Zwei innovative Technologien werden entwickelt und erprobt: DEP Propeller mit neigbaren Propellerebenen (MAP) sowie ein neuartiges Konzept zur Nutzung rekuperierender WTP als „fliegende Windturbine“ zur Verzögerung und Steuerung im Landeanflugfall (RP).
Die MAP dienen der Anpassung der Propeller an die jeweilige Flugphase und damit zur Reduzierung des Energiebedarfs und der Verbesserung des STOL-Potentials (Mobilität der Zukunft). Die RP dienen der Lösung der zuvor beschriebenen Landeproblematik und somit der Nutzung des Hochauftriebspotentials im Landeanflug. Die Landeproblematik von DEP wurde bisher nicht gelöst, was das Potential von DEP stark einschränkt. Das Vorhaben bietet hier einen innovativen Rekuperationsansatz, bei welchem die Landeproblematik nicht nur gelöst wird, sondern ein möglichst großer Anteil der potentiellen Energie beim Sinkflug und der kinetischen Energie in der Landung wiedergewonnen werden kann. Zudem soll ein steilerer Sinkflug ermöglicht werden. Der Primärenergiebedarf der gesamten Flugmission und die Lärmbelastung werden durch MAP und RP reduziert.
Der Stand der Wissenschaft und Technik wird im Vorhaben erweitert durch die drei übergeordneten Arbeitsziele:
- Lösung der Landeproblematik und Energierückgewinnung durch innovative Rekuperationsansätze
- Ausschöpfung des Potentials zur Energiereduzierung durch eine Propellerneigung zur Anpassung an die einzelnen Phasen einer Flugmission und Erweiterung des STOL-Potentials von DEP
- Reduzierung des Fluglärms durch den Einsatz von RP und MAP
RP werden zwar in verschiedenen Forschungsprojekten untersucht, der bisherige Fokus dabei liegt jedoch auf dem Einsatz konventioneller Propeller, welche durch eine Drehzahlreduzierung und/oder geringe Blattverstellung in den Rekuperationsmodus gebracht werden: der „Windmilling“-Betrieb (engl. für „Windmühlen“). Die Drehrichtung bleibt bei diesem Betriebsmodus unverändert. Ein weiterer Rekuperationsmodus (zunächst von Yokota vorgeschlagen) ähnelt in seiner Funktionsweise noch genauer dem einer Windenergieanlage. Durch eine starke Drehung der Propellerblätter (Erhöhung der Propellersteigung um ca. 90° bis 180°) entsteht ein Rotor, welcher durch die Anströmung angetrieben wird und dabei entgegen der Drehrichtung des normalen Schubbetriebs rotiert. Dieser Betriebsmodus wird als „Opposite Pitch“ (engl. für „umgekehrte Blattsteigung“) bezeichnet.
Für die Umsetzung der RP am Flugzeug werden insgesamt vier Ansätze verfolgt:
- die nahezu komplette Drehung des Propellerblattes bei umgekehrter Rotationsrichtung („Opposite Pitch“-Betrieb)
- die Drehung der gesamten WTP-Gondel bei umgekehrter Rotationsrichtung
- der Einsatz zusätzlich mitzuführender ausklappbarer RP, welche speziell zur Rekuperation ausgelegt sind
- adaptive Propellerblätter mit variabler Blattgeometrie
Ihr Ansprechpartner
Thorsten Lutz
Dr.-Ing.Leiter des LuFo VI-3 Forschungsprojektes eMission und AG-Leiter Luftfahrzeugaerodynamik und Windenergie, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
[Bild: IAG Uni Stuttgart]