Aktive Aerodynamik für Flugzeugtragflächen
Hauptziel des EU-finanzierten LEBOX-Projekts war die Vorführung der Effizienz der Strömungsabrisskontrolle an der Vorderkante eines gepfeilten Tragflügels (swept aerofoil). "Aerofoil" bezeichnet die Form der Tragfläche oder des Propellerflügels. Dynamische Vortexgeneratorjets (vortex generator jet, VGJ) können den turbulenten Strömungsabriss an Vorderkanten bei hohen Anstellwinkeln unterdrücken, um den Auftrieb in maximal möglichem Umfang zu erhöhen. Ein wichtiger Schritt über den Stand der Technik hinaus war die Erschaffung von Aktorgeometrien für verdrehte Grenzflächen, um die Strömungssteuerung positiv zu beeinflussen. Die Projektmitglieder nutzten einen technologisch fortgeschrittenen Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Lösungsansatz (Reynolds-averaged Navier–Stokes, RANS) zur Modellierung und verknüpften diesen mit Windkanalversuchen, um das Design und die Platzierung der VGJ auf dem Tragflügel zu optimieren. Die rechnerischen Lösungen bereiteten den Weg zu einem neuen Konzept der 2.5D-Simulation. Sie hoben die Empfindlichkeit von Schlüsselparametern wie Schrägstell- und Steigungswinkel, Abstand und Größe relativ zur Grenzschicht hervor. Als beste Bauform erwies sich ein sogenannter gepfeilter Flügel mit konstanter Flügeltiefe. LEBOX entwickelte ein komplettes Design-Konzept und fertigte Bauteile, die in mittleren Windkanalversuchen validiert wurden. Die innovativen Technologien eine Hauptrolle bei der Entwicklung leichterer, effizienterer und leiserer Flugzeuge übernehmen. Das Projekt konnte den Weg für die groß angelegte Erprobung und Erforschung von fluidischen Vortexgeneratoren zur weiteren Vergrößerung von Auftriebe- und Anstellwinkel bei Flugzeugen bereiten.