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Approach for Aerodynamic Gust Load Alleviation by Means of Spanwise-Segmented Flaps

Ullah, Junaid und Lutz, Thorsten und Klug, Lorenz und Radespiel, Rolf und Heinrich, Ralf und Wild, Jochen (2023) Approach for Aerodynamic Gust Load Alleviation by Means of Spanwise-Segmented Flaps. Journal of Aircraft, 60 (3), Seiten 835-856. American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). doi: 10.2514/1.C037086. ISSN 0021-8669.

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3MB

Offizielle URL: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.C037086

Kurzfassung

Active gust load alleviation techniques exhibit a high potential in significantly reducing the transient gust loads on aircraft. In this work the aerodynamic potential of trailing-edge flaps and leading-edge flaps is numerically studied with the purpose to significantly reduce the structural gust loads. The utilized spanwise-segmented flaps represent slight modifications of existing devices for high-lift and maneuvering. The investigations based on unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes computations are conducted by employing a generic wing-fuselage aircraft configuration at transonic flow conditions. Idealized discrete "1-cos"-type vertical gusts that are relevant for the certification process are used as representative atmospheric disturbances. The focus of this paper is to introduce a practicable prediction method for required trailing- and leading-edge flap deflections for a significant mitigation of gust-induced wing loads. The three-dimensional flap deflections are determined by parametric two-dimensional simulations at representative wing sections. Different extensions of the estimation approach are investigated to assess the influence of the wing planform, the finite wing span, the aerodynamic phase lags, and the flap scheduling. It is shown that the trailing- and leading-edge flaps are promising in terms of alleviation of gust-induced wing bending and wing torsional moments, respectively. However, at high leading-edge flap deflections that are necessary for a full compensation of the wing torsional moment large-scale flow separation is identified. The introduced gust load alleviation approach indicates a good transferability between two-dimensional airfoil and three-dimensional wing aerodynamics for unsteady flap deflections.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195278/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Approach for Aerodynamic Gust Load Alleviation by Means of Spanwise-Segmented Flaps
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ullah, JunaidUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lutz, Thorstenthorsten.lutz (at) iag.uni-stuttgart.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Klug, LorenzTU BraunschweigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Radespiel, RolfTU-BS, ISM, r.radespiel (at) tu-braunschweig.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heinrich, RalfRalf.Heinrich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wild, JochenJochen.Wild (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2303-3214NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:31 Januar 2023
Erschienen in:Journal of Aircraft
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:60
DOI:10.2514/1.C037086
Seitenbereich:Seiten 835-856
Verlag:American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA)
ISSN:0021-8669
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Aircraft, Aerodynamics, Gust, Load Alleviation, Flaps
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HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
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Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > CASE, BS
Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Hinterlegt von: Wild, Dr.-Ing. Jochen
Hinterlegt am:19 Sep 2023 10:45
Letzte Änderung:21 Sep 2023 07:47

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