Entwurf und Optimierung einer Überflügel-Triebwerksanordnung für das Mittelstreckensegment unter Berücksichtigung eines zu erwartenden Technologieszenarios im Jahr 2028

Abstract

Im Rahmen des LuFo 5.3 Projekts AVACON sollte die nächste Generation von Mittelstreckenflugzeugen untersucht werden, um anhand der Integration neuer Technologien Effizienzpotentiale in diesem Segment aufzuzeigen. Um der steigenden Passagiernachfrage gerecht zu werden, galt es ein Flugzeug für 4600nm und 250 Passagiere zu entwickeln, welches mit diesen Anforderungen am Markt gegenwärtig nicht verfügbar ist. Im Fokus der Untersuchungen stand die Integration neuer Triebwerke mit sehr großem Nebenstromverhältnis (UHBR), deren Einsatz unter dem Flügel von Transportflugzeugen durch ihre Größe beschränkt sind. Neben weiteren Technologiebausteinen sollte folglich die Überflügeltriebwerksanordnung studiert und deren ökonomischen Einsparpotentiale gegenüber einer konventionellen Konfiguration im Rahmen des detaillierten und mit Hi-Fi-Methoden gekoppelten Vorentwurfs aufgezeigt werden. Beginnend mit dem Entwurf der AVACON Research Baseline wurde ein Vergleichsflugzeug für einen Markeintritt im Jahr 2028 und dem zu erwartenden Markanforderungen entworfen. Diese Konfiguration dient als Startpunkt für die alternativen Anbindungen: Nach Identifikation geeigneter Triebwerkspositionen für die zu untersuchenden Anschlusskonzepte an Flügel und Rumpf wurden die jeweiligen Konfigurationen im Detail optimiert. Hierzu wurden der Pylon, die Flügelverwindung sowie die Profilform und -dicke unter Berücksichtigung struktureller Sensitivitäten sequentiell untersucht. Im Rahmen des Papers wird der Optimierungsprozess und das Zurückführen der Untersuchungen in den Gesamtflugzeugentwurf vorgestellt und die Ergebnisse des Projekts präsentiert.