Verbesserung der aerodynamischen Leistung von Verdichterschaufeln durch Morphing und aerostrukturelle Kopplung

Abstract

Die adaptive Formanpassung von Oberflächen - auch Morphing genannt - ist ein von der Natur abgeleitetes bionisches Konzept. Vögel und Insekten sind in der Lage, durch die Veränderung ihrer Flügelform mit unterschiedlichsten Flugbedingungen zurechtzukommen. In ähnlicher Weise sollen Morphing-Strukturen in der Luftfahrt eingesetzt werden, um die Treibstoffeffizienz von Flugzeugen zu verbessern. Beispielsweise sind morphende Kompressorschaufeln in der Lage, ihre Geometrie an die Anströmbedingungen anzupassen, um so die aerodynamischen Strömungseigenschaften und die Leistung zu verbessern. Optimale Schaufelkonfigurationen in Bezug auf die aerodynamische Leistung können durch die Lösung eines aerostrukturellen Optimierungsproblems gefunden werden, welches aerodynamische Lasten, Spannungen und Verformungen berücksichtigt. Dadurch ist eine vollständige und zuverlässige Betrachtung sichergestellt.