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GAS PATH DESIGNER – zeiteffiziente Vorauslegung von Triebwerks-Ringräumen und zusätzlichen Strukturen

GAS PATH DESIGNER – Time Efficient Pre-Design of Aero Engine Annulus Contours and Additional Structures

  • Der Beginn einer jeden Triebwerksentwicklung startet mit der Auslegung des Ringraumes des Primärgasstromes. Hier müssen einige vorläufige aber auch grundlegende Entscheidungen zu Entwurfsparametern wie Eintrittsquerschnitte, Subsystemlängen, axiale Stufenanzahl in Verdichter und Turbine, usw. definiert werden. Für die Vorauslegung sollte die Palette an anfänglichen Entwurfsparametern so gering wie möglich gehalten werden, um die Menge an möglichen Ringraumentwürfen nicht frühzeitig einzuschränken. Dieses Paper präsentiert das Vorauslegungswerkzeug „Gas Path Designer“ (GPD), welches in der Lage ist Ringraumentwürfe für Turbotriebwerke über zeiteffiziente Berechnungsmethoden in kürzester Zeit bereitzustellen. Das Interface bietet eine Auswahl an Einstellungen, um die genannten Variationsmöglichkeiten zu unterstützen. Der Aufbau ist übersichtlich, um im Rahmen grundlegender konzeptorientierter Gespräche mit dem Kunden eine schnelle und beidseitig nachvollziehbare Variation und Visualisierung des Konzeptentwurfes zu ermöglichen. DesDer Beginn einer jeden Triebwerksentwicklung startet mit der Auslegung des Ringraumes des Primärgasstromes. Hier müssen einige vorläufige aber auch grundlegende Entscheidungen zu Entwurfsparametern wie Eintrittsquerschnitte, Subsystemlängen, axiale Stufenanzahl in Verdichter und Turbine, usw. definiert werden. Für die Vorauslegung sollte die Palette an anfänglichen Entwurfsparametern so gering wie möglich gehalten werden, um die Menge an möglichen Ringraumentwürfen nicht frühzeitig einzuschränken. Dieses Paper präsentiert das Vorauslegungswerkzeug „Gas Path Designer“ (GPD), welches in der Lage ist Ringraumentwürfe für Turbotriebwerke über zeiteffiziente Berechnungsmethoden in kürzester Zeit bereitzustellen. Das Interface bietet eine Auswahl an Einstellungen, um die genannten Variationsmöglichkeiten zu unterstützen. Der Aufbau ist übersichtlich, um im Rahmen grundlegender konzeptorientierter Gespräche mit dem Kunden eine schnelle und beidseitig nachvollziehbare Variation und Visualisierung des Konzeptentwurfes zu ermöglichen. Des Weiteren können die erhaltenen Ringraumstrukturen der Triebwerksentwürfe als Leitstruktur für CAD-Programme sowie weiterführende Optimierungsstrategien genutzt werden.show moreshow less
  • The beginning of each aircraft engine development starts with the design of the annulus contour of the primary gas path. In this case, preliminary but also fundamental decisions on design parameters such as inlet cross sections, subsystem lengths, number of stages in compressor and turbine and many more details have to be defined. For the preliminary design, the amount of initial design parameters should be kept as small as possible. Hence, the amount of possible annulus contours and future aero engine designs will not be limited at an early design stage. This paper presents the design tool "Gas Path Designer" (GPD) which is able to provide annulus designs for aero engines via time efficient calculation methods. The user interface offers a suitable range of settings to support the afore mentioned design variation possibilities. Hence, in the context of basic concept-oriented discussions with customers, the GPD allows a quick and mutually comprehensible variation and visualisation of conceptual designs. Furthermore, the resultingThe beginning of each aircraft engine development starts with the design of the annulus contour of the primary gas path. In this case, preliminary but also fundamental decisions on design parameters such as inlet cross sections, subsystem lengths, number of stages in compressor and turbine and many more details have to be defined. For the preliminary design, the amount of initial design parameters should be kept as small as possible. Hence, the amount of possible annulus contours and future aero engine designs will not be limited at an early design stage. This paper presents the design tool "Gas Path Designer" (GPD) which is able to provide annulus designs for aero engines via time efficient calculation methods. The user interface offers a suitable range of settings to support the afore mentioned design variation possibilities. Hence, in the context of basic concept-oriented discussions with customers, the GPD allows a quick and mutually comprehensible variation and visualisation of conceptual designs. Furthermore, the resulting annulus contour of the aircraft engine designs can be used as a reference curves for CAD programs and advanced optimization strategies.show moreshow less

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Metadaten
Author: Marcel MischkeORCiD, Michael Pohl, Klaus HöschlerGND, André Huppertz
URN:urn:nbn:de:101:1-2020121112494640076557
URL:https://publikationen.dglr.de/?tx_dglrpublications_pi1%5bdocument_id%5d=530098
DOI:https://doi.org/https://doi.org/10.25967/530098
Title of the source (German):Conference Paper des Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2020
Publisher:Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.
Place of publication:Bonn
Document Type:Conference publication peer-reviewed
Language:German
Year of publication:2020
Tag:Gas Path Designer; Annulus Contour; Generic Preliminary Design; Aircraft Engine
Volume/Year:Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2020
Number of pages:10
Article number:530098
Faculty/Chair:Fakultät 3 Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme / FG Flug-Triebwerksdesign
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