Maximales Energie-Einsparpotenzial durch Laminartechnologien
LamTA
Die Zielsetzungen des European Green Deal zur Emissionsneutralität im Luftverkehr sind ohne deutliche Einsparungen des Energiebedarfs nicht zu erreichen. Mit laminaren Oberflächen lässt sich der Widerstand im Flug deutlich reduzieren und die Effizienz steigern. Voraussetzung ist aber, dass das Luftfahrzeug auf die bestmögliche Umsetzung von Laminartechnologien zugeschnitten ist.
Grafische Darstellung von laminarer und turbulenter Strömung an einem Verkehrsflugzeug
Im DLR-Projekt LamTA (Laminar Tailored Aircraft) wird unter Berücksichtigung der bisherigen Erkenntnisse und des derzeitigen Stands der Technik das maximale Potential der Laminarhaltung zur Senkung des Energiebedarfs im Flug anhand eines bereits zu Beginn der Entwurfskette auf Laminarhaltung ausgelegten Langstreckenflugzeugs ermittelt. Dabei wird das Einsparpotential aller umströmten Bauteile bereits im Vorentwurf berücksichtigt, insbesondere auch der bislang ungenutzten Rumpfoberfläche. Entwurfs- und Fertigungsverfahren werden im Hinblick auf spezielle Herausforderungen im Zusammenhang mit Laminarhaltung, wie der Vermeidung von Oberflächenstörungen sowie der Integration von Absaugsystemen in Interaktion mit Flügelenteisung und Hochauftriebssystemen nebst zielgerichteten experimentellen Analysen, weiterentwickelt und fließen in den Flugzeugentwurf ein. Dies ermöglicht den Entwurf eines speziell für Laminartechnologien zugeschnittenen (laminar tailored) Langstreckenflugzeugs. Die Bewertung dieses Entwurfs gegenüber einer turbulenten Referenz soll das Einsparpotential durch Laminarhaltung nachweisen und umfasst auch eine Untersuchung, inwiefern sich ein solches maximal laminares Langstreckenflugzeug unter Berücksichtigung aktueller Zulassungsvorgaben fliegen ließe. Zur mittelfristigen Beantwortung offener Fragestellungen im Bereich der Laminarhaltung im Flugversuch bei üblichen Reiseflug-Machzahlen oberhalb von 0,8 und damit zur Verbesserung der Entwurfsmethodik sowie Validierung zukünftiger Laminarkonzepte werden im Projekt LamTA Messtechniken weiterentwickelt und ein geeigneter Versuchsplan entworfen. Ferner wird die aerodynamische Simulationsfähigkeit für laminare und transitionelle Strömungen in dem vom DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik entwickelten Strömungslöser TAU weiterentwickelt und zum langfristigen Erhalt der Kompetenz in den aktuell mit Airbus und der ONERA entwickelten Strömungslöser der nächsten Generation übertragen.
LamTA trägt somit durch die geplanten Arbeiten nicht nur wesentlich zur Bewertung der Laminarhaltung als Schlüsseltechnologie für den emissionsneutralen Luftverkehr bei, sondern demonstriert und festigt weiterhin auch die herausragende Stellung des DLR im multidisziplinären Laminarflugzeugentwurf und der Technologieintegration. Darüber hinaus werden wesentliche Beiträge zur Erreichung der in der Luftfahrtstrategie des DLR zum European Green Deal definierten Ziele und des 2025 HGF-Meilensteins „NLF/HLFC technology optimized and integrated into overall aircraft“ geleistet.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik leisten wesentliche Projektbeiträge in den Bereichen Laminarflugzeugentwurf, Simulation und Technologiebewertung. Weiterhin verfolgen sie langfristige Forschungs- und Entwicklungsziele in der Simulations- und Messtechnik sowie der Technologieintegration.
Projekt
LamTA - Laminar Tailored Aircraft
Laufzeit
1/2023 – 12/2026
Partner
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (Leiter)
DLR-Institut für Aeroelastik
DLR-Institut für Systemleichtbau
DLR-Institut für Flugsystemtechnik
DLR-Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt
DLR-Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
