Aeroelastische Auswirkungen sinkender Nabenverhältnisse auf die Niederdruckverdichter in zukünftigen UHBR-Triebwerken

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jens Friedrichs; Professor Dr.-Ing. Jörg Seume
• Fachliche Zuordnung: Strömungs- und Kolbenmaschinen
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 290312636

Ziel des Vorhabens ist es, die wesentlichen Sensitivitäten zu erkennen, aus denen neue oder verstärkte aerodynamische und aeroelastische Wechselwirkungen resultieren, wenn künftig größere Bypassverhältnisse von Triebwerken durch verringerte Nabendurchmesser erreicht werden sollen. Der Ansatz ist es, die aeroelastische Sensitivität der ersten Verdichterstufe bezüglich der Anregung durch UHBR Fan-Nachläufe in bisher unerreichter Realitätsnähe in einer integrierten Untersuchung verschiedener Fan-, Duct- und IGV-Variationen zu simulieren und zu bewerten. Aus dieser Forschungsaufgabe leiten sich folgende Teilziele ab: a) Aerodynamischer Charakterisierung und detaillierte Untersuchung der dreidimensionalen Strömungstruktur der Zuströmung zum Niederdruckverdichter für UHBR Fanstufen mit niedrigem Nabenverhältnis mit Fokus auf die nabennahe Strömung und nabenseitigen Sekundärströmungsstrukturen.b) Berücksichtigung der Einleitung des Spaltstroms aus der Rotorkavität. c) Betrachtung der periodisch instationäre Wechselwirkung der Abströmung des Fanrotors mit dem Eintrittsleitrad (IGV) und der ersten Laufreihe des Verdichters. d) Erarbeitung von Strategien zur Vermeidung von erhöhten Schwingungsanregung- und Selbsterregung von Schaufeln im vorderen Kerntriebwerk durch UHBR-typische Sekundärströmungseffekte.e) Hierzu werden typische Anregungsquellen unter Berücksichtigung aktueller Trends in der Entwicklung von Flugzeugtriebwerken, beispielsweise UHBR-Fans sowie Geared-Turbofans und Turboprops nach ihrer aeroelastischen Anregung bewertet und katalogisiert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen