Ring-Gitter-Kanal

Der Ring-Gitter-Prüfstand ist ein hochmoderner Prüfstand, der speziell für die eingehende Untersuchung von steilen Zwischenverdichterkanälen konzipiert wurde. Er ermöglicht auch die Untersuchung moderner Statorkonzepte zukünftiger Triebwerksgenerationen.

Steile Zwischenverdichterkanäle (ICD) bieten eine vielversprechende Möglichkeit, die Klimaauswirkungen zukünftiger Flugzeugtriebwerke über einen geringeren Treibstoffverbrauch zu reduzieren. Diese Treibstoffersparnis ist auf mehrere Faktoren zurückzuführen, unter anderem auf das geringere Gewicht des kompakten Triebwerks, die dadurch mögliche leichtere Tragstruktur in der Triebwerksaufhängung, die verbesserte Schwerpunktlage und den geringeren Luftwiderstand.

Eigenschaften des Ring-Gitter-Kanals

  • Swirler als Rotorersatz: Der Prüfstand bietet die Möglichkeit der variablen Drallerzeugung, um die Abströmbedingungen des letzten Niederdruckverdichtersrotors realitätsnah zu simulieren. Dadurch kann eine realistische Anströmung des ICDs erzeugt werden, ohne rotierende Komponenten mit einbauen zu müssen. So werden kostengünstige Testkampagnen mit geringem Konstruktionsaufwand ermöglicht.
  • Umfangreiche, moderne Messtechnik: Ein detailliertes Strömungsbild kann über Grenzschichtkäme, traversierbare 3- und 5-Lochsonden, einer Vielzahl an Druckbohrungen, Laseroptische Messverfahren sowie der Möglichkeit der Strömungsvisualisierung über Ölanstrichbilder aufgenommen werden.
  • Breiter Betriebsbereich: Alle wichtigen Betriebspunkte eines Flugzeugtriebwerkes wie Start, Flug und Steigflug können mit dem Prüfstand betrachtet werden. Ein breites Spektrum an unabhängig voneinander einstellbaren Mach- und Reynoldszahlen ermöglicht ein genaues Anfahren dieser Betriebsbedingungen.
  • Bleedabsaugung: Im realen Betrieb eines Flugzeugtriebwerkes wird immer Luft aus dem ICD abgezapft um das Triebwerk in jedem Betriebszustand sicher zu Betreiben. Während dem Übergang zu einem anderen Betriebspunkt wird typischerweise viel Luft im ICD entnommen. Mit der vorhandenen Bleedabsaugung können somit die Betriebspunkte noch realistischer eingestellt werden.

Forschungsthemen

Technology Readiness Level 3-5

Detaillierte Untersuchung von Zwischenverdichterkanälen

Validierungsversuche für neue ICD-Konzepte

Bereitstellung detaillierter Messdaten für die CFD-Validierung

Untersuchung aktiver und passiver Strömungskontrolle, Übergangsverhalten

Technische Daten

Einlass-Machzahl

0.0 – 0.4

Reynolds-Zahl

8x105 – 5.3x106

Massenstrom

0.1 kg/sec – 30 kg/sec

Gesamtdruck

0.6 bar – 3 bar

Temperatur

max. 310 K

Intensität der Einlaufturbulenz

0.6 – 4.0 %

Windkanalhöhe

1.200 mm

Zapfluft-Massenstrom

0 – 5 kg/sec.