Abschlussarbeiten

Institut für Luftfahrtantriebe

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Abschlussarbeiten Turboflugtriebwerke

Performance limits of the aeroengines and the air vehicles are linked to different kinds of losses. Improv-
ing these limits may also be interpreted as reducing the associated losses. That’s why the aerodynamic
loss recovery is still an active area of further research. Boundary layer forms everywhere in the engine
and on the structure. Thus, causing great dynamic losses due to turbulent friction and viscous drag. Active
and passive flow control techniques are widely used for such loss recovery. However, the active tech-
niques outperform the others when the structure does not allow any alteration.

Ziel der Arbeit ist es, auf Basis von ADS-B-Daten Methoden zu entwickeln und bestehende Ansätze zu untersuchen, mit denen der Triebwerksschub aus den verfügbaren Flugtrajektorien berechnet bzw. rekonstruiert werden kann. Darüber hinaus sollen verschiedene Einflussfaktoren auf die Schubberechnung untersucht werden, wie beispielsweise Windgeschwindigkeit oder die Masse des Flugzeugs. Winddaten und andere Informationen über die Flugumgebung werden hierfür über Umweltdaten des Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) integriert. Abschließend soll die geeignetste Methode zur Schubberechnung bewertet und identifiziert werden.

Es liegen Kalibrierkurven einer 5-Loch-Sonde vor, die auf einem externen Kalibrierkanal erfasst wurden. Der neu aufgebaute Kalibrierkanal des Instituts für Luftfahrtantriebe soll nun erstmals zur Kalibrierung derselben 5-Loch-Sonde eingesetzt werden. Die gewonnenen Kalibrierkurven sind mit den Kalibrierkurven, die mit dem externen Kalibrierkanal erstellt wurden, zu vergleichen und bewerten. Die kalibrierte 5-Loch-Sonde soll dann zur Untersuchung einer Einlaufströmung eingesetzt werden.

Im Rahmen dieser Arbeit soll die numerische Simulation einer Verdichterreihe durchgeführt werden. Hierfür soll zunächst ein Netz des Verdichters erzeugt werden. Basierend auf diesem Netz sollen numerische Rechnungen erfolgen, die anhand von Messdaten validiert werden. Dabei soll die Genauigkeit der Rechnung bei verschiedenen Betriebszuständen bestimmt werden. Hierfür soll eine automatisierte Berechnung der verschiedenen Randbedingungen erfolgen. Die Auswertung soll die Wechselwirkung zwischen Rotor und Stator sowie daraus resultierende Einflüsse auf Partikelberechnungen umfassen. Die validierte Rechnung dient als Grundlage für Partikelberechnungen in einer Verdichterstufe.

An den Prüfständen des Institut für Luftfahrtantriebe werden aufgrund der technisch anspruchsvollen Bedingungen Messsysteme eingesetzt, bei denen Druckleitungen eine Verbindung zwischen Sensor und Messstelle herstellen. Bei der Betrachtung dynamischer Systeme zeigt sich, dass Auffüllvorgänge in den Messleitungen und im Sensor selbst zu einer Verzögerung und Verzerrung zwischen dem tatsächlichen Druckverlauf an der Messstelle und dem vom Sensor aufgezeichneten Signal führen.

Im Verlauf dieser Arbeit soll eine Messstrategie entwickelt werden, mit der das Übertragungsverhalten eines
Messsystems mithilfe des vorhandenen Druckgenerators bestimmt werden kann. Darauf aufbauend soll eine an diese Strategie angepasste Elektronik für den Druckgenerator entworfen und programmiert werden. Diese übernimmt neben der Ansteuerung des Druckgenerators auch die Erfassung und Aufzeichnung des generierten Druckverlaufs sowie des vom zu kalibrierenden Messsystems erfassten Signals. Abschließend soll eine Rechenroutine implementiert werden, die anhand der aufgezeichneten Daten das Übertragungsverhalten des Messsystems bestimmt und gemessene Daten entsprechend korrigiert.

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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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