Aerodynamische Auslegung und Optimierung adaptiver Stoßkontrollmechanismen für transsonische Flugzeugkonfigurationen

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Maßnahmen zur Grenzschicht- und Stoßkontrolle versprechen eine erhebliche Verbesserung der aerodynamischen Güte sowie eine Erweiterung der Missionsflexibilität für künftige Verkehrsflugzeuge. Zur Stoßkontrolle im drag-rise Bereich haben sich lokale Geometrieadaptionen in Form von "Shock Control Bumps" (SCB) als vielversprechendster Ansatz erwiesen. Dies wurde für adaptive Tragflügelprofile im Rahmen des ADIF Programmes bzw. im EU-Projekt EUROSHOCK demonstriert. Vorarbeiten der Antragsteller zeigen, dass eine Kombination aus adaptivem SCB und variabler Wölbung ein besonders hohes Potential zur Widerstandsreduktion bietet. Ziel des beantragten Vorhabens ist eine systematische Übertragung der Erkenntnisse aus dem 2D-Fall auf dreidimensionale Konfigurationen mit sukzessive zunehmender Komplexität. Die Auslegungen sollen unter Anwendung numerischer Optimierungsalgorithmen in Verbindung mit dem Strömungslöser FLOWer erfolgen. Die Wirksamkeit der adaptiven Mechanismen wird jeweils durch Vergleich zu entsprechenden 2D-Optimierungen quantifiziert. Neben rein aerodynamischen Auslegungen sind Optimierungen unter Berücksichtigung der am realen Flügel zur Adaption nutzbaren Bereiche sowie unter Einbeziehung struktureller Randbedingungen vorgesehen. Hinsichtlich konstruktiver Aspekte besteht dabei eine Kooperation mit dem ISW der Universität Stuttgart.