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Aeroelastik - Flattern und erzwungene Schaufelschwingungen

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Zusammenfassung

Ebenso wie die in Abschnitt 8 behandelte Aeroakustik gehören aerodynamisch erregte Schwingungen von Verdichterschaufeln zur Problematik der instationären Aerodynamik. Während der von Verdichterschaufeln ausgehende Lärm für die Umwelt lästig und deswegen in Grenzen zu halten ist, und nur unter besonderen Bedingungen Strukturprobleme hervorrufen kann, betreffen Schwingungen im Triebwerk im allgemeinen und Schaufelschwingungen bei entsprechendem Niveau der Erregung im besonderen die Integrität der Schaufeln selbst und damit das gesamte Triebwerk. Ursachen bzw. Auslöser der Schaufelschwingungen sind teilweise dieselben wie für den Lärm, d. h. einerseits entstehen an den Laufschaufeln

• selbsterregte Schwingungen (Flattern) bei entsprechend hoher Anströmgeschwindigkeit der Laufschaufeln analog dem bei Flugzeug-Tragflächen und -Leitwerken bekannten Phänomen, und andererseits

• erzwungene Schwingungen an Lauf- und Leitschaufeln aufgrund von Störungen der Anströmung durch Nachlaufdellen etc., die beim Zusammenfallen der Störfrequenz und der Eigenfrequenz der Schaufeln, d. h. bei Resonanz, zu Instabilität führen können. Ferner ergeben sich

• Schwingungen von Lauf- und/oder Leitschaufeln, deren mechanische Anregung – aus dem Triebwerk kommend – über Rotor oder Stator erfolgt. Diese Schwingungen werden in Abschn. 10 behandelt.

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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009

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