MASt - Methoden für Aeromechanik und Stabilitätsanalyse für die nächste Generation leichter bis mittelschwerer Hubschrauber; Partnervorhaben im Verbundprojekt NANNY - Innovative An- und Auftriebssysteme für die nächste Generation leichter bis mittelschwerer Hubschrauber

Abstract

Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens NANNY ist die Weiterentwicklung von An- und Auftriebssystemen für die nächste Generation von leichten bis mittelschweren Hubschraubern. Ziel des DLR-Anteils MASt ist die Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit von Phänomenen aus dem Bereich Rotor-Struktur-Kopplung und der dazugehörigen Stabilitätsanalyse. Damit baut NANNY thematisch auf vorherigen Vorhaben auf, in denen die Verfahren zur Vorhersage der Aeromechanik von Hubschraubern schrittweise verbessert wurden. In NANNY sollen nun die verschiedenen Disziplinen zu einem aeromechanischen Gesamtmodell verbunden werden, um so den Detailgrad noch weiter zu erhöhen. Technisch werden dafür in NANNY seitens des DLR zum einen die Einzeldisziplinen weiterentwickelt und diese anschließend eng gekoppelt. Mit Hilfe der neuen Analysemethodik werden die Rotor- bzw. Hubschraubermodelle auf ihre Stabilität untersucht sowie Maßnahmen zur Dämpfungserhöhung für die Verbesserung der Stabilitätseigenschaften entwickelt. Hierzu wird ein geometrisch exaktes Blattmodell linearisiert und hinsichtlich Genauigkeit und numerischer Stabilität weiterentwickelt, wodurch bisherige Einschränkungen in der dynamischen Simulation überwunden werden. Durch die Modellierung von Grenzschichtverdrängung und viskoser Profilnachläufe wird die aerodynamische Modellierung viskoser Effekte für schnelle Mid-Fidelity-Verfahren verbessert, was die Genauigkeit erhöht und auch die Nutzung für Stabilitätsvorhersagen ermöglicht. Aeromechanische Gesamtmodelle liegen dann durch die Kopplung der Panel-Methode mit einem Mehrkörpersystem und Hubschrauber-Simulationsverfahren für aeromechanische Analysen und die Stabilitätsvorhersage vor. Dafür wird auch eine innovative identifikationsbasierte Analysemethoden für die aeroelastische Stabilitätsbewertung von Hubschraubern implementiert und auf ein Rotormodell angewendet. Daneben wird eine Konzeptstudie zur Dämpfungserhöhung und Schwingungsisolierung für die spezifische Konstruktion von Dämpfung im Transferpfad zwischen Hauptgetriebe und Zelle durchgeführt, um den Passagierkomfort zu verbessern und die Anforderungen an das verbaute Equipment zu reduzieren.