Fläktalternativ för nästa generations motorer

Syfte och mål

Projektet FläktAlternativ för Nästa Generations motorer (FANG) avser att konceptuellt designa framdrivande fläktar för subsoniska transportflygplan. Målet är att knyta aerodynamisk prestanda med mekanisk konstruktion, vikt och integration för att förutsäga hur fläktens konstruktion påverkar flygplanets vikt och bränsleförbrukning. Detta möjliggör optimering av designparametrar och prediktion av utvecklingstrender samt därmed att förutse framtida designkrav på de motorkomponenter som GKN Aerospace utvecklar och tillverkar.

Resultat och förväntade effekter

Projektet har utvecklat en metod för att kalibrera termodynamiska modeller mot kända prestanda vilken tillämpats på två motorer. Fläktverkningsgraden har med hjälp av beräkningsaerodynamik korrelerats mot inflödets Machtal, bladantal, bladens sidoförhållande och rotationshastighet, och sambandet har använts tillsammans med en termodynamisk modell och en viktsmodell för att optimera design av flygmotorer. Resultaten kommer att användas vid utveckling av teknik för fossilfritt flyg vid GKN Aerospace. Projektet har publicerat två artiklar och en licentiatavhandling.

Upplägg och genomförande

FANG genomfördes i samarbete mellan GKN Aerospace och Chalmers. Den termodynamiska modellen GESTPAN och korrelationer för komponentprestanda användes för att statistiskt beräkna de designparametervärden som mest sannolikt svarade mot publicerade motorprestanda. Vidare användes design-of-experiments för att skapa ett stort antal tänkbara fläktgeometrier. Med automatisk nätgenerering kunde prestanda för dessa fläktar beräknas och resultaten korrelerades i en meta-modell. Med fläktmodellen och motormodellen optimerades en Pareto-mängd av alternativa motorer.