Motivation und Zielsetzung
Da die Leistungsfähigkeit eines Flugzeugs direkt und untrennbar mit der Leistung des Antriebs verbunden ist, werden ständig Anstrengungen unternommen sowohl die Schuberzeugung als auch die Treibstoffeffizienz von Triebwerken zu erhöhen. Die anhaltenden Anforderungen an die Leistungssteigerung führen dazu, dass sehr nahe an den aerodynamischen, thermischen und strukturellen Grenzen des Triebwerks gearbeitet wird. Dabei müssen die Betriebsgrenzen so gewählt sein, dass ein sicherer Betrieb auch während transienten Notfallsituationen gewährleistet ist.

Durch den Verschleiß von isolierten oder kombinierten Bauteilen kommt es jedoch zu zwei negativen Effekten:

1. Der Abstand zu den Betriebssicherheitsgrenzen reduzieren sich
2. Transiente Lasten erhöhen sich, wodurch das Triebwerk schneller zu den Grenzen getrieben wird.
Ziel dieses Teilprojektes ist die Bewertung des Einflusses von Verschleiß und Reparatur auf das stationäre und transiente Betriebsverhalten von Triebwerken.
Ergebnisse
In enger Zusammenarbeit mit diversen Teilprojekten des SFB 871 (z. B.
A3, B3 und D5) wurde ein digitaler Leistungszwilling des
IFAS-Forschungstriebwerk der V2500-A1 in ASTOR erstellt, der neben
geometrischen Information auch die Komponenten spezifischen Kennfelder
beinhaltet. Dadurch konnte der Einfluss von Verschleiß auf das
Betriebsverhalten in verschiedenen Studien simuliert und ausgewertet
werden.
Aktuelle Arbeiten und Ausblick
Im weiteren Verlauf dieses Projektes sind Testläufe mit dem
IFAS-Forschungstriebwerks geplant, die zum einen ASTOR experimentell
valideren, zum anderen Leistungsverschlechterung durch gezielte
Modifikationen untersuchen sollen. Zusammen mit Teilprojekt A3 und A6
werden Modifikationen in der Brennkammer vorgenommen die an
verschiedenen Position des Triebwerks detektiert werden sollen, um den
Einfluss auf das Gesamttriebwerk zu untersuchen und in ASTOR zu
spiegeln.

Des Weiteren ermöglich die FDM des Triebwerks in ASTOR die Simulation
von hochdynamischen Effekten, wie z. B. das tiefe Strömungsabreisen im
Hochdruckverdichter und die Reaktion auf das Gesamtsystem.