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TU Berlin

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Untersuchung und Sicherstellung der Strömungsstabilität im Verdichter bei alternativen Verbrennungskonzepten

Lupe


Um den Brennstoffverbrauch zukünftiger Flugzeugtriebwerke signifikant senken zu können, müssen revolutionäre Technologien eingesetzt werden. Im Verbundvorhaben TREVAP werden neuartige Konzepte für zukünftige Turboflugtriebwerke mit bisher nicht umsetzbaren Kreisprozessen untersucht und bewertet. Damit folgt das Vorhaben den in dem europäischen Strategiedokument „Flightpath 2050“ formulierten Zielen zur Reduktion der Schadstoffemissionen. Im Besonderen werden Konzepte zur druckerhöhenden Verbrennung untersucht. Dazu werden ein Hybridkonzept mit Kolbenkomponenten und eine Realisierung drucksteigernder Verbrennung durch einen Wave Rotor Combustor (WRC) analysiert. Das Hybridkonzept sieht anstatt des konventionellen Hochdruckverdichters einen Kolbenverdichter vor, die Geometrie der Brennkammer bleibt unverändert. Die Verwendung eines Freikolbens führt zu einer zyklischen Verdichtung der vom Niederdruckverdichter kommenden Luft. Demgegenüber ersetzt der WRC die konventionelle Brennkammer. Durch periodisches, schnelles Öffnen bzw. Schließen der rotierenden Brennräume wird eine pulsierende, druckerhöhende Verbrennung erreicht. Beide Konzepte beeinflussen das Druckfeld am Verdichteraustrittund somit die Verdichterströmung in den letzten Stufen.

Am FG Luftfahrtantriebe wird die Auswirkung der beiden drucksteigernden Verbrennungskonzepte auf die Leistung und besonders das Betriebsverhalten eines mehrstufigen Verdichters untersucht. Weiterhin werden Möglichkeiten zur Stabilisierung der Strömung unter gegebenen Randbedingungen aufgezeigt und bewertet. Hierzu werden instationäre Strömungssimulationen (CFD) durchgeführt, die Auswirkung einer drucksteigernden Verbrennung wird über eine geeigneteRandbedingung am Verdichteraustrittabgebildet.

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Ansprechpartner: M. Sc. Niklas Kolb

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