Multidisziplinäre Optimierung von flexiblen Flügeln mit Manöverlastreduktion für hocheffiziente Langstreckenverkehrsflugzeuge

Abstract

Im Rahmen des DLR-Projektes oLAF (optimal lastadaptives Flugzeug) wird ein hocheffizientes Langstreckenverkehrsflugzeug entworfen, welches als Referenz zur Quantifizierung des Potentials von aggressiver Lastabminderung im Flugzeugentwurf eingesetzt werden soll. Dem Entwurf dieses Referenzflugzeugs liegen die Technologien des hochflexiblen Flügels, die Berücksichtigung von Basisfunktionen zur Manöverlastreduktion und die Verwendung eines Getriebefans mit sehr hohem Nebenstromverhältnis zugrunde. Hier sollen die Ergebnisse der multidisziplinären Optimierung des Flügels als wesentlicher Bestandteil der Entwurfsarbeiten vorgestellt werden. In dem Optimierungsprozess kommen hochgenaue Simulationsmethoden zur Bestimmung der Flugleistung im transsonischen Reiseflug, der Lasten des Flügels im Manöverflug und der Flügelmasse mit einer Dimensionierung des Flügelkastens in Faserverbundbauweise zum Einsatz. Dabei werden die Verformungen des Flügels in allen betrachteten Flugzuständen und eine Reduzierung der Lasten durch Steuerflächenausschläge im Manöverflug berücksichtigt. Die Flügelgeometrie wurde im Hinblick auf einen möglichst geringen Kraftstoffverbrauch des Flugzeugs für drei unterschiedlich gewichtete Flugmission optimiert. Dabei wurden auch die geometrische Integration des Fahrwerks und der Steuerflächen, eine Dimensionierung der Leitwerke und die Trimmung des Flugzeugs berücksichtigt.