Im Teilprojekt B1.2 wird an Modellen zur Grenzschichteinsaugung, engl. Boundary Layer Ingestion (BLI), bei integrierten UHBR-Antrieben, geforscht. Grenzschichteinsaugung ermöglicht es einem Flugzeugtriebwerk, bei gleichem Leistungeinsatz mehr Vortrieb, oder anderherum den gleichen Vortrieb mit weniger Leistungeinsatz, also weniger Brennstoffverbrauch, zu erzeugen.
Dies wird erreicht, indem das oder die Triebwerke direkt auf der Tragfläche oder auf dem Rumpf eines Flugzeuges platziert werden, anstatt, wie heute üblich, an einem Pylon unterhalb des Flügels. Die Luft strömt direkt an der Oberfläche des Flugzeuges langsamer als in der Umgebung; dieses Gebiet wird als Grenzschicht bezeichnet.
Das Einsaugen dieser langsameren Grenzschicht bringt einen niedrigen Eintrittsimpuls, also einen niedrigere Kraft entgegen der Flugrichtung, in das Triebwerk ein, sodass bei gleicher Austrittgeschwindigkeit mehr Vortrieb erzeugt wird. Grenzschichteinsaungung bringt jedoch einige Herausforderungen mit sich:
Die Grenzschicht bringt eine Eintrittsstörung, engl. Inlet Distortion, in einem lokal begrenzten Bereich in das Triebwerk ein, da dessen Zuströmung nicht mehr rotationssymmetrisch ist. Um den grundsätzlichen Einfluss auf den aerodynamischen Wirkungsgrad abzuschätzen, wird ein Parallelverdichtermodell umfangreich erweitert, sowie später aufwändige CFD-Simulationen des gestörten Triebwerkfans durchgeführt.
Zunächst werden außerdem Strömungssimulationen der Außenumströmung des im Cluster entworfenen BWB-Langstreckenflugzeuges durchgeführt, um Gestaltungsregeln für die Geometrie der eingebetteten Triebwerksgondeln abzuleiten, sodass möglichs wenig Strömungswiderstand auftritt.
Prof. Dr.-Ing. Jens Friedrichs
Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen
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Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen
TU Braunschweig
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