Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist beim Hochgeschwindigkeitshubschrauber RACER an entscheidender Stelle bei der aerodynamischen Gestaltung der Flügel und des Höhenleitwerks beteiligt.
Der Beitrag des DLR zum Hochgeschwindigkeitshubschrauber RACER erfolgt im Rahmen des gemeinschaftlich von DLR und ONERA durchgeführten Projekts NACOR (New Innovative Aircraft COnfigurations and Related Issues).
Mehr als 400 Kilometer pro Stunde. So schnell soll der Hochgeschwindigkeits-Hubschrauber RACER (Rapid And Cost-Effective Rotorcraft) fliegen, der am 20. Juni 2017 von Airbus Helicopters auf der Paris Air Show vorgestellt wurde. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist an entscheidender Stelle bei der aerodynamischen Gestaltung der Flügel und des Höhenleitwerks beteiligt. Um die Lärmemissionen zu minimieren, haben DLR-Forscher die akustischen Eigenschaften der neuartigen Hubschrauberkonfiguration analysiert, die neben dem Hauptrotor auch über zwei kleine Tragflächen mit extra Propellern verfügt. Der nun vorgestellte Technologiedemonstrator ist Teil des europäischen Luftfahrtforschungsprogramms Clean Sky 2.
"Wir freuen uns, Teil dieses spannenden und wegweisenden Forschungsprojekts zu sein, das die Möglichkeiten für schnelle und kosteneffektive Hubschrauber der nächsten Generation beeindruckend vorführt", sagt DLR-Luftfahrtvorstand Prof. Rolf Henke. "Gleichzeitig zeigt sich hier die Stärke der europäischen Luftfahrtforschung, wo zahlreiche Partner ihre Kompetenzen unter dem Dach des EU-Forschungsprogramms Clean Sky 2 zusammenzubringen."
Doppeldecker-Tragflächen für zusätzlichen Auftrieb
Der RACER-Demonstrator folgt einem bestechend anschaulichen Konstruktionsprinzip, das Sicherheit und Kosteneffektivität verbindet. Neben dem klassischen Hauptrotor sorgen zusätzliche aerodynamisch optimierte Doppeldeckertragflächen für zusätzlichen Auftrieb während des Reisefluges, wobei an den Enden montierte Propeller den nötigen Vorwärtsschub für hohe Geschwindigkeiten liefern. Dieses flexible Konzept eröffnet den Einsatz für ein weites Spektrum an Missionsszenarien, bei denen senkrechtes Starten und Landen, eine hohe Reisegeschwindigkeit und Effektivität in Aerodynamik und Verbrauch gefragt sind. Dies ist insbesondere im Bereich der Notfallmedizin, der Luftrettung sowie im Geschäftsflug- und Airlinebetrieb zu erwarten. Der Erstflug des Demonstrators ist für 2020 geplant.
Ausgehend vom charakteristischen Doppeldecker-Konzept, hat das DLR verschiedene Flügelentwürfe erstellt. Davon wurden in enger Zusammenarbeit mit Airbus Helicopters geeignete Designs ausgewählt und weiter optimiert. "Das endgültige Design erfüllt alle Anforderungen und ermöglicht insbesondere die außergewöhnliche Flugleistung des Racer im gesamten Flugbereich bei gleichzeitig geringem Kraftstoffverbrauch", sagt Dr. Thorsten Schwarz vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik in Braunschweig. "Unsere aerodynamischen Verbesserungen für den Heckausleger konzentrierten sich auf das Höhenleitwerk, damit eine gute Manövrierbarkeit und Stabilität des Hubschraubers in Verbindung mit einem geringen Luftwiderstand erreicht wird."
Flugprofile mit minimaler Lärmwirkung
Schließlich wurden die akustischen Eigenschaften des Hubschrauber-Demonstrators für eine Vielzahl von Flugbedingungen analysiert. "Die identifizierten Flugzustände mit geringer Schallemission werden Airbus-Helicopters und Betreibern helfen, Flugprofile mit minimalen Lärmwirkungen auf die Anwohner zu entwickeln", so Schwarz weiter. Die Forschungsaktivitäten wurden gemeinsam mit der französischen Luftfahrtforschungseinrichtung ONERA in einem Partnerprojekt zum Europäischen Vorhaben Clean Sky 2 - Airframe durchgeführt. Dabei war die ONERA für die Gestaltung der Propeller und der vertikalen Stabilisatoren verantwortlich, während die akustische Analyse gemeinsam von DLR und ONERA durchgeführt wurde.
Der Beitrag des DLR erfolgt im Rahmen des gemeinschaftlich von DLR und ONERA durchgeführten Projekts NACOR (New Innovative Aircraft COnfigurations and Related Issues). Die Forschungsarbeiten in NACOR profitieren erheblich von der Dynamik der partnerschaftlichen Forschung von DLR und ONERA, die seit 1998 über ein gemeinsames Hubschrauber-Forschungsprogramm koordiniert werden. Das DLR ist ein langjähriger Forschungspartner von Airbus Helicopters. Mit seinen Forschungsarbeiten erweitert das DLR den Wissensstand bei Hubschraubern und stellt fortschrittliche Methoden und Technologien für zukünftige Hubschrauber bereit. Beispielsweise wurde der Racer nicht nur partnerschaftlich entworfen, sondern Airbus Helicopters setzt auch den vom DLR entwickelten Strömungslöser TAU für die aerodynamische Simulation des Racer ein. Dieses Projekt wird durch das Europäische Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 gefördert. Förderkennzeichen: CS2-AlR-GAM-2014-2015-01.
