssysteme vor neue aerodynamische, strukturelle und kinematische Herausforderungen.

Im Projekt ENIGMA arbeiten wir insbesondere an:

  • Integriertem Hochauftriebsentwurf: Aerodynamik, Struktur, Kinematik und Systeme werden in einem abgestimmten iterativen Prozess entwickelt, um eine leistungsfähige innere Landeklappe für den S-förmig gekrümmten Gull-Wing zu realisieren.
  • Durchgehender digitaler Entwurfskette: Neue Entwurfswerkzeuge verbinden aerodynamische Auslegung Strukturentwurf und Fertigungsprozesse.
  • Validierung und Fertigung: Systemtests unter Last, einschließlich Triebwerksvibrationen am DLR-Teststand WISDOM in Bremen. Test an Klappen- und Kinematik-Demonstratoren aus Verbundmaterialien, begleitet von virtuellen Simulationen.

Ausgangspunkt bildet ein digitales Modell des hochgestreckten Gull-Wings. Darauf aufbauend entwickeln wir Kinematik- und Strukturentwürfe für die innere Landeklappe und stimmen diese iterativ zwischen Aerodynamik, Struktur, Kinematik und System ab. Die Ergebnisse fließen in Demonstratoren und experimentelle Tests ein.

Für die Flügelschalenfertigung führen wir roboterbasierte Ablageversuche durch, um Materialparameter zu bestimmen und Ablageprozesse zu optimieren. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für Demonstrationsfertigungen beim Industriepartner ASA. Krümmungsbedingte Abweichungen bei der Faserablage werden analysiert, um im Flügelentwurf Berücksichtigung zu finden. So entsteht für Hochauftriebssystem und Flügelschale jeweils eine durchgehende digitale Prozesskette vom Entwurf über die Simulation bis zur Fertigung.

Projekt
ENIGMA - Integrierte "full-scale" Evaluierung von Wing & Moveables
Laufzeit
9/2025 - 11/2028
Projektbeteiligte
  • Airbus Operations GmbH (Verbundführer)
  • Airbus Aerostructures GmbH
  • Broetje-Automation GmbH
  • Diehl Aerospace GmbH
  • Technische Universität Hamburg (TUHH) Institut für für Flugzeug-Systemtechnik
  • Technische Universität Braunschweig, Institut für Mechanik und Adaptronik (IMA)
  • FFT Produktionssysteme GmbH & Co. KG
  • Siemens
  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. (IFAM)
  • DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
  • DLR-Institut für Aeroelastik
  • DLR-Institut für Flugsystemtechnik
  • DLR-Institut für Systemleichtbau
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE), Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo-7.1), Förderkennzeichen 20W2401F

Kontakt

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik