Welches Effizienzsteigerungspotenzial bietet der Einsatz von Technologien zur aktiven Lastabminderung im Entwurf von Langstreckenflugzeugen? Dieser zentralen Fragestellung gehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im DLR-Projekt Optimal Lastadaptives Flugzeug (oLAF) nach. Vorteile des umfassenden Einsatzes von Lastabminderungstechnologien sind:
leichtere Flugzeugstrukturen
verringerter Treibstoffverbrauch
reduzierte Betriebskosten
geringere Emissionen
Mit der Zielsetzung eines von Beginn an von Lastabminderungsaspekten getriebenen, hochintegrierten Entwurfsprozesses entwerfen und optimieren die Projektpartner in oLAF ein lastoptimales Langstreckenflugzeug – unter Anwendung vorwiegend hochgenauer gekoppelter numerischer Verfahren für Aerodynamik, Struktur, Aeroelastik, Lasten, Flugregelung und Systeme. Unter Einbindung der im Projekt neu entwickelten Lastabminderungskonzepte bewerten sie dabei die Auswirkungen von aggressiver Lastkontrolle auf flugphysikalische Leistung, Betrieb und Instandhaltung im Vergleich zu einem Referenzentwurf, der Lastabminderungsmaßnahmen nur konventionell (entsprechend heutigem industriellen Stand der Technik) berücksichtigt. Begleitend werden bestehende Simulationsmethoden und -prozesse für die multidisziplinäre Analyse, den Entwurf und die Optimierung von lastadaptiven Flugzeugen weiterentwickelt und das von den Verfahrensverbesserungen ausgehende Zusatzpotenzial in Anwendung auf die Entwurfsaufgabe bewertet. Zentrales Ergebnis des Projekts ist das konkrete virtuelle Produkt eines Flugzeugentwurfs mit maximaler Lastabminderung, das einer Bewertung unter industriellen Gesichtspunkten standhält.
Gemeinsam mit dem Institut für Aeroelastik leitet das Insitut für Aerodynamik und Strömungstechnik das Projekt. Die Forscherinnen und Forscher koordinieren unter anderem alle Entwurfsabschnitte zum lastoptimalen Flugzeug im Hinblick auf einen konsistenten Flugzeuggesamtentwurf, einschließlich der Durchführung von multidisziplinärer Flügeloptimierung, aerodynamischer Detailoptimierung und flugphysikalischer Leistungsbewertung. Zudem führen sie Detailanalysen der Wirksamkeit von ausgewählten steuerflächenbasierten Technologien zur Lastbeeinflussung und -umverteilung durch. Das Institut für Aerodynamik und Stömungstechnik ist federführend für die Konzeption der oLAF-Validierungs- und Demonstrationsexperimente zu aktiver Lastkontrolle, mit Fokus auf den aerodynamischen Entwurf der Windkanalmodelle und den zugehörigen messtechnischen Auslegungen zuständig. Zudem ist es an der gemeinschaftlichen Weiterentwicklung eines institutsübergreifenden, modularen und effizienten MDO-Prozesses für den Flugzeugentwurf auf Basis hochgenauer Verfahren beteiligt.
Projekt
oLAF - Optimal Lastadaptives Flugzeug
Laufzeit
1/2020 - 12/2023
Partner
DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik (Koordinator)
DLR-Institut für Aeroelastik (Koordinator)
DLR-Institut für Antriebstechnik
DLR-Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik
DLR-Institut für Flugsystemtechnik
DLR-Institut für Instandhaltung und Modifikation
DLR-Institut für Systemarchitektur in der Luftfahrt
DLR-Institut für Softwaremethoden zur Produkt-Virtualisierung
DLR-Institut für Systemdynamik und Reglungstechnik
