Fachgebiet Luftfahrttechnik

Forschungsschwerpunkte:

• KFZ-Elektronik, Flugzeugelektronik
• Mechatronische Simulation
• Regelung elektromagnetischer Aktuatoren
• Intelligente Sensorik und Aktuatorik
• Bussysteme
• Ingenieurpraktika per eLearning

Räume:
Hohenstaufenallee 6,
Raum O 0202

Laborausstattung:

• Simulationssysteme Saber
• Matlab/Simulink
• Schnelle Wegmesssysteme
• CAN-Bus-Analyse und Entwicklungssystem
• Elektronik-Messtechnik
• PCB-Layouttools
• Telematikmessplätze für Elektronik-Praktika

Laborleiter:
Prof. Dr.-Ing. Schmitz

Forschungsschwerpunkte:

Prinzip der Low-NOx Mikro-Misch-Verbrennung von Wasserstoff

Konzept:

• Einsatz von Wasserstoff in einer Mikro-Misch-Brennkammer mit einer Vielzahl miniarisierter Brennstellen

Vorteile:

• Minimierung der NOx-Emissionen
• Vermeidung der Gefahr des Flammrückschlags (gegenüber vorgemischter Verbrennung)

Anwendung:
Brennkammerforschung
Low-NOx Wasserstoffverbrennung in Gasturbinen

Mikro-MischBrennkammer:
Einsatz in der Gasturbine GTCP 36-300

Räume:
Hohenstaufenallee 6
Prüfraum

Laborausstattung:

Abgasanalyse:

• NO, NO2, NOx: ECO Physics CLD 700 ht
• CO, CO2: Hartmann&Braun URAS 14
• O2: Hartmann&Braun MAGNOS
• H2: Hartmann&BraunCALDOS
• UHC: J.U.M. VE7

Laborleiter/-in:
Prof. Dr.-Ing. Funke

Forschungsschwerpunkte:

• Durchführung von FEM- und MKS-Simulationen.
• Entwicklung von zugeschnittenen Rechenverfahren im Bereich Strukturmechanik, Leichtbau und Schwingungstechnik.
• Durchführung von rechnerischen und messtechnischen Analysen bei Bauteilen  und mechanischen Systemen mit unterschiedlichen Werkstoffen   (Metalle, Faserverbundwerkstoffe oder Elastomere).
• Bestimmung der Materialdaten von Elastomeren bei quasistatischer und dynamischer   Belastung. Weiterentwicklung von entsprechenden Materialmodellen.
• Entwicklung und Auslegung von passiven Zusatzsystemen (Dynamische Schwingungsdämpfer) zur Kontrolle von  Schwingungssystemen.
• Entwicklung von Ersatzmodellen zur Beschreibung   des dynamischen Verhaltens von Komponenten, wie z.B. von Elastomerbauteilen, Stoßdämpfern, Hydrolagern., zur Einarbeitung in komplexe Fahrzeug- oder Systemmodelle (z. B. für MKS-Simulation).
• Verfahren Aufbau von einfachen Fahrzeug-Simulationsmodellen  bei unvollständigem Datenbestand.

Räume:
Hohenstaufenallee 6
Raum U1101

Laborausstattung:

• 3 servohydraulische Prüfmaschinen mit Klimakammer bis Maximalkraft 400 kN
• Falltestanlage mit Katapult
• 2 elektrodynamische Schwingungs-erreger bis 4000 Hz und Maximalkraft 5000 N
• Prüfeinrichtungen für Zug-, Druck und Biegeversuche
• Vielkanalmesstechnik für Dehnungen
• Mobiles Hottinger-Universal-Messsystem mit bis zu 64 Kanälen
• 16-Kanal-FFT-Analysator
• Modalanalyse mit Impulsprüfhammer
• Prüfung von Elastomeren
• Versuchsfahrzeug Mitsubishi Lancer EVO IX mit diversen Modifikationen
• Klimaprüfschrank
• FE-System ANSYS bzw. ANSYS Workbench
• MKS-System SIMPACK

Laborleiter:
Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Wahle

Das Strömungslabor der FH Aachen betreibt Windkanäle unterschiedlicher Bauarten und Geschwindigkeitsbereichen bis Mach 2, eine Flachwasserwanne zur Simulation von transsonischen Strömungen sowie einen Blendenprüfstand.
Wesentliche Aufgabenstellungen sind dabei Strömungsvisualisierung und insbesondere die Strömungsfeldanalyse mittels der folgenden Verfahren:

• Rauchsonden zur Strömungssichtbarmachung
• Heißfilmanemometrie
• Hitzdrahtanemometrie
• PIV Laser
• Miniaturdruckmessmodule auf Piezo Basis
• Multidruckmessstellenumschalter (Scanivalve)

Zur Messung von Luftkräften und -momenten dient eine computergesteuerte 5 Achsen DMS Windkanalwaage. Für die Kalibrierung von Druck und Geschwindigkeitsmessgeräten steht ein separater Kalibrierwindkanal in Göttinger Bauart zur Verfügung.

Die vorhandene Messtechnik dient neben der intensiven, praxisnahen Ausbildung der Studierenden im Wesentlichen zur Untersuchung und Optimierung von Luftfahrzeugen, Automobilen und Motorrädern. Außerdem werden detailliert Grenzschichtströmungen sowie der Einfluss modifizierter Oberflächenstrukturen, z.B. im Rahmen der Optimierung von Windkraftanlagen, untersucht.

In einem eigenen Forschungsschwerpunkt entwickelt das Strömungslabor mobile Messtechnik, Datenerfassung und Pilotinformationssysteme für den Einsatz in Labor und Testflugzeugen. Außerdem verfügt es über eine LBA zertifizierte Lärmmesstelle zur Ermittlung der Flug- und Bodengeräusche im Rahmen der Zulassungstests für Luftfahrzeuge und Flugtriebwerke. Das Strömungslabor besitzt außerdem eine Zertifizierung des Luftfahrt- Bundesamtes als CAMO+ Maintenance-Organisation.

Räume:
Hohenstaufenallee 6
Räume 03101/02107
und Goethestraße
Gebäude 1 und
Gebäude 2

Laborausstattung:

• Überschallwindkanal- Querschnitt Messstrecke 100 x 100 mm- Anströmgeschwindigkeit Mach2
• Göttinger Windkanal- Antrieb 55 kW, 98A - Leistung 68 m/s stufenlos regelbar- Düsenquerschnitt 1 m²- Durchmesser nutzbarer Kernstrahl 800mm- Kraft – und Druckmessung- DMS-Waage
• Eiffel-Windkanal- Antrieb 2 x 45 kW- Leistung 720 Pa, 32 m/s- Düsenquerschnitt 2,2 m²
• Sondeneichkanal
• Flachwasserwanne
• Blendenprüfstand

Laborleiter:
Prof. Dr.-Ing. Marc Havermann
Prof. Dr.-Ing. Frank Janser
Dipl.-Ing. Henry Page

Strömungsmaschinen:

Das Lehrgebiet „Strömungsmaschinen“ fokussiert sich hauptsächlich auf thermische Maschinen, die Verdichter wie auch die Turbinen und die Anlagen mit Verdichtern und Turbinen, z.B. Gasturbinen, Flugtriebwerke und Turbolader. Neben dem Betrieb der Anlage und der Auswertung der Betriebsdaten liegt der Schwerpunkt auf der Auslegung von Laufrädern, Leiträdern und Spiralgehäusen.

Schwerpunkte der Ausbildung:

• Messung und Interpretation der Maschinenkennlinien
• Messung
• der Drücke,
• der Temperaturen,  
• der Drehzahl,
• des Drehmomentes

Räume:
Hohenstaufenallee 6
Raum U1307 & U1308

Laborausstattung:

• Gasturbine KHD 216
• Axialventilator, Radialventilator

Laborleitung:
Prof. Dr.-Ing. Grates

Forschungsschwerpunkte:

• „Wasserstoff in Flugtriebwerken“, vom Land NRW genehmigter F&E- Schwerpunkt seit 1996
• Dauerlauf-Erprobung mit Propeller (Zertifikationsläufe)
• Schub- und Drehmomentmessung/Kennfeldmessung
• Erprobung neuer Propellertypen 
(Festigkeit/Schwingung)
• Dynamische und statische Festigkeitsanalysen
• Möglichkeit aerodynamischer und thermischer Analysen

Räume:
Hohenstaufenallee 6
3 Prüfräume

Ausstattung:

• Strahltriebwerkprüfstand
  • Schub bis 30 kN
  • max. Massendurchsatz Prüfstand 350 kg/s
  • Einkreistriebwerk GE CJ610
  • Zweikreistriebwerk LARZAC 04
• Propellerprüfstand für Kolbenmotoren
  • Motorleistung bis 300 kW
  • Propellerdurchmesser max. 2,2 m
  • Lycoming IGSO 540 A1E
  • Rotax 912 ULS
• Hilfsgasturbinenprüfstand
  • 3 Turbinen            
  • WellenleistungAPU GTCP 85          
  • 60 kWAPU GTCP 36-300  
  • 100 kWAPU GTCP 36-150  
  • 140 kW
  • Auxilliary Power Unit (APU)
  • Zapfluftbetrieb
• Mobiler APU Triebwerkprüfstand
  • Typ: GTCP 36-300
  • Leistungsklasse bis 300 kW davon ca. 100 kW elektrisch

Laborleiter/-in:
Prof. Dr.-Ing. Funke

Forschungsschwerpunkte:

• Direkteinblasende Wasserstoffbrennverfahren, Potential der Zumischung von Erdgas
• Vollvariable Ventiltriebe
• Alternative Kraftstoffe für den Luftverkehr auf Ethanolbasis
• Schnellschaltende Ventile im Abgasstrang
• Flugmotorenzertifizierung (EASA)
• Ladungswechseloptimierung mit GT Suite
• Motorenapplikation mit INCA

Räume:
Goethestraße 1
Hohenstaufenallee 6
(G1, G2, H1, H2)

Laborausstattung:

• 3 stationäre Verbrennungsprüfstände
• 1 Einzylinderprüfstand (wahlweise stationärer Schwenkprüfstand)
• vollautomatische Prüfstandssteuerung, Datenerfassung und Datenverarbeitung
• mobile Schmieröl-, Kühlwasser- und Ansaugkonditionierungen
• Kraftstoffverbrauchs/Luftmassenstrom-Messsystem (vol, grav),
• Abgasmessgeräte für HC, CO, NOx, CO2, O2 und Rauchzahl
• Blow-By-Volumenstrom-Messsystem
• Mehrkanal-Zylinderdruckindizierung, 
inkl. Klopferfassung
• ETAS Applikation SW und HW (Inca, Matlab)
• 32 Druck- und Temperaturmessstellen
• Motoren-Montageraum
• Mechanische Werkstatt

Laborleiter:
Prof. Dr.-Ing. Esch

Forschungsschwerpunkte

• Grundlagenuntersuchungen zur luftunterstützten Verbrennung von Kohlenwasserstoff basierten Treibstoffen
• Flammkegelbestimmung
• Experimentelle Brennkammeruntersuchungen
• Detonationsuntersuchungen von Kohlenwasserstoffgemischen

Räume:
Brennlabor
Raum O01301
und
Brennkammerprüfstand
im Triebwerklabor (H3)

Laborausstattung:

• 1 Brennerprüfstand für luftunterstützte Gebläsebrenner
• 1 Brennlabor
• Beheizte Abgassonde
• Abgaslinie für HC, CO, NOx, CO2, O2
• Luftverhältnisberechnung
• Online Darstellung von bis zu 8 Mess- oder Rechengrößen
• Brennstoffverbrauch-Messeinrichtungen
• Quecksilberdampflampe
• Kalorimeter
• Detonationsrohr

Laborleiter:
Prof. Dr.-Ing. Esch

Messtechnik:

Im Lehrgebiet „Messtechnik“ wird mit Messketten gearbeitet, die aus Sensoren, Verstärkern, Frequenzfiltern, Auswertegeräten (z.B. Frequenzanalysatoren und Oszillographen) und Anzeigegeräten bestehen. Störeinflüsse finden dabei besondere Beachtung. Gängige Messgrößen sind Drücke, Temperaturen, Dehnungen, Wege und Drehzahlen. Für die rechnergestützte Messtechnik wird LabVIEW zur Datenerfassung und Steuerung von Klappen, Schrittmotoren und Relais verwendet.

Schwerpunkte der Ausbildung:

• Grundlagenausbildung in der Versuchsplanung und der grafischen Programmiersprache LabVIEW
• Erfassung analoger und digitaler Daten
• Ausgabe analoger und digitaler Signale
• Ein- und Ausgabe von TTL-Signalen

Räume:
Hohenstaufenallee 6
Raum U1202

Laborausstattung:

• Datenerfassungskarten (NI- PCI 6221) in allen  Rechnern des Laborraumes
• Bilderfassungskarten (z.B. PCI IMAQ 1410), analoge und digitale Kameras
• Schrittmotorenkarten (z.B. PCI 7334),  Leistungsteile und Schrittmotoren
• USB Datenerfassungskarten
• Elvis als Hardware-Plattform zur Demonstration elektrotechnischer und elektronischer Grundlagen
• CompactRio System (angesteuert mit LabVIEW FPGA) als vom Rechner unabhängige Plattform
• SCXI- und PXI-Systeme zur
  • hardware-low-pass-Filterung hochfrequenter Signale
  • Aufnahme von Beschleunigungssignalen  piezoelektrischer Sensoren
  • Temperaturen mittels Widerstandsthermometern und Thermoelementen mit temperaturkompensierten Eingängen
  • Ansteuerung von Schrittmotoren
  • Bilderfassung
• DAQ-Box als billige Selbstbauvariante zur Datenerfassung

Laborleiter: