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Flugmechanik, Flugregelung und Aeroelastizität AWIATOR

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AWIATOR - Aircraft Wing with Advanced Technology Operation

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AWIATOR war ein europäisches Forschungsprojekt (Laufzeit Juli 2002 - Juli 2007) zur Entwicklung modernster Flügeltechnologien für die nächste Generation von Airbus-Flugzeugen.

Übersicht

Modifizierter A340
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Das von Airbus geleitete Forschungsprogramm ist für eine Dauer von 4 Jahren geplant (2002-2006) und verfügt über ein zur Hälfte von der EU gesponsertes Budget von 80 Mio. €. Einschließlich der TU Berlin sind insgesamt 23 Partner aus der EU und Israel beteiligt. Das Ziel des Projekts ist ein Gesamt-Flügelentwurf, der in einem multidisziplinären Ansatz erfolgversprechende Technologien zur aktiven Lastenkontrolle und Böenlastminderung mit solchen zur Lärmminderung und Reduzierung von Wirbelschleppeneinflüssen kombiniert. Die Validierung des Gesamtflügelentwurfs erfolgt in Verbindung mit neuen lärmmindernden und sicheren Flugprozeduren am Anwendungsbeispiel eines A340-300 sowohl durch Bodentests im Windkanal und im Flugsimulator als auch durch Flugtests.

Hauptziele

Mit den Innovationen verfolgt das Awiator-Projekt vier Hauptziele:

1. Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit des Flugzeugs durch Verbesserung der aerodynamischen Eigenschaften und somit geringerem Treibstoffverbrauch

2. Erhöhung der Flugsicherheit und des Passagierkomforts durch frühzeitige Erkennung und Kompensation von aerodynamischen Störeinflüssen

3. Verbesserung der Wirbelcharakteristik zur sicheren Reduzierung von Staffelungsabständen und damit Erhöhung des Durchsatzpotentials an Flüghäfen

4. Lärmreduzierung

 

Tragflügeltechnologien

Im Hinblick auf diese Ziele werden sechs vielversprechende innovative Tragflügeltechnologien in einem Gesamt-Flügelentwurf zusammengefasst und untersucht:

1. Vergrößerte Winglets zur Reduzierung des Luftwiderstands.

2. Mini-Trailing-Edge Devices (TED's) - Dies sind kleine an der Landeklappen-Hinterkante angebrachte Klappen, die über zusätzliche Erhöhung des Auftriebs steilere Anflüge und Starts ermöglichen und damit den Fluglärm im Flughafennahbereich reduzieren sollen.

3. Wirbelgeneratoren (Sub-Boundary Layer Vortex Generators - SBVG) sind kleine Kanten, die auf die Landeklappen aufgesetzt werden, um durch Wirbelgenerierung Energie in die Grenzschicht zu bringen mit dem Ziel, den Strömungsabriß hin zu größeren Klappenausschlägen zu verschieben. Damit könnte eine weitere Erhöhung des Auftriebs erzielt werden und steilere lärmreduzierte Anfluge ermöglicht werden.

4. Wake-Vortex Devices - Dies sind Elemente zur positiven Einflussnahme auf die Wirbelentstehung und schnelleren Destabilisierung der Randwirbel.

5. Differential Flap-Setting zur Destabilisierung der Randwirbel.

6. Optimierte innere Spoiler - Ein Spalt im unteren Teil der Spoiler soll durch Luftumleitung die beim Landeanflug aufgetretene negative Beeinflussung des Höhenleitwerks verhindern und somit die Benutzung der Spoiler auch in der Landephase ermöglichen.

Innovative Flügeltechnologien im AWIATOR-Programm
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Projektplan

Das AWIATOR-Projekt gliedert sich in vier Arbeitspakete:

1. Arbeitspaket I: Auswirkungen auf das Fernfeld (Koordinator: Airbus Deutschland)

2. Arbeitspaket II: Nahfeldströmung (Koordinator: Airbus UK)

3. Arbeitspaket III: Strömung/Lastenkontrolle (Koordinator: Airbus Frankreich)

4. Arbeitspaket IV: Integration (Koordinator: Airbus Frankreich)

Die Vorgehensweise bei der Evaluierung der Untersuchungsziele erfolgt für die Arbeitspakete I bis III jeweils nach demselben Schema:

Nach der theoretischen Vorarbeit folgt eine Testphase, bestehend aus Bodentests in Windkanal und Flugsimulator und anschließenden Flugtests. In einem letzten Schritt werden die Testergebnisse schließlich unter Berücksichtigung des Sicherheitsaspekts hinsichtlich des Nutzenpotentials der Technologien bzw. Flugprozeduren ausgewertet.

Arbeitspaket IV beinhaltet die abschließende Integration aller erfolgversprechenden Methoden in einem Gesamt-Flugzeugentwurf, sowie basierend darauf die Identifikation eventueller Interaktionen zwischen den Technologien und ihren Auswirkungen auf die Umgebung und das Flugzeug selbst.

Projektbeteiligung

Die TU Berlin ist am Arbeitspaket I beteiligt und beschäftigt sich speziell mit der Fluglärmcharakteristik in Verbindung mit der Erprobung von neuen lärmoptimierten Flugprozeduren.

Aufgabe der TU Berlin ist die Vorbereitung und Durchführung einer Simulatorstudie mit dem A330/340 Full-Flight Simulator (Level D) des ZFB (Zentrum für Flugsimulation Berlin). Dabei soll das aerodynamische Modell die Änderungen am Tragflügel des A340 berücksichtigen.

Partner

Beteiligte Partner des AWIATOR-Projekts sind neben der TU Berlin:

  • Airbus - Projekt-Koordinator
  • Alenia - Italien
  • CERFACS - Frankreich
  • CNRS - Frankreich
  • DLR - Deutschland
  • EADS Deutschland GmbH
  • TU München - Deutschland
  • GKN Aerospace Services Ltd - UK
  • Inasco (Integrated Aerospace & Sciences Corporation O.E.) - Griechenland
  • Instituto Superior Téchnico - Portugal
  • Israel Aircraft Industries - Israel
  • NLR - Niederlande
  • National Technical University of Athens - Griechenland
  • ONERA - Frankreich
  • Sonaca SA - Belgien
  • SPASA - Spanien
  • Sener - Spanien
  • Université Catholique de Louvain - Belgien

 

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