C. Clemen, M. Rullaud, A. Peschiulli, M. Orain, M. Zedda

Die Einführung der Magerverbrennungstechnologie in Brennkammern für Flugzeugtriebwerke biete den Vorteil von bis zu 80% geringeren NOx Emissionen. Die Technologie trägt aber nur dann effektiv zur Entlastung der Umwelt bei, wenn sie für eine große Bandbreite neuer Anwendungen und in großer Stückzahl zum Einsatz kommt. Um dies zu ermöglichen, sind jedoch zuverlässige, validierte und schnelle Entwurfsmethoden für Magerbrennkammern notwendig. Aus diesem Grund wurde im November 2011 das Projekt IMPACT-AE im Rahmen des von der EU geförderten Framework 7 (ACP0-GA-2011-265586) gestartet, mit dem Ziel, neue Entwurfsmethoden im Rahmen eines integrierten Entwurfssystems bereitzustellen, um Magerbrennkammern für Triebwerke mit fortschrittlicher Architektur bzw. thermodynamischen Zyklen unter Berücksichtigung der neuesten Entwurfsregeln für solche Brennkammern zu ermöglichen. IMPACT-AE unterstützt die europäischen Triebwerkshersteller dabei technologisch mit den internationalen Mitbewerbern mitzuhalten, die zum Teil bereits in der Lage sind Magerverbrennungstechnologie für Flugzeugtriebwerke anzubieten. Das zentrale Element des Projektes ist die Entwicklung und Validierung von Entwurfsmethoden, um NOx und CO Emissionen systematisch zu reduzieren. Dies wird durch eine Optimierung des Brennkammerentwurfsprozesses erreicht. Dies beinhaltet die Kopplung von Vorentwurfsprogrammen, die Verwendung von fortschrittlicher Geometrieparametrisierung und die Automatisierung des Prozesses. Gleichzeitig wird die Vorhersagegenauigkeit der numerischen Modelle durch die Entwicklung und Anwendung von genaueren Wärmeübergangs- und NOx-Modellen verbessert. Basierend auf einer realistischeren Modellierung der Magerbrennkammer und der Möglichkeit, Skalierungseffekte zu untersuchen wird eine Optimierung von Brennkammern für zukünftige Triebwerksanwendungen möglich. Dadurch soll eine signifikante Verringerung der Entwicklungszeiten für Magerbrennkammern um bis zu 50% erzielt werden.

The introduction of lean combustion technology in combustion chambers for aircraft engines offers the advantage of up to 80% lower NOx emissions. However, this technology will only effectively contribute to environmental protection if it is implemented in a wide range of new applications and in large numbers. To make this possible, reliable, validated, and rapid design methods for lean combustion chambers are necessary. For this reason, the IMPACT-AE project was launched in November 2011 within the framework of the EU-funded Framework 7 (ACP0-GA-2011-265586). Its aim is to provide new design methods within an integrated design system to enable lean combustion chambers for engines with advanced architectures and thermodynamic cycles, taking into account the latest design rules for such combustion chambers. IMPACT-AE supports European engine manufacturers in keeping pace technologically with their international competitors, some of whom are already able to offer lean combustion technology for aircraft engines. The central element of the project is the development and validation of design methods to systematically reduce NOx and CO emissions. This is achieved through the optimization of the combustion chamber design process. This includes the coupling of preliminary design programs, the use of advanced geometry parameterization, and the automation of the process. Simultaneously, the predictive accuracy of the numerical models is improved through the development and application of more accurate heat transfer and NOx models. Based on a more realistic modeling of the lean combustion chamber and the ability to investigate scaling effects, combustion chamber optimization for future engine applications becomes possible. This should result in a significant reduction in lean combustion chamber development time of up to 50%.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2012, Berlin

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2012

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 12 Seiten

urn:nbn:de:101:1-201210104746

Brennkammer, Knowledge Based Engineering

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10.10.2012