Untersuchung des Potenzials nicht-linearer Traglinienverfahren im Hochauftriebsentwurf für propellergetriebene Flugzeuge mit verteilten Antrieben

Abstract

Die Forderung nach einer Reduzierung von Treibhausgasemissionen wirkt sich auch auf die Luftfahrt aus. Um einen Beitrag zu leisten sind neue Flugzeugkonzepte gefragt, die den Treibstoffverbrauch signifikant senken. Zu diesen Konzepten zählen propellergetriebene Flugzeuge mit verteilten Antrieben wie sie im Imothep-Projekt untersucht werden. Durch eine Verteilung mehrerer Propeller entlang der Spannweite werden auch Hochauftriebssysteme beeinflusst. Bisherige Methoden zum Entwurf dieser Systeme, die auf 2D-RANS-Optimierungen beruhen, haben den Nachteil, die Propellereffekte nicht zu berücksichtigen. Um die davon ausgehenden Auswirkungen bereits im Entwurf berücksichtigen zu können, sind neuere Methoden wie ein erweitertes nicht-lineares Traglinienverfahren nötig. In dieser Arbeit wird für ein Konzeptflugzeug des Imothep-Projektes das Hochauftriebssystem jeweils mit 2D-RANSOptimierungen und einem nicht-linearen Traglinienverfahren entworfen. Zur Durchführung einer Analyse des Potentials des nicht-linearen Traglinienverfahrens im Hochauftriebsentwurf, werden die entworfenen Hochauftriebssysteme an einem CAD-Modell angepasst und mittels höherwertigen 3D-RANS-Verfahren berechnet. Die Analyse zeigt Unterschiede in Ablöseverhalten und aerodynamischen Beiwerten zwischen 3D-RANS und ENLLL auf, aber auch eine gute Übereinstimmung in der Auftriebs- und Widerstandsverteilung entlang der Spannweite.