Für die aerodynamische Auslegung von kleinen bis mittelgroßen Fluggeräten mit hybriden Propeller-Rotor-Konzepten bestehen erhebliche Defizite hinsichtlich einer detaillierten Betrachtung der aerodynamischen Effizienz sowie der missionsspezifischen Eignung verschiedener Konfigurationen. Aktuell steht hier die prinzipielle Funktionalität mit den Regelungsaspekten im Vordergrund, während der aerodynamischen Optimierung in Bezug auf Flugleistung und Reichweite wenig Beachtung geschenkt wird. Insbesondere besteht vor dem Hintergrund elektrischer Antriebe somit erheblicher Forschungsbedarf.
Das Projekt „HyProp“ zielt auf eine optimierte Funktionszuordnung von Vor- und Auftrieb bei getrennten oder kombinierten Propeller-/Rotor-Lösungen, insbesondere unter Berücksichtigung inhomogener Anströmsituationen, ab. Diese sollen Fälle von starker Schräganströmung bis hin zu Rückanströmung umfassen.
rechts: Strömungsfeldentwicklung an einer Propellerkonfiguration mit einer Anstellung der Propellerebene von 60 Grad relativ zur Anströmung basierend auf numerischer Strömungssimulation (CFD) (Quelle: TU München, Lehrstuhl für Aerodynamik und Strömungsmechanik)
Zu diesem Zweck werden systematische Untersuchungen verschiedener Antriebskonfigurationen, d. h. Einzel-, Doppel- und ummantelte Propeller, sowohl mittels experimenteller Arbeiten unter Verwendung eines modularen Windkanalmodells als auch mittels numerischer Strömungssimulation vorgenommen. Eine Optimierung der konfigurativen Anbindung der rotierenden Komponenten im Hinblick auf aerodynamischen Widerstand und Leistungscharakteristik wird angestrebt.
Für die genannten Propeller-Konfigurationen wurden grundlegende Erkenntnisse zu aerodynamischen Effizienz- und Lastcharakteristiken in Abhängigkeit von der Schräganströmung gewonnen. Die Lasten auf sämtliche Bauteile des Antriebsstrangs bis hin zur Anbindung am Luftfahrzeug sowie thermodynamische Auswirkungen des induzierten Strömungsfeldes auf die Komponenten des Antriebsstrangs wurden untersucht.
