Nach Abschluss der dreijährigen Neukonzeptions- und Planungsphase wurde der Transsonische Verdichter-Prüfstand TSV2 umgebaut und nun als Fan Rig Darmstadt (FRD) in Betrieb genommen. Mit dem FRD erweitert das Institut seine Forschungsinfrastruktur und betreibt damit nun, neben dem Verdichter-Prüfstand TSV1 und dem Turbinen-Prüfstand LSTR, einen Prüfstand zur Untersuchung von Fans – einer zentralen Komponente moderner Mantelstromtriebwerke. Somit verfügt das GLR nun über zwei hochmoderne aeromechanische Prüfstände (TSV1 und FRD) und damit über eine herausragende Forschungsinfrastruktur- und expertise im Bereich Fluid-Struktur-Interaktion – einem zentralen und sicherheitskritischen Feld der aktuellen Luftfahrtforschung.

Der neue Prüfstand verfügt über einen 1,8 MW Elektromotor und ein Planetengetriebe, das Rotordrehzahlen von bis zu 18.900 U/min und damit supersonische Strömungsbedingungen an den Rotorspitzen ermöglicht. Die Fan-Stufe ist hochmodular und damit flexibel aufgebaut. Sie besteht aus einem Rotor mit einem Durchmesser von ca. 44 cm und einer Hub-to-Tip-Ratio von ca. 0,3, sowie einem Stator. Mit der aktuellen Konfiguration können Massenströme von bis zu 29 kg/s erreicht werden.

Die Instrumentierung des Prüfstands umfasst neben aerodynamischer Standardinstrumentierung (Kämme, Sonden, Mehrlochsonden) vor allem Sensorik zur zeitaufgelösten Erfassung der aerodynamischen und strukturellen Interaktion. Hierfür werden kapazitive Sensoren (Blade-Tip-Timing und Tip-Clearance), piezoresistive Wanddruckaufnehmer sowie Dehnungsmessstreifen auf Rotorschaufeln verwendet. Mit über 300 stationären und etwa 100 zeitaufgelösten aktiven Sensoren ist dieser Prüfstand hervorragend für sein Forschungsziel ausgestattet. Die enormen Datenmengen (bis zu 4TB/Tag) werden mit den über Jahre fortlaufend weiterentwickelten Analysemethoden ausgewertet und bieten detaillierte Einblicke in die physikalischen Effekten der Fluid-Struktur-Interaktion.

Die Einsatzbereitschaft des neuen Prüfstands wurde nach Abschluss des Test Readiness Reviews (TRR) am 12.09.2025 in Anwesenheit von Vertretern des Industriepartners Rolls-Royce plc offiziell bestätigt. Im Anschluss wurde die erste Messkampagne mit der mechanischen und aerodynamischen Inbetriebnahme begonnen.

Der Forschungsschwerpunkt liegt zunächst auf Aeroelastik und Aeroakustik. Verschiedene Fan-Rotoren werden hierbei untersucht und miteinander verglichen, um das Verständnis, die Vorhersage und damit die Vermeidung von Fan Flutter zu verbessern. Fan Flutter ist eine selbst-verstärkende Instabilität der Fluid-Struktur-Interaktion, die zu großen strukturellen Belastungen der Rotorschaufeln führen kann. Da diese Belastungen zum Versagen des Triebwerks führen können, ist Fan Flutter ein zentrales Thema der aktuellen Forschung im Bereich der Luftfahrtantriebe.

Das Team vom FRD und das Institut bedanken sich für das in uns gesetzte Vertrauen und freuen sich auf die zukünftige Zusammenarbeit und erfolgreiche Messkampagnen!

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