Fachartikel 2022

Hier finden Sie Fachartikel aus unserer Forschung.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DLR-Instituts für Aeroelastik geben regelmäßig kurze Einblicke in ihre Arbeiten.

fs35 Harpyie – Standschwingungsversuch für vollständige Zulassung
15. Dezember 2022

fs35 Harpyie – Standschwingungsversuch für vollständige Zulassung

Im Oktober 2022 fand der Standschwingungsversuch (GVT, engl. für Ground Vibration Test) des Motorseglers fs35 Harpyie in unserem Strukturdynamiklabor in Göttingen statt. Zwei Wochen lang wurde das Flugzeug der studentischen Fliegergruppe Akaflieg Stuttgart ausgiebig getestet.

Erdbeobachtung – Aeroelastik beim Entwurf der Höhenplattform HAP
18. November 2022

Erdbeobachtung – Aeroelastik beim Entwurf der Höhenplattform HAP

Die Höhenplattform (High Altitude Platform, HAP) ist ein sehr leichtes Flugzeug mit großer Flughöhe und langer Flugdauer (HALE), das in der Lage ist, mehrere Tage lang in einer Höhe zwischen FL450 und FL800 (≈14 bis 24 km, oberhalb des normalen Flugverkehrs) in der Luft zu bleiben und seine Position zu halten. Durch die Mitnahme von optischen Messgeräten (bis zu 5,0 kg) können die Wissenschaftler die Erde über einen langen Zeitraum hinweg kontinuierlich beobachten. Dies ist ein Vorteil gegenüber Satelliten, die in der Regel nur alle paar Tage dieselbe Stelle überfliegen und viel höher fliegen, was z.B. zu einer geringeren optischen Auflösung führt.

Bewährtes Prinzip neue Form – Warum Rotorblätter einen Knick haben
3. November 2022

Bewährtes Prinzip neue Form – Warum Rotorblätter einen Knick haben

Bei Hubschraubern wurde seit je her auf eine einfache rechteckige Grundrissform von Rotorblättern gesetzt. Diese funktionierte und hatte sich als Hubschrauberrotorblattprinzip bewährt. Verändert man jedoch die Grundrissform von Rotorblättern, so lassen sich Rotorlärm sowie Vibrationen signifikant reduzieren und gleichzeitig die aerodynamische Effizienz verbessern.

Starre Hubschrauberrotorblätter - Ist das wirklich genügend?
14. Juli 2022

Starre Hubschrauberrotorblätter - Ist das wirklich genügend?

Speziell geformte Hubschrauberrotorblätter mit einem Knick im äußeren Bereich ermöglichen es, den abstrahlenden lästigen Rotorlärm zu reduzieren. Vor diesem Hintergrund ist das aeroelastische Verhalten zusammen mit dem dynamischen Strömungsabriss, auch bekannt als Dynamic Stall (engl.), von großer Bedeutung.

Beschleunigungssensoren für Windmessmast am DLR-Forschungspark Windenergie (WiValdi)
6. Juli 2022

Beschleunigungssensoren für Windmessmast am DLR-Forschungspark Windenergie (WiValdi)

Für den DLR-Forschungswindpark (WiValdi) werden derzeit in Krummendeich zwei Multi-Megawatt-Windkraftanlagen gebaut. Sie werden beide mit innovativen Forschungssensoren instrumentiert. Zur Charakterisierung des Windfeldes steht bereits ein 150m hoher IEC-konformer Windmessmast zur Verfügung, der neben anderen Messgeräten wie Lidars auf den Anlagen installiert wird.

Revolutionäre Flugzeugkonzepte: Eine neue Belastungsprobe für die Triebwerke
6. Mai 2022

Revolutionäre Flugzeugkonzepte: Eine neue Belastungsprobe für die Triebwerke

In letzter Zeit wurden viele neue Konzepte für zukünftige emissionsfreie Flugzeuge vorgestellt. Betrachtet man diese genauer, stellt man fest, dass die Flugzeugbauer dabei auch auf neue Integrationskonzepte für die Triebwerke setzen. Diese führen dazu, dass die Triebwerke die Grenzschicht vom Flugzeugrumpf einsaugen. Für das Gesamtflugzeug verringert sich der Widerstand, wodurch sich potenziell der Spritverbrauch reduzieren lässt. Auf Triebwerksebene hingegen stellt die gestörte Zuströmung sowohl das aerodynamische Betriebsverhalten als auch die strukturdynamische Auslegung vor Herausforderungen.

CO₂-neutrales Fliegen - Wie kann die Aeroelastik dazu beitragen?
20. April 2022

CO₂-neutrales Fliegen - Wie kann die Aeroelastik dazu beitragen?

Mit dem Ziel, neue innovative Antriebe zu testen, hat das DLR ein neues Forschungsflugzeug, eine Do228-202, in seine Flotte aufgenommen. An diesem Flugzeug sollen zum Beispiel elektrische Triebwerke, die von einer mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzelle gespeist werden, getestet werden.

Flugzeugkonfigurationen mit verteilten Antrieben - Auswirkungen auf Lasten, Flügelmasse und Aeroelastik
18. März 2022

Flugzeugkonfigurationen mit verteilten Antrieben - Auswirkungen auf Lasten, Flügelmasse und Aeroelastik

Flugzeugkonfigurationen mit verteilten elektrischen Antriebseinheiten bieten ein großes Potential auf dem Weg zu klimaneutralen Flugzeugen (zero-emission aircraft). Untersuchungen lassen erwarten, dass über den Flügel verteilte elektrische Antriebe die aerodynamische Leistung und die Flugmechanik des Flugzeugs verbessern sowie die Fluglasten reduzieren, was wiederum zu einem geringeren Strukturgewicht führt. Neben den Umweltaspekten sind die technisch-physikalischen Eigenschaften einer solchen neuen Konfiguration ebenso von großer Bedeutung.

Semi-aktive Flatterunterdrückung
25. Februar 2022

Semi-aktive Flatterunterdrückung

Der Begriff Flattern stellt eines der zentralen Phänomene im Bereich der Aeroelastik dar und beschreibt eine selbsterregte Schwingung, die im schlimmsten Fall zu einer Zerstörung von Flugzeugkomponenten und schließlich des Flugzeugs selbst führen kann. Besonders im transsonischen Geschwindigkeitsbereich ist das Risiko für Flatterschwingungen erhöht.  Deshalb ist im Entwurfsprozess eines Flugzeuges unbedingt Wert darauf zu legen, solche kritischen Zustände zu vermeiden. Maßnahmen, die direkt Einfluss auf das Flatterverhalten nehmen können, sind wichtiger Bestandteil in der Luftfahrtforschung. Ein möglicher Ansatz ist dabei der Einsatz von Spoilern.

Neue Methoden zur Analyse der aeroelastischen Stabilität von zukünftigen Triebwerksschaufeln in Leichtbauweise
11. Februar 2022

Neue Methoden zur Analyse der aeroelastischen Stabilität von zukünftigen Triebwerksschaufeln in Leichtbauweise

Um den Wirkungsgrad und die Gesamtleistung von Flugzeugtriebwerken zu steigern, sind größere Fan-Durchmesser und höhere Nebenstromverhältnisse anhaltende Trends. Eine damit verbundene technische Anforderung ist der Leichtbau. Die Lösungen sind leichtere Materialien wie Aluminium oder Verbundwerkstoffe (kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe, kurz CFK) und hohle Schaufeln. Diese Leichtbauweisen erfordern neue Methoden zur sicheren Analyse der aeroelastischen Stabilität.

Schluss mit Schwingungen - Viskoelastische Dämpfungsauslegung zur Reduzierung von Flugzeugschwingungen mit Elastomeren
27. Januar 2022

Schluss mit Schwingungen - Viskoelastische Dämpfungsauslegung zur Reduzierung von Flugzeugschwingungen mit Elastomeren

Jeder, der schonmal mit einem Flugzeug geflogen ist, kennt das Problem: Man möchte in Ruhe lesen oder vor sich hindösen, aber um einen herum ruckelt und brummt es. Die Ursache für diese störenden Ereignisse sind in der Regel Flügel- oder Rumpfschwingungen, die wiederum von Windböen, Turbulenzen oder vom Triebwerksbetrieb verursacht werden.

Wie kann beim Flugzeug durch Ausschlagen der Steuerflächen Gewicht eingespart und die Lebensdauer verlängert werden?
13. Januar 2022

Wie kann beim Flugzeug durch Ausschlagen der Steuerflächen Gewicht eingespart und die Lebensdauer verlängert werden?

In der Luftfahrtforschung ist eine Verringerung des Strukturgewichts ein Kernthema, da der Treibstoffverbrauch und der CO2-Ausstoß dadurch verringert werden können. Die Struktur selber wird so ausgelegt, dass sie den Lasten am Flugzeug standhält. Das heißt, wenn die Lasten kleiner werden, kann die Struktur leichter gebaut werden. Doch dabei müssen die Randbedingungen der Zulassung erfüllt bleiben.