Arbeitsgruppen

Im Bereich der Aerodynamik werden zum einen die aerodynamischen Wechselwirkungen durch die MAP-Propellerebenendrehung in den verschiedenen Flugphasen (Start/Steig/Reise/Sink/Landung) untersucht und die Energieeinsparung durch numerische Simulationen quantifiziert und zum anderen die aerodynamische RP-Auslegung der oben genannten Ansätze von WTP für den Rekuperationsbetrieb erforscht.

Die Forschungsfragen im Bereich Aerodynamik sind:

• Wie müssen WTP ausgelegt sein um effektiv als RP zu wirken?
• Welches Potential zur Energierückgewinnung besitzen die RP-Ansätze?
• Welche Effekte treten an den MAP und am Flügel bei einer Optimierung der Propellerebene in den verschiedenen Flugphasen auf?
• Wie viel Potential zur Energiereduktion über eine Flugmission bietet der Einsatz von MAP (und RP)?

Dabei werden numerische Methoden zur Auslegung der Propeller zur Energieeinsparung (MAP) und -rückgewinnung (RP) entwickelt.

Im Bereich Aeroakustik ergeben sich außerdem folgende Fragestellungen:

• Welche Konsequenzen hat die Propellerebenendrehung auf die Schallentstehung und -abstrahlung?
• Wie wirkt sich der Rekuperationsbetrieb auf die Lärmentwicklung aus?

Im Bereich des Flugzeugentwurfs werden Auslegung, Bau und Integration der MAP und RP in die modulare Testplattform e-Genius-Mod untersucht. Basierend auf Daten aus Flugversuchen mit dieser innovativen Konfiguration wird außerdem die Übertragung auf Regionalflugzeuge bewertet.

Folgend die Arbeitsziele im Überblick:

• Quantifizierung der Auswirkungen neuartiger missionsadaptiver Antriebe und rekuperierender Propeller auf den Flugzeugentwurf und –bau
• Entwicklung eines Integrationskonzepts für missionsadaptive verteilte Antriebe und rekuperierende Propeller in die bestehende modulare Versuchsplattform e-Genius-Mod
• Erprobung der neuartigen Antriebs- und Rekuperationskonzepte unter Realbedingungen anhand der Durchführung von Flugversuchung mit der optimierten eMission-Konfiguration des e-Genius-Mod
• Entwicklung von Methoden zur Skalierung und Übertragung von Messdaten aus Flugversuchen und Ergebnissen aus CFD- und CAA-Analysen auf einen Vergleichsentwurf aus der Klasse der Regionalflugzeuge
• Bewertung der Konzepte hinsichtlich der Zulassbarkeit und Umsetzbarkeit in der kommerziellen Luftfahrt

Im Bereich der Flugregelung und Flugmechanik stellen die Einbindung schwenkbarer und rekuperierender Antriebe in die automatische Flugsteuerung, sowie die Bestimmung des Hochauftriebspotentials aus dynamischen Flugdaten weitere technische Innovationen dar. Dazu werden nichtlineare Regelungs-/Ansteuerungsverfahren zur effizienten, automatischen Ansteuerung rekuperierender, schwenkbarer Antriebe mit aktiver Blattverstellung sowie Verfahren zur Leistungs-/Parameterschätzung aus Sensordaten entwickelt.

Für die Flugregelungsgruppe ergeben sich folgende Forschungsziele:

• Entwicklung eines Konzepts zur Steuerung und zum sicheren Betrieb eines Versuchsträgers mit rekuperationsähigen Flächenendantrieben sowie einer Methodik zur Untersuchung sämtlicher Effekte, die im Flugversuch ermittelt werden sollen.
• Erstellen von Modellen der rekuperierenden Antriebe über alle Drehzahlbereiche unter Berücksichtigung nichtlinearer Effekte und flugmechanische Simulation und Analyse des Gesamtsystems.
• Entwicklung einer Flugregelung/Ansteuerung auf Basis rekuperierender Flächenendantriebe und Implementierung im Flugversuchsträger.
• Analyse der flugmechanischen Eigenschaften und Einflüsse rekuperationsfähiger Flächenendantriebe auf Steuerautorität und Hochauftriebspotential in verschiedenen Flugphasen im Rahmen von Flugversuchen.

Die Technik wird als möglicher Wegbereiter für verteilte elektrische Antriebe gesehen, da somit wesentliche Schwachstellen wie Steuerautorität und eingeschränktes Potential zur Auftriebserhöhung im Landeanflug gelöst werden könnten.