Forschung für nachhaltige Luftfahrt: „Verpflichtung und Leidenschaft“ Im Interview mit Doktorand Michelangelo Grappadelli über SE2A
Michelangelo Grappadelli arbeitet als Doktorand am Institut für Strömungsmechanik der Technischen Universität Braunschweig. Für das Exzellenzcluster SE2A für nachhaltige Luftfahrt hat er die laminare Grenzschicht von Flugzeugtragflächen untersucht. Als Windkanalforscher hat Grappadelli das Ziel, Lösungen zur Reduzierung des spezifischen Treibstoffverbrauchs von zivilen Transportflugzeugen durch den Einsatz neuer Technologien zu finden. Für ihn ist das allerdings mehr als Forschung, sagt er im Gespräch.
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Wie sind Sie zur Forschung gekommen?
Schon als Kind hatte ich die Leidenschaft, in der Garage meiner Eltern Dinge zu bauen. Mit 18 Jahren baute ich meinen ersten kleinen Windkanal. Während des Studiums wurde diese experimentelle Seite in mir noch stärker, und es fühlte sich alles sehr natürlich an. Während meiner Masterarbeit wurde mir klar, dass ich eine Karriere als Forscher im Bereich der Luft- und Raumfahrt anstreben werde mit dem Schwerpunkt auf experimenteller Aerodynamik.
Worum geht es in Ihrem SE2A-Projekt?
Während meiner Zeit im SE2A-Cluster arbeitete ich an einem Forschungsprojekt, das sich auf Windkanaltests des laminaren Grenzschicht-Sogs für Luftfahrtanwendungen konzentrierte. Meine Arbeit umfasste die Planung, den Bau und die Erprobung von zwei Versuchsaufbauten: einer flachen Platte und eines 2D-Flügels, die beide mit laminaren Grenzschicht-Sog-Systemen ausgestattet waren. Das Hauptziel bestand darin, die Energieeinsparungen zu messen, die durch die Reduzierung des Luftwiderstands durch laminaren Grenzschicht-Sog erzielt werden.
Ich glaube, dass es einerseits zu einer persönlichen Verpflichtung geworden ist, die Reduzierung der Flugzeugemissionen voranzutreiben, und andererseits zu einer zutiefst faszinierenden Leidenschaft, die mich weiterhin mit unerschöpflicher Energie versorgt.
Ein Flügel im Windkanal. Bildnachweis: Michelangelo Corelli Grappadelli
Wie wird SE2A von Ihrer Forschung profitieren?
Meine Beiträge zum SE2A-Cluster sind hauptsächlich experimentelle Daten zur Kalibrierung und Verfeinerung von Berechnungsmodellen, die in der Entwurfsphase der Flügel verwendet werden. Diese Datensätze erhöhen die Genauigkeit von Simulationen für zukünftige Anwendungen. Zum ersten Mal konnte so nachgewiesen werden, dass eine Hybrid-Laminar-Flow-Control-Lösung (HLFC) bei ungünstigem Druckgradienten funktioniert und die Effizienz eines laminaren Flügelabschnitts erheblich verbessert wird. Das ursprüngliche Designziel, eine Reduzierung des Luftwiderstands um 33 Prozent, wurde bestätigt, was die Durchführbarkeit und Wirksamkeit der Laminar-Boundary-Layer-Sogtechnik unterstützt. Es konnten außerdem Methoden zur Untersuchung von Phänomenen der Grenzschicht entwickelt werden, etwa die Verwendung von Druckmessstellen durch die poröse Haut für präzise Druckmessungen im Saugbereich, die Entwicklung einer neuen Hitzedraht-Traversiersonde auf der porösen Haut, der Bau von Glasfaseroberflächen mit steuerbarer Erwärmung durch die Haut und von Saugkästen zum Ansaugen der Grenzschicht mit weniger als zwei Prozent maximaler Abweichung entlang der gesamten Saugfläche.
Was ist Ihrer Meinung nach die Stärke der Luftfahrtforschung in Braunschweig?
Die Stärken der Forschung in Braunschweig liegen in der Präsenz aller dafür notwendigen Forschungsabteilungen der TU Braunschweig – von Flugzeugbau über Aerodynamik bis hin zu Triebwerken und Navigationssystemen – genau wie in einem echten Luftfahrtunternehmen. Diese Konstellation fördert starke wissenschaftliche Interaktionen, vor allem in der Herrmann-Blenk-Straße am Braunschweiger Forschungsflughafen. Darüber hinaus ist Braunschweig seit jeher eines der wichtigsten Zentren für die Entwicklung der Luft- und Raumfahrt, insbesondere für Flugzeuge und Segelflugzeuge.
Was sind Ihre Pläne, woran arbeiten Sie als nächstes?
Ich arbeite derzeit an einem Projekt, das sich auf die Implementierung von Brennstoffzellen in Flugzeugen konzentriert. Konkret geht es darum, den viskosen Luftwiderstand durch Wärmezufuhr in die Grenzschicht zu reduzieren, wodurch der aerodynamische Widerstand verringert und gleichzeitig die Wärmeableitung verbessert wird, was letztlich die Gesamteffizienz des Flugzeugs erhöht. Ich bin zuversichtlich, dass ich weiterhin im Bereich der Luft- und Raumfahrt forschen werde, insbesondere im Bereich der Windkanaltests, wobei der Schwerpunkt auf Anwendungen für Flugzeuge liegt.
