Forschung
Triebwerkstechnik
Die Entwicklung moderner Flugzeugtriebwerke von der Konzeptionsphase bis hin zur detaillierten Auslegung einzelner Komponenten ist hochgradig komplex und kostenintensiv. Im Rahmen gemeinsamer Forschungsprojekte mit der Firma Rolls-Royce Deutschland werden am Lehrstuhl seit 2003 optimierungsgestützte Entwurfsprozesse entwickelt, die es ermöglichen, einzelne Komponenten oder das Gesamttriebwerk bereits in einer frühen Entwurfsphase zu bewerten und optimale Konzepte zu finden. Die dadurch verbesserte Effizienz soll helfen, Kosten zu senken, Entwicklungszeiten zu reduzieren und den Anforderungen an moderne Triebwerke gerecht zu werden.
Grundlage hierfür sind geeignete Parametrisierungsstrategien, Mehrkriterienoptimierungsstrategien sowie die Prozessintegration aerodynamischer und strukturmechanischer Analysewerkzeuge. In den letzten Jahren entstanden im Rahmen von zahlreichen Forschungsprojekten und Promotionen eine Reihe von komponentenspezifischen Prozessen für den Triebwerkseinlauf, den Verdichter, die Brennkammer und die Turbine, aber auch generische Methoden wie die Heiß-Kalt-Umrechnung, die Integration von Analysewerkzeugen mit unterschiedlichem Detailierungsgrad in einen einheitlichen Auslegungsprozess, die ersatzmodellgestützte und robuste Optimierung sowie die firmenübergreifende kollaborative Optimierung unter Wahrung des Schutzes von firmenspezifischem Wissen.
Beispiele für Forschungsprojekte mit der Industrie, gefördert vom Land Brandenburg, dem Bund und der EU sind:
2003-2006 | VIT1 | Virtuelles Triebwerk - Automatisierte Prozesse für Komponentenanalyse und -optimierung | Prozessintegration, Mehrkriterienoptimierung |
2007-2010 | VIT2 | Prozesse für Komponenten- und robuste Optimierung | |
2010-2014 | VIT3 | Entwurfsparametrisierung, POD | |
2009-2012 | CRESCENDO | Collaborative and Robust Engineering Using Simulation Capability Enabling Next Design Optimisation | Teilprojekt: Automation of the Preliminary Engine Performance Design Process |
2013-2017 | COOREFLEX-turbo | Q3D Optimierung vielstufiger Verdichter stationärer Gasturbinen | robuste multidisziplinäre Schaufel- und Verdichterauslegung mit Hilfe von Methoden des maschinellen Lernens |
2015-2018 | VITIV | Virtuelle interdisziplinäre Triebwerksauslegung mit integrativen Verfahren | Methoden für den ganzheitlichen Triebwerksentwurf |
2017-2020 | KEPLER | Key System, Entwurfs-Prozesse,Leichtbau, EHM für Hochleistungs-Reduktionsgetriebe | Teilprojekt zur Zahnfußoptimierung im Fan-Getriebe |
2017-2018 | ANTriebE | Adaptive Neuorientierung von Triebwerks-Entwurfssystemen | Einbindung von Betriebs- und Wartungsdaten in den Triebwerksentwurfsprozess |
2018-2021 | VIT-V | Verfahren der Industrie 4.0 für die Triebwerks-Vorentwicklung | |
2020-2023 | DARWiN | Digital Thread-based Engine Design with Embedded Artifical Intelligence | Triebwerksentwicklung mit Methoden der künstlichen Intelligenz |