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SIMPLIFIED-HLFC/ ENTWURF EINES SEITENLEITWERKS MIT HYBRID-LAMINARHALTUNG FÜR DEN AIRBUS A320

Rohardt, C.-H. and Seitz, A. and von Geyr, H. Frhr. and Streit, Th. and Schrauf, G. and Stuke, H. (2011) SIMPLIFIED-HLFC/ ENTWURF EINES SEITENLEITWERKS MIT HYBRID-LAMINARHALTUNG FÜR DEN AIRBUS A320. German Society for Aeronautics and Astronautics (DGLR). 60. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 27.-29. September, 2011, Bremen, 27. - 29. Sep. 2011, Bremen, Deutschland.

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Abstract

In einem multidisziplinären Ansatz wird im Rahmen des DLR-Projektes LamAiR ein aerodynamisch optimier-tes und in Grenzen ein systemtechnisch optimiertes Seitenleitwerk eines Airbus A320 numerisch für die Um-setzung der Hybrid-Laminarhaltung ausgelegt. Die aerodynamische Entwurfsaufgabe soll folgenden wesent-lichen Anforderungen gerecht werden: a. Ausdehnung der laminaren Lauflänge der Grenzschicht bis etwa zum Ruderspalt und Reduktion des Gesamtwiderstands von mindestens 1,6% (Leistungsbedarf der Absaugung bereits berücksichtigt) im Reiseflug. b. Der Leistungsbedarf des Gebläses für die Grenzschichtabsaugung soll 15 KW nicht überschreiten. Hierfür ist es unverzichtbar für die bestehende Planform des Seitenleitwerks eine neue Profilierung zu ent-werfen, die eine best mögliche Umsetzung der Hybrid-Laminarhaltung, d.h. der Laminarhaltung durch gezielte Grenzschichtabsaugung, zur Erfüllung der Entwurfsaufgabe gestattet. So soll erreicht werden, dass die erforderlichen Absaugmassenströme und damit die Absaugleistung minimiert werden. Anhand von 3D-Rechnungen für die A320 Gesamtkonfiguration mit HLFC-Seitenleitwerk wird dann die zu erwartende Widerstandsreduktion (unter Berücksichtigung der benötigten Absaugleistung) für den Reiseflug bei symmetrischer Anströmung und Ruderausschlag Null quantifiziert. Die neue Profilierung des Seitenleit-werkes sowie die für die Hybrid-Laminarhaltung erforderlichen Absaugbeiwerte CQ und deren Verteilung in Strömungsrichtung im Bereich des Nasenkastens werden angegeben. Da die numerische Auslegung des Absaugsystems Annahmen über Gesetzmäßigkeiten und Koeffizienten voraussetzt, sind Verifikationen die-ser Modellbildungen und Koeffizienten durch experimentelle Bestimmung von Charakteristiken perforierter Absaugoberflächen erforderlich. Neueste Ergebnisse zu diesen Charakteristiken fließen in die Auslegung des entworfenen Absaugsystems im Rahmen der hier vorgestellten Ergebnisse ein. Zur Vorbereitung aufwendiger Flugversuche mit einem Hybrid-Laminarisiertem Seitenleitwerk, ist die Validie-rung der numerischen Entwurfs- und Auslegungsverfahren, die zur Auslegung eines vereinfachten Absaug-systems Verwendung finden, zwingend erforderlich. Diese Validierung soll im Rahmen des LuFo IV Projek-tes VER²SUS im Rahmen des Verbundes HIGHER-LE in einem geeigneten Windkanal erfolgen. Die dort verwendete Absaugnase soll identisch mit einer für den Flugversuch geeigneten Absaugnase sein. Im Rah-men dieser Veröffentlichung werden erste Ergebnisse des aerodynamischen Entwurfs des Seitenleitwerks für den Windkanaleinsatz vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die Querströmungs- bzw. Tollmien-Schlichting Instabilitäten mittels einer geeigneten Profilierung und Absaugung im Windkanal kontrolliert werden können und die Grenzschicht dadurch bis ca. 50% Profiltiefe des original A320 Leitwerks laminar bleibt.

Document Type:Conference or Workshop Item (Speech, Paper)
Title:SIMPLIFIED-HLFC/ ENTWURF EINES SEITENLEITWERKS MIT HYBRID-LAMINARHALTUNG FÜR DEN AIRBUS A320
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Rohardt, C.-H.Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Aerodynamik und Strö-mungstechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig, Deutschland
Seitz, A.Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Aerodynamik und Strö-mungstechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig, Deutschland
von Geyr, H. Frhr.Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Aerodynamik und Strö-mungstechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig, Deutschland
Streit, Th.Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Institut für Aerodynamik und Strö-mungstechnik, Lilienthalplatz 7, 38108 Braunschweig, Deutschland
Schrauf, G.Airbus Operations, Airbus-Allee 1, 28199 Bremen, Deutschland
Stuke, H.Airbus Operations, Airbus-Allee 1, 28199 Bremen, Deutschland
Date:27 September 2011
Publisher:German Society for Aeronautics and Astronautics (DGLR)
Series Name:60. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress vom 27.-29. September 2011
Status:Published
Keywords:SIMPLIFIED-HLFC SEITENLEITWERK HYBRID-LAMINARHALTUNG Entwurf
Event Title:60. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 27.-29. September, 2011, Bremen
Event Location:Bremen, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:27. - 29. Sep. 2011
Organizer:DGLR
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:other
HGF - Program Themes:other
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L - no assignement
DLR - Research theme (Project):L -- no assignement
Location: Braunschweig
Institutes and Institutions:Institute of Aerodynamics and Flow Technology > Configuration Design
Deposited By: Claas-Hinrik Rohardt
Deposited On:25 Jan 2012 09:45
Last Modified:12 Dec 2013 21:35

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