Schaufelhöhenseitenverhältnis

Betreuer: Dipl.-Ing. Markus Peters, Dipl.-Ing. Tobias Schmidt

Zielsetzung

Ziel des Forschungsvorhabens ist die systematische Untersuchung des Einflusses eines vergrößerten Schaufelhöhenseitenverhältnisses (Aspect Ratio = Schaufelhöhe/Profillänge) im Hochdruckverdichter von Flugtriebwerken auf dessen Betriebsverhalten und Stabilität sowie das Verständnis der hierbei maßgeblichen Strömungsphänomene.

Um den gesteigerten Anforderungen an den spezifischen Brennstoffverbrauch zukünftiger Triebwerksgenerationen gerecht werden zu können, muss unter anderem der Verdichter ein höheres Gesamtdruckverhältnis bei möglichst geringem Gewicht realisieren. Eine Vergrößerung des Schaufelhöhenseitenverhältnisses durch Reduzierung der axialen Dimensionen ermöglicht es, unter Beibehaltung eines hinreichend hohen Wirkungsgrades, die Anforderungen an Bauraum und Gewicht zu erfüllen.

Vorgehensweise

Um die angesprochenen Effekte zu verifizieren sollen am Institut für Strahlantriebe und Turboarbeitsmaschinen experimentelle Untersuchungen an einem 2 ½-stufigen Axialverdichter durchgeführt werden. Der Aufbau bildet zwei Frontstufen eines Hochdruckverdichters mit heute üblichem Schaufelhöhenseitenverhältnis ab.

Der Umfang der Versuche soll u.a. die Vermessung des Kennfeldes inklusive der Pumpgrenze sowie die Traversierung in den Gittereintritts- und Austrittsebenen umfassen. Dabei wird sowohl stationäre als auch zeitlich hoch auflösende Messtechnik zur Anwendung kommen. Begleitend werden dreidimensionale numerische Simulationen durchgeführt, die ein detaillierteres Verständnis der Strömungsphänomene vor allem innerhalb der Passagen ermöglichen sollen.

 

Projektpartner

Das Vorhaben wird im Rahmen des EU geförderten Technologieprogramms LEMCOTEC in Kooperation mit der MTU Aero Engines GmbH durchgeführt.