Numerische Simulation eines Airbus A340 mit MiniTEDs im EU-Projekt AWIATOR

Abstract

Im Rahmen der EU Technologieplattform AWIATOR wurde eine numerische Untersuchung zum aerodynamischen Einfluss von MiniTEDs (miniature trailing-edge devices) auf einen Airbus A340-300 bei Windkanal- und Freiflugbedingungen für Reiseflugmachzahl und -auftriebsbeiwerte durchgeführt. Dafür wurden die Basiskonfiguration (ohne MiniTEDs) und eine MiniTED-Konfiguration mit MiniTEDs an der Flügelhinterkante mit dem DLR TAU-Code simuliert. Die MiniTEDs wurden in Form von Split Flaps umgesetzt. Die Ergebnisse zeigen eine qualitativ gute Übereinstimmung mit Windkanalexperimenten in Bezug auf Auftrieb und Widerstand. Der Einfluss der MiniTEDs auf die Widerstandspolare wird korrekt reproduziert. Vergleiche von Flügeldruckverteilungen zeigen eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten in allen betrachteten Flügelschnitten und belegen den Einfluss der MiniTEDs auf die aerodynamischen Beiwerte. Bei Freiflugbedingungen zeigt sich, dass der MiniTED-Einfluss im Vergleich zu den Windkanalbedingungen zunimmt. Die auftriebserhöhende Wirkung steigt an und die Widerstandsdifferenzen gegenüber der Basiskonfiguration werden ungünstig beeinflusst. Der Auftriebsbeiwert, an dem der profitable Einsatz der MiniTEDs beginnt, nimmt ebenfalls zu. Verbleibende Widerstandsreduktionen bei hohen Auftriebsbeiwerten verringern sich entsprechend. Die Druckverteilungen belegen die derart veränderte MiniTED-Wirkung im Detail und zeigen, dass der gewählte Split Flap Ausschlagwinkel für Freiflugbedingungen zu hoch ist. Ein zusätzlicher Vergleich von numerischer und Freiflug-Flügeldruckverteilung der Basiskonfguration zeigen eine insgesamt gute Übereinstimmung, wenn die im Flug auftretende Flügeltorsion berücksichtigt wird.