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Aerodynamische Modelluntersuchungen zu Standprobelaeufen von Strahltriebwerken in Laermschutzhallen

Standprobelaeufe von Strahltriebwerken werden immer mehr in Laermschutzhallen verlagert, um die Geraeuschemission zu verringern. Neben der akustischen Auslegung der Laermschutzhalle sind die aerodynamischen Aspekte nicht zu vernachlaessigen, die einen problemlosen Betrieb der Triebwerke in der Halle gewaehrleisten. Fuer die aerodynamische Konzeption werden vorab Modellversuche im Massstab 1:50 durchgefuehrt. Der Aufbau besteht aus einer massstabsgerechten Modellhalle aus Plexiglas, den Triebwerkssimulatoren, dem Flugzeugmodell und einer Windmaschine fuer Versuche mit Querwindeinfluss. Die Triebwerkssimulatoren bilden das Kernstueck der Versuche. Ueber eine vorhandene Luftversorgungseinrichtung wird Luft ueber den Simulatoreintritt angesaugt, verdichtet und ueber getrennte Rohrleitungen dem Simulator als Primaer- und Sekundaerluft wieder zugefuehrt. Regelorgane in den Rohrleitungen sind fuer die Einstellung bestimmter Betriebspunkte zustaendig. In der Modellhalle wird die Stroemung mit Faeden und mit Nebel sichtbar gemacht, um Rueckstroemgebiete oder Wirbelgebiete zu detektieren. Durch geeignete bauliche Veraenderungen gilt es, diese Gebiete zu vermeiden bzw so stark einzuschraenken, dass aus aerodynamischer Sicht ein gefahrloser Betrieb der Triebwerke erfolgen kann.

Untersuchung interner Wechseldruckphaenomene in den Komponenten eines Strahltriebwerks

Grundlage zur Konzipierung geraeuschmindernder Massnahmen an den Laermquellen eines Flugtriebwerks ist die umfassende Kenntnis der relevanten Geraeuscherzeugungsmechanismen der Komponenten und ihrer akustischen Wechselwirkung, wobei akustische Feldmessungen durch Untersuchungen im Triebwerksinneren - hier interessieren die Instationaeren Stroemungs- und Druckphaenomene in den Triebwerksbausteinen - ergaenzt werden. Besondere Schwierigkeiten bereitet hierbei die Bestimmung instationaerer hochfrequenter Druckvorgaenge im Bereich von Heissgasstroemungen. Dabei ist der Einsatz hitzebestaendiger Wechseldruckaufnehmer erforderlich. An einem Forschungstriebwerk wurden bereits komponentenbezogene Wechseldruckspektren aufgenommen. Die gegenwaertige Planung sieht die direkte Korrelation von internen Wechseldruckphaenomenen mit der externen Schallabstrahlung vor.

Laermminderung an Schubumkehreinrichtungen von Strahltriebwerken

Experimentelle Modelluntersuchungen an Schubumkehreinrichtungen von Strahlflugzeugen zur Ermittlung der Laermursachen; Entwicklung von Modifikationen von laermgeminderten Schubumkehreinrichtungen.

Geraeuschminderung bei Hochauftriebssystemen

Die gegenueber konventionellen Triebwerks-Tragfluegelanordnungen hoehere Schallemission von Hochauftriebssystemen ist Anlass einer detaillierten Untersuchung der wirksamen Schallerzeugungsvorgaenge mit dem Ziel, eine Reduktion der abgestrahlten Schalleistung bei Erhaltung der flugmechanischen Leistungsdaten zu erreichen. Moegliche Laermminderungsmassnahmen werden an Modellsystemen in einem stationaeren Freistrahlpruefstand untersucht und beinhalten unter anderem Formaenderungen der Tragfluegel- und Klappenhinterkantengeometrien, Aenderungen in der Oberflaechenbeschaffenheit von Tragfluegel und Klappe sowie die aerodynamische Beeinflussung der Klappengrenzschichten.

New Acoustic Insulation Meta-Material Technology for Aerospace (NAIMMTA), Entwurfsprinzipien und Funktionsnachweise für akustische Isolierpakete mit Metamaterialschallreduktionselementen zum Einbau in eine Flugzeugkabinendoppelwand (EFAKIM)

Klimaverträgliches Lufttransportsystem

Das Hauptziel des DLR-Projekts 'Klimaverträgliches Lufttransportsystem' (Climate-compatible Air Transport System, CATS) ist die Entwicklung einer Methodik zur Quantifizierung und Minimierung der Klimawirkungen des Luftverkehrs auf Basis einer genaueren Bewertung der durch den Luftverkehr verursachten Strahlungsantriebe und globalen Temperaturänderungen. Hierfür werden repräsentative Missionsszenarienund Emissionsszenarien sowie ausgewählte Technologien, Flugzeugkonzepte und Antriebskonzepte mit Potenzial zur Minderung der Klimawirkung, mittels einer neuentwickelten multidisziplinären Simulationsplattform in Zusammenarbeit mit den beteiligten DLR Fachinstituten untersucht. Die CATS Simulationsplattform enthält neben Modellen zur Bewertung des Klimaeinflusses ebenfalls detaillierte Modelle für Flugzeugentwurf, Antriebskonzepte, Flugbetrieb, Höhenstrahlung und Betriebskosten. Die technologischen und operativen Maßnahmen werden als Kosten/Nutzen Analyse in einer ganzheitlichen Betrachtung des Lufttransportsystems dargestellt. Hieraus sind erfolgversprechende Technologien zu identifizieren und neue Betriebsszenarien zu entwickeln, die zusammenwirkend zu einer Verminderung der Klimawirkung des Luftverkehrs beitragen können. Ein weiteres Ziel des Projekts ist die Reduktion der bestehenden Unsicherheiten in der Bewertung der Klimawirkung des Luftverkehrs. Dies betrifft vor allem die Klimabewertung von Kondensstreifen-Zirren, für die es bis zum Projektstart keine allgemein akzeptierte Schätzung gibt. Unsicher ist auch noch die Wirkung von Stickoxiden aus dem Luftverkehr auf die Bildung oder den Abbau von Ozon und auf die Reduktion der Lebensdauer von Methan.

Untersuchungen von aktiven Elementen zur Strömungsbeeinflussung an Hochantriebskonfigurationen

New Aero Engine Core Concepts (NEWAC)

NEWAC will provide a step change for low emission engines by introducing new innovative core configurations to strongly reduce CO2 and NOx emissions. This breakthrough will be achieved by developing and validating new core configurations using heat management (intercooler, cooling air cooler, recuperator), improved combustion, active systems and improved core components. NEWAC will design and manufacture these innovative components and perform model, rig and core tests to validate the critical technologies. The NEWAC core configurations include an Inter-cooled Recuperative Aero engine (IRA) operating at low overall pressure ratio (OPR), an inter-cooled core configuration operating at high OPR, an active core and a flow controlled core operating at medium OPR. NEWAC will complement past and existing EC projects in the field, e.g. EEFAE in FP5 and VITAL in FP6. The main result will be fully validated new technologies enabling a 6Prozent reduction in CO2 emissions and a further 16Prozent reduction in NOx relative to ICAO-LTO cycle. Most importantly, the project will address the challenges involved in delivering these benefits simultaneously. NEWAC will deliver together with EEFAE (-11Prozent CO2, -60Prozent NOx), national programs and expected results of VITAL, the overall CO2 reduction of 20Prozent and the NOx reduction close to 80Prozent at a technology readiness level of 5, contributing to the attainment of the ACARE targets. NEWAC will achieve this technology breakthrough by integrating 41 actors from the European leading engine manufacturers, the engine-industry supply chain, key European research institutes and SMEs with specific expertise. The advance and benefits that NEWAC will bring to Europe in terms of more efficient and environmental-friendly air transport will be disseminated widely to all stakeholders. Furthermore a training programme will ensure the transfer of expertise and knowledge to the wider research community and especially to the new member states of the EU.

Reduzierung von Verdichterlärm durch aktive Methoden^NASGeT^Entwicklung und Validierung einer Breitbandregelung mit aeroakustischen Aktuatoren^Experimentelle Schallfeldanalyse passiver und aktiver Lärmminderungsmaßnahmen im Einlauf von Flugtriebwerken, Neuartige aktive/ passive Systeme zur Geräuschminderung von Triebwerken

Das Vorhaben hat die Federführung im Verbund NASGeT. Ziel des Verbundes NASGeT ist es, verschiedene Technologien zur Reduktion des Lärms an der Quelle im Hinblick auf ihre Anwendungsreife für Flugantriebe weiter zu entwickeln und zu validieren. Im Teilvorhaben wird eine geeignete Kombination aus passiven und aktiven Elementen für den Einlaufbereich von Flugantrieben untersucht, der besonders im Landeanflug deutliche Pegelminderungen erwarten lässt. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wird gemeinsam mit einem Partner das Konzept des aktiven Stators verifizier und, auf die Einsatzbedingungen im Verdichter selbst, also bei geringem Bauraum, weiterentwickelt. Um den insbesondere beim Start relevanten Strahllärm zu reduzieren, soll ein System mit aktiven Klappen an der Düsenaustrittskante untersucht werden. Mit einem Erfolg hat der Verbund die Chance, sich als Subsystem- /Komponentenlieferant zu profilieren. Gleichzeitig besteht die Aussicht, dass die Technologien durch den Systemhersteller (=Verbundpartner) bei Wirtschaftlichkeit und Wirksamkeit verwertet werden.

Reduzierung von Verdichterlärm durch aktive Methoden^NASGeT^Experimentelle Schallfeldanalyse passiver und aktiver Lärmminderungsmaßnahmen im Einlauf von Flugtriebwerken, Entwicklung und Validierung einer Breitbandregelung mit aeroakustischen Aktuatoren

Das Vorhaben ist Teil des Verbundes NASGeT. Mit dem Ziel die Lärmemission von Flugantrieben an der Quelle zu reduzieren, sollen im Rahmen des Verbundvorhabens Versuche am Fan mit aktiver Lärmunterdrückung weitergeführt werden. Die Technik der aktiven Schallbekämpfung soll so näher an eine praktische Anwendung gebracht werden. Hauptziele sind die Wirkung des Systems auf größere Frequenzbereiche auszudehnen. Dazu ist die Konzeptentwicklung für breitbandige Regelung notwendig. Des weiteren werden neuartige aeroakustische Aktuatoren entwickelt, die die sperrigen Hornstrahler ersetzen sollen. Der Antragsteller wird sich mit der Entwicklung der Regelungsverfahren und der Mitarbeit bei den Test am FAN-Prüfstand beteiligen und wesentlich zu den Gesamtzielen beitragen. Die Lärmminderung von Triebwerken durch aktive Maßnahmen im Triebwerkseinlauf bzw. im Nebenstromkanal ist für den Antragsteller als Forschungszentrum des Flugzeugherstellers von vitalem Interesse. Der Antragsteller stärkt durch seine Beteiligung die Wettbewerbsfähigkeit der Produkte des Unternehmens.

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