Abschlussarbeiten

Institut für Luftfahrtantriebe

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Abschlussarbeiten Turboflugtriebwerke

The occurrence of flow separation over a cylinder in cross flow and hence the downstream vortex shedding cause significant aerodynamic loss. The topic is very old and constitutes a huge body of interesting literature on flow separation and vortex shedding control. Active and passive techniques have been considered for the purpose. Recently, the active flow control techniques such as the plasma actuators are commonly used for reduce aerodynamic losses. The current study considers a moving wall actuator to investigate its performance in controlling the flow separation and vortex shedding.

Das Betriebsverhalten von Bläsern (Fans) moderner Turboflugtriebwerke kann durch
getrennte Kennfelder für den Haupt- und den Kernstrom dargestellt werden. Dabei wird eine
fixe Trennstromröhre zwischen beiden Strömungsanteilen angenommen. Der Kernstrom
strömt dabei durch den sogenannten Nabenteil des Fans. Aufgrund des geringen
Nabenradius ist hier die Umfangsgeschwindigkeit gering und die Strömung durch den
Nabenteil des Fans erfolgt im Unterschall. Dies erlaubt die Anwendung der Eulergleichung
ohne Berücksichtigung etwaiger Kompressibilitätseffekte.

Erosionsversuche werden bisher an Ebenen Platten durchgeführt, wobei der Einfluss der Oberflächenkrümmung von Bauteilen vernachlässigt wird. Im Rahmen dieser Arbeit soll ermittelt werden, welche bekannten Einflüsse der Krümmung auf die Erosion bereits untersucht wurde.

Ziel dieses Projektes SWITCH ist ein Triebwerk, dass sowohl luftatmend in der Atmosphäre als auch als
Raketentriebwerk im Vakuum funktionieren soll, zu entwickeln. Es soll dem Antrieb einer noch zu entwi-
ckelnden Raketenunterstufe (Booster) oder gar eines single stage to orbit (SSTO) Fluggeräts dienen. Die
Bauform soll als sog. full flow, staged combustion Triebwerk, das im Raktenmodus als closed cycle arbeitet
und als luftatmendes Triebwerk als Turbojet mit Nachbrenner arbeitet.

Im Rahmen des Projektes „SWITCH“ soll die Möglichkeit eines luftatmenden, umschaltbaren
Raketenantriebs realisiert werden. Basierend auf ersten Voruntersuchungen soll ein erster
Demonstrator konzipiert, konstruiert, gebaut und getestet werden. Ziel ist die Demonstration der
SWITCH-Technologie im Rahmen einer Versuchskampagne auf dem Höhenprüfstand der Universität
Stuttgart.

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Dr. Christian Koch

Abschlussarbeiten Strukturmechanik/-dynamik

In der Arbeit werden Regelstrategien untersucht und weiterentwickelt um die Genauigkeit und Robustheit von Schwingungsuntersuchungen an Turbinenschaufeln und ähnlichen Strukturen zu verbessern.

Zur Beurteilung des Schwingverhaltens von Maschinen der Luft- und Raumfahrttechnik ist eine Vorhersage der Kontakt- und Reibungsvorgänge in Fügestellen von großer Bedeutung. Eine entscheide Rolle spielen hierbei die sogenannten Mikroschlupf-Effekte. Diese prädiktiv zu simulieren benötigt entweder unverhältnismäßig viel Rechnerkapazität oder
neue, effiziente, numerische Methoden.

In der Arbeit wird untersucht, ob die künstlichen Oszillationen substanziell reduziert und die numerische Zeitintegration um Größenordnungen beschleunigt werden können, wenn man die Masse der Randknoten auf innere Knoten  umverteilt.

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung einer Methode zur nichtlinearen experimentellen Substrukturtechnik um das resonanznahe nichtlineare Schwingungsverhalten einer Kleinwindkraftanlage experimentell zu untersuchen. Dabei wird die Dynamik der Substrukturen auf eine nichtlineare Mode reduziert, über nicht-lineare Koppelelemente verbunden und die Gesamtdynamik berechnet.

In der Arbeit soll untersucht werden, inwieweit sich eine neuartige experimentelle Pfadverfolgungsmethode eignet, um den vollständigen Frequenzgang einer Turbinenschaufel in der Nähe einer Resonanz experimentell zu bestimmen.

The objective is to simulate the aero-elastic behavior of the elastically suspended airfoil without and with impact absorbers, and compare with the available measurements.

Ziel der Arbeit ist es, eine neu entwickelte Simulationsmethode erstmals auf stoßartig belastete Mikrosensoren mit Stoppern anzuwenden und im Vergleich zum Stand der Technik zu bewerten.

Regelmäßig ermöglichen wir es den Studierenden, die Ergebnisse ihrer Bachelor- oder Masterarbeit auf internationalen Konferenzen vorzustellen. Im Rahmen der Masterarbeit bieten wir - uns bereits bekannten Studierenden - die Gelegenheit zu einem Aufenthalt bei unseren Partnern an Universitäten im Ausland an. Unsere Absolventen arbeiten in der Triebwersentwicklung (u.a. MTU), der Sensortechnik (u.a. Bosch), der Optik (u.a. Zeiss), der Softwareentwicklung, in weiteren Zweigen der Luft- und Raumffahrt oder bleiben in unserer Gruppe für die Promotion.

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Prof. Malte Krack

Kontakt

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Christian Koch

Dr.-Ing.

Höhenprüfstandsleiter, stellv. Institutsleiter, Fachstudienberater

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Malte Krack

Prof. Dr.-Ing.

Leiter Bereich Strukturmechanik/-dynamik

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