Teilprojekt T8: Berücksichtigung regenerationsbedingter aeroelastischer Veränderungen in Turbinen von Flugtriebwerken in der Auslegung

In Turbomaschinen wird die Aerodynamik und Aeroelastik von Rotor- und Statorschaufeln durch Geometrieabweichungen beeinflusst.  Über die Lebensdauer einer Hochdruckgasturbine, z. B. in einem Flugzeugtriebwerk, verschlechtert sich die Geometrie der Flügelspitzen aufgrund hoher Temperaturen sowie abrasiver Partikel, die im Strömungsbereich vorhanden sind. In der Folge vergrößern sich die Radialspalte zwischen Rotorschaufel und Gehäuse, was die Sekundärströmung durch den Spalt begünstigt. Dies wirkt sich direkt auf das instationäre Strömungsfeld stromabwärts aus, wodurch die strukturelle Anregung der folgenden Schaufelreihe durch instationäre Krafteinwirkung beeinflusst wird. Als Folge von Verschleiß ändert sich ebenso die Geometrie von Kühlluftbohrungen. Dies führt zu Varianzen der lokalen Kühlluftmassenströme und -temperaturen. Diese Inhomogenitäten in der Hauptströmung stellen ebenfalls eine Anregungsquelle für erzwungene Schwingungen stromabwärts liegender Schaufelreihen dar. Um Ermüdung infolge der zyklischen Belastung und daraus möglicherweise resultierende strukturelle Schäden der Beschaufelung zu vermeiden, ist ein gutes Verständnis der Strömungsmechanismen, die diese Ereignisse verursachen, bereits in der Auslegung unerlässlich.