Ringgitterprüfstand Göttingen (RPG)

Der Ring­git­ter­prüf­stand Göt­tin­gen (RPG)
DownloadDownload

Der Ringgitterprüfstand Göttingen dient zur Erforschung aeroelastischer Phänomene von Turbomaschinenschaufeln. Durch Zwangsanregung der Schaufeln in sogenannten Ringgittern soll die Wechselwirkung der instationären Aerodynamik mit der Strukturdynamik untersucht werden. Die Messdaten sollen der Verbesserung des physikalischen Verständnisses von aktuellen und zukünftigen aeroelastischen Fragestellungen und der Zuverlässigkeit numerischer Verfahren dienen.

Besonderheiten

Gegenüber komplexeren Anlagen mit rotierenden Ringgittern ist die Besonderheit des RPG das stillstehende Ringgitter: Die Rotation der Beschaufelung, so wie sie das Ringgitter abbildet, wird durch einen Vordrall in der Zuströmung ersetzt, damit die Strömungsbedingungen nahezu denen in einer typischen axialen Turbomaschine entsprechen. Ohne die Rotation entfallen die Zentrifugallasten. Die Schaufeln können dadurch einfacher ausgeführt und umfangreicher mit Messtechnik ausgerüstet werden.

Allgemeine Daten

  • Aufgabe: Aeroelastische Untersuchungen (Flattern, aerodynamische Anregung) von Verdichter- und Turbinenbeschaufelungen
  • Standort: Institut für Aeroelastik, Göttingen
  • Entwurf und Ersteinsatz: Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (LTT)

Technische Daten

  • Messstrecke für Ringgitter mit subsonischer, transsonischer und supersonischer Verdichter- oder Turbinenbeschaufelung
  • Außendurchmesser der Messtrecke: 400 mm
  • Schaufelhöhe: 40 mm
  • max. Anströmmachzahl: 1,3 bei Verdichtergittern
  • max. Abströmmachzahl: 1,7 bei Turbinengittern
  • max. Massenstrom: 12 kg/s
  • Untersuchung bei stehendem Ringgitter: realistische Anströmungsbedingung der Schaufeln (7) durch radial-axiale Umlenkung mit Vordrall in der Zuströmung (5,6)
  • Elektromagnetische Anregung der Schaufeln zu geregelten Schwingungen in Betrag und Phase
  • Sondenmessung vor und hinter dem Ringgitter
  • Einfache Instrumentierung des stehenden Ringgitters
  • Aerodynamische Anregungs- und Schwingungsantwortmessungen (Forced Response) durch optionale rotierende Struts vor dem Ringgitter
Prinzipskizze des Ringgitterprüfstand Göttingen

Anwendungsgebiete

  • Entwicklung und Optimierung von neuen Schaufelprofilen für energieeffizientere Antriebe in der Luftfahrt und effizientere Turbinen in der Stromerzeugung
  • Aeroelastische Untersuchungen von Schaufelprofilen aus dem Bereich der Luftfahrt-Triebwerke und der stationären Gas- und Dampfturbinen
    • Experimentelle Untersuchung der Flatterneigung von Verdichter- und Turbinenprofilen
    • Experimentelle Untersuchung der aerodynamischen Anregung und der erzwungenen Schwingungsantworten von Turbinen- und Verdichterprofilen
  • Instationäre Druckverteilungsmessungen auf den Profiloberflächen durch eingebaute Drucksensoren (einfache Instrumentierung)
  • Optische Strömungsmessung und -sichtbarmachung durch einfache und permanente optische Zugänglichkeit (kein Triggern auf eine bestimmte Rotationsposition)
Abteilung

Aeroelastische Experimente

Die Abteilung Aeroelastische Experimente widmet sich der Planung, Durchführung und Analyse von Windkanal-Experimenten.

Kontakt

Dr. rer. nat. Holger Mai

Leitung Aeroelastische Experimente
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Aeroelastik
Bunsenstr. 10, 37073 Göttingen