Luftfahrtforschungsprogramm LuFo VI-2 Verbundvorhaben: GUSTAFO - Gust load alleviation by folding non-linear wing tip; Aero²Mod - Aerodynamische und aeroelastische Modellerstellung im Flügelvorentwurf

Abstract

Im Schlussbericht Aero²Mod wird der Beitrag der RWTH Aachen zum Verbundprojekt GUSTAFO dokumentiert. Im Projekt Aero²Mod wurde die Flugzeugvorentwurfssoftware MICADO erweitert, um aeroelastische Auswirkungen auf die Leistung des Flugzeuges zu berücksichtigen und damit einen hochgestreckten Flügel mit dynamisch klappbarem Außenflügelsegment zu entwerfen, zu optimieren und zu analysieren sowie das entworfene Flugzeug mit hochgestrecktem Flügel ökologisch zu bewerten. Die RWTH hat dabei das Projektmanagement übernommen. Im Rahmen von HAP 1 wurde zunächst ein konvergierter Entwurf des Referenzflugzeugs, der CeRAS SMR, erzeugt. Nachfolgend wurde ein Reduced-Order-Modell implementiert und in einem iterativen Verfahren an Micado angeknüpft, um sowohl den Flügel des Referenzflugzeugs als auch den in HAP 2 ausgelegten hochgestreckten Flügel aeroelastisch zu untersuchen. Hier wurde auch eine Methodik zur strukturellen Auslegung eines Flügels aus faserverstärktem Verbundwerkstoff entwickelt und integriert. Weiterhin wurde in HAP 2 eine Methodik zur Auslegung der Aktuatorik für die klappbare Flügelspitze entwickelt, die ebenfalls gegen Flattern absichert. Mithilfe der entwickelten Modelle und ihrer Integration in die Vorentwurfsumgebung MICADO wurde anschließend in einer iterativen Schleife mit den High-Fidelity- aerodynamischen und flugdynamischen Untersuchungen der TU München und TU Berlin die neue Flugzeugkonfiguration mit hochgestrecktem Flügel aus faserverstärktem Verbundwerkstoff ausgelegt und klappbarer Flügelspitze . Schlussendlich wurde die neue Konfiguration auf aerodynamische Performance und ökologische Effizienz untersucht.