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Ergebnisse der Luftfahrtforschung beim DLR

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Ergebnisse der Luftfahrtforschung
beim DLR
Rolf Henke
Von der Herausforderung zum LuFo - Projekt
Beispiel aus Flightpath 2050:
“Final product performance is achieved to within a
very fine tolerance (0.5%) of design prediction
based on balanced design techniques and
simulations ensuring right-first-time manufacture”
LuFo - Projekt HINVa (DLR/Airbus):
Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit durch HiFi-Methoden
 „design techniques & simulations“
 „Gesamtsystemfähigkeit“
Bildquelle: DLR
Rückblick & Ausblick:
Ziele der numerischen Simulation
Produktdesign
• Design nach Anforderungen des Marktes
• Optimierung der Flugzeugkonfiguration und Bauteilform
• Optimierung der ökonomischen und ökologischen
Effizienz
Produktanalyse
• Berechnung aller aerodynamischen Kräfte und Momente
• Leistungsaussagen für den Kunden
• Analyse des Flugverhaltens
• Analyse der aerodynamischen Lasten
• Analyse potentieller Grenzfälle der Belastung
Produktverbesserung und -adaptation
• Analyse der flugphysikalischen Potentiale
• Daten für die Wirtschaftlichkeitsprüfung
• Adaption an die Marktanforderungen
Bildquelle: Airbus
Verbundprojekte zur Numerischen Simulation
Ziele:
- Strömungssimulation kompletter Fluggeräte/Hubschrauber (MEGAFLOW, CHANCE)
- Multidisziplinärer Flugzeugentwurf und Flugerprobung (MEGADESIGN, SHANEL)
- Management von Unsicherheiten in der numerischen Simulation (MUNA)
- Identifikation wesentlicher Schritte zum „Digitalen Flugzeug“ (ComFliTe)
- Flexible Flugzeugstruktur in der Auslegung (AeroStruct)
Verwertung von Ergebnissen aus
LuFo - Projekten bei Eurocopter
•
Effiziente und genaue Widerstandsermittlung von
stumpfen Heckkörpern, Landekufen etc.
•
Abschätzung der aerodynamischen Charakteristika
von Rotorköpfen
•
Aerodynamische Auslegung eines Fenestrons®, d.h.
Rotor/Stator-Blätter, Kollektor/Diffusor
Bilderquelle: Airbus Helicopters
Weiterentwicklung von LuFo - Projekten:
Erfolgreiche Kooperation DLR / Airbus
Bilderquelle: Airbus
„Vergangenheit“: C²A²S²E Initiative
Zentrum für numerische Entwicklung
Langfristige Zielsetzung
Manöversimulation (Virtuelles Testen)
Ermittlung aerodynamischer Lasten des
Flugzeugs im gesamten Flugbereich
Multidisziplinäre Simulation
Bildquelle: Airbus
Bildquelle: DLR
LuFo: ComFlight
Je 10 M€; 2007 - 2014
„Gegenwart“: HInVa High Lift Inflight Validation
Synergetische Nutzung aller 3 Methodenbereiche
A320 Flight Tests
Numerical Simulation
DLR A320-ATRA Test A/C
Windtunnel Testing in ETW
CFD
Windtunnel
Bildquelle: DLR
Bildquelle: Airbus
Bildquelle: Airbus
Bildquelle: DLR
Bildquelle: DLR
Bildquelle: ETW
„Zukunft“:
Das Virtuelle Flugzeug => das Virtuelle Produkt
Geplanter erster Schritt in LuFo: VitAM
Advanced Aircraft Understanding via the Virtual Aircraft Model
DLR (Koordinator), Airbus, Airbus Defense & Space, Universitäten; gepl. Start: 01.01.2016
Bildquelle: Airbus
Weitere Beispiele:
HETEREX – Heterogener komplexer Luftverkehr
Thema neue An- und Abflugstrecken durch Aktivierung des Potentials von
RNP AR bzw. GBAS CAT-III
Bsp: Flughafen Nürnberg
RNP AR: Requirend Navigation Performance;
Authorization Required
GBAS: Ground Based Augmentation System
Bildquelle: Radar tracks (DFS), RNP AR procedures (DLR),
Population data (EEA)
Aktuelle
Aktuelle
Situation
Situation
Weitere Beispiele:
HETEREX – Heterogener komplexer Luftverkehr
Ergebnis: neue An- und Abflugstrecken durch Aktivierung des Potentials von
RNP AR bzw. GBAS CAT-III  Steigerung der Transportleistung bei
erhöhter Umweltverträglichkeit und Sicherheit
Bsp: Flughafen Nürnberg
Aktuelle Situation
Gekrümmte
Anflüge
 Lärmentlastung für Lauf und
Nürnberg
 Einsparpotenzial: 442.000 €/Jahr
Air Berlin 737NG Flotte
(Verfahren noch nicht zugelassen)
Bildquelle: Radar tracks (DFS), RNP AR procedures (DLR),
Population data (EEA)
FTEG – Flight Physics Technology for Green Aircraft
Ergebnis: Entwicklung neuer Methoden der Flugzeugerregung und
Signalverarbeitung im Rahmen von Standschwingversuchungen
 Anwendung bei A350 XWB; Messzeitreduktion um 50 %
Bildquelle: Airbus
FACT, LuFo IV-2
AZIMUT, LuFo IV-3
Fortschrittliche und automatisierte Fertigungstechnologie
Automatisierung zukunftsweisender industrieller
Methoden und Technologien für CFK Rümpfe
AZIMUT
FACT
Prüfkörperherstellung
Entwicklung einer Testvorrichtung
AZIMUT
AZIMUT
Automatisierungstechnik
Türrahmenspant - Prozessvalidierung
Bilderquelle: DLR
… und noch viele mehr
SIMKAB
Wing Cover
MODAL
cryo-PIV
LuFO
MASSIFEffekT
…
FAIR
HIT
… und noch viele mehr
SIMKAB
Wing Cover
MODAL
cryo-PIV
LuFO
MASSIFEffekT
…
FAIR
HIT
Ausblick: Neuer Turbinenprüfstand beim DLR in Göttingen
Know-How aus LuFo (z.B. InterTurb); fertig für LuFo V-2
Eröffnung
in 2015
Bildquelle: DLR
Netzwerke -1
Bildquelle: DLR
FREQUENZ
NASGet
LanAb
LuFo
LEXMOS
Alle Projekte ~ 2003 - 2009
Neues, übergreifendes Lärmprogramm (Zelle,
Triebwerk, Konfiguration, ATM, Lärmwirkung)?
Netzwerke -2
Lenkungskreis
Hochauftriebszentrum
Deutschland LHD
Pro-HMS
HIT
HAK
LuFo
HIGHER
Der LHD hat maßgeblich zur Netzwerkbildung, und nicht
zuletzt zum Erhalt der Gesamtsystemfähigkeit in
Deutschland beigetragen.
DLR (*) und LuFo
Das DLR ist in Netzwerke eingebunden und formt sie mit
Bildquelle: Airbus
arbeitet disziplinär & interdisziplinär
in den LuFo-Bereichen
bringt seine Infrastrukturen ein
unterstützt die Industrie
liefert an die Gesellschaft
entwickelt eigene Fähigkeiten und Werkzeuge
integriert LuFo-Projekte in seine Luftfahrtstrategie
nutzt in LuFo erworbenes Know-How in EU-Projekten
ist auch international durch LuFo ein angesehener Partner
(*) Das
forschende DLR
Bilderquelle: DLR
Die Zeit nutzen!
Bildquelle: Airbus
10 Jahre + x
Bildquelle: Airbus
Bildquelle: Airbus
Bildquelle: Airbus
LuFo
Danke
bringt international anerkannte Ergebnisse
führt zu Innovationen
formt und fördert Netzwerke
schafft die Identität „deutsche Luftfahrt“
hat sich weiter entwickelt und angepasst
wird gebraucht
an BMWi (davor: BMBF)
Bildquelle: DLR
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