Abteilung Aeroelastische Experimente

CAST 10-2 Windkanalmodell im DNW-TWG
Die Windkanalversuche umfassten Messungen von stationären Polaren, zwangserregten Nickschwingungen und Flattertests am superkritischen Laminarprofil CAST 10-2
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Die Abteilung Aeroelastische Experimente widmet sich der Planung, Durchführung und Analyse von Windkanal-Experimenten.

Wir untersuchen physikalische Phänomene, die im Zusammenhang mit aeroelastischen und aerodynamischen Fragestellungen an Transportflugzeugen, Turbomaschinen, Hubschraubern, Drohnen, Raketen und großen Bauwerken wie Brücken und Windkraftanlagen auftreten. Die aus den hochgenauen Experimenten gewonnenen Daten dienen dem verbesserten Verständnis der physikalischen Phänomene und der Validierung modernster numerischer Simulationsverfahren.

Abgeleitet aus den Anforderungen an unseren zukünftigen umwelt- und ressourcenschonenden Transport verbessern wir das Verständnis von Strömungsphänomenen und ermöglichen dadurch neuen Technologien die industrielle Anwendung.

Für die experimentellen Untersuchungen werden aufwändig bestückte Windkanal-Modelle mit zeitaufgelöster Sensorik für Drücke, Kräfte, Beschleunigungen und Bewegung gebaut sowie eine Großanlage zur Datenerfassung und Versuchssteuerung mit 1000 A/D Kanälen betrieben, welche zeitsynchron auch über größere räumliche Distanzen abgetastet werden.

Für die Darstellung der Modellbewegung betreibt die Abteilung verschiedene Versuchsstände zur dynamischen Bewegung von 2d oder 3d Tragflächenmodellen im Windkanal und rotierenden Turbinengittern.

Diese Versuchs- und Messtechniken bietet die Abteilung auch externen Kunden in gemeinsamen Projekten oder Aufträgen an.

Forschungsthemen der Abteilung

Forschungsthema

Aeroelastische Windkanalexperimente

Im Thema Aeroelastische Windkanalexperimente befassen wir uns mit der Planung, Durchführung und Analyse aufwändiger Experimente in Windkanälen mit dem Ziel, die Strömungs-Struktur-Wechselwirkung in aerodynamischen Grenzbereichen bei hohen schallnahen Geschwindigkeiten und/oder abgelösten Strömungen zu untersuchen. Die erarbeiteten Messergebnisse liefern neben Validierungsdaten auch physikalisch begründete Hinweise auf die problemangepasste Modellierung der beobachteten Phänomene.

Forschungsthema

Aeroelastik der Turbomaschinen

In Thema Aeroelastik der Turbomaschinen widmen wir uns der Weiterentwicklung von emissionsmindernden Antriebssystemen für die Luftfahrt und energieeffizienten Flugzeugkonstruktionen. Unser Ziel ist es, unser Verständnis der aeroelastischen Effekte zu vertiefen, Werkzeuge zur genauen Identifizierung und Vorhersage kritischer Aspekte zu entwickeln und diese Werkzeuge durch gezielte Experimente zu validieren.

Forschungsthema

Mess- und Versuchstechnik

Im Forschungsthema Mess- und Versuchstechnik befassen wir uns mit der Entwicklung miniaturisierter, vielkanaliger Messelektronik und Messverstärker für rotierende Systeme bis 10.000U/min. und Beschleunigungen von bis zu 150G. Bei Platzproblemen werden auch miniaturisierte Schaltkreise in Chip-Bond-Technik auf Keramikträgern entwickelt.

Forschungsinfrastruktur der Abteilung

Anlage zur Messung instationärer Signale und Versuchssteuerung (AMIS III)

Hochdruckwindkanal Göttingen (HDG)

Ringgitterprüfstand Göttingen (RPG)

Messtechnik und Versuchsstände für Windkanäle

Fachartikel und Nachrichten aus der Abteilung

14. November 2024

Messung der aerodynamischen Dämpfung in einem Windkanal: Verstehen und Vermeiden von Flattern

Sowohl bei Flugzeugflügeln und Windturbinen als auch bei den Schaufeln von Flugzeugtriebwerken besteht ein erhebliches Risiko des Flatterns. Flattern ist eine aeroelastische Instabilität, die – unter vereinfacht vorausgesetzten linearen Bedingungen – einmal in Gang gesetzt nicht wieder zur Ruhe kommt.

16. November 2023

Triebwerke von morgen - Neue Versuchseinrichtung für aeroelastische Untersuchungen

Bei unserem Streben nach Effizienz von Flugzeugtriebwerken stoßen wir auf eine Herausforderung: die zunehmende Komplexität von Turbinen- und Verdichterschaufelprofilen, die zu einer höheren Empfindlichkeit gegenüber aeroelastischen Effekten wie z. B. Flattern oder Forced Response führt.

20. September 2023

Halten dem Druck stand: NORKA Leuchten im Windkanaltest

Mit dem Staudrucktest im Windkanal qualifiziert sich die Leuchte für den sicheren Einsatz in Hochgeschwindigkeitstunneln – der Sinn liegt auf der Hand: Hochgeschwindigkeitszüge erzeugen in der Luft eines Tunnels enorme Druckwellen, diesen Belastungen muss die Beleuchtung dauerhaft standhalten.

27. April 2023

Forschung für Windräder bei Druckverhältnissen wie in 1.000 Meter Wassertiefe

Einen einzigartigen Windkanal modernisiert das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Am Standort Göttingen wird in den Hochdruckwindkanal Göttingen (HDG) investiert.

1. Februar 2023

Surge – Wenn die Luft rückwärts durch das Triebwerk strömt

Ein Triebwerk besteht aus drei Hauptkomponenten, dem Verdichter, der Brennkammer und der Turbine. Der Verdichter hat die Aufgabe das Druckniveau vor dem Zünden des Brennstoffs in der Brennkammer zu erhöhen. Dabei sorgt die Steigerung des Druckniveaus für eine Effizienzsteigerung, sowohl bei der Verbrennung als auch im Verdichter selbst.

6. Oktober 2022

DLR nimmt neue For­schungs­an­la­ge für Flug­zeug- und Kraft­werk­stur­bi­nen in Be­trieb

Umweltfreundlichere Flugzeug- und Kraftwerksturbinen sind ein wichtiges Mittel für die geplante Energiewende. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Göttingen hat zur Erforschung dieser Turbinen eine neue Großforschungsanlage vorgestellt. Insgesamt wurden 3,7 Millionen Euro in den sogenannten Ringgitterprüfstand Göttingen investiert.

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.

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.

Kontakt

Dr. rer. nat. Holger Mai

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