Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zukunft der Flugzeugflügel: bewegliche Vorderkante mit dehnbarer Haut und integrierten Funktionen

18.05.2015

Was müssen Flugzeugflügel in Zukunft leisten? Eine Frage, die das Fraunhofer LBF im Rahmen des europäischen Forschungsprogramms Clean Sky Green Regional Aircraft erforscht. Jüngstes Ergebnis ist ein drei Meter breites 1:1-Windkanalmodell eines möglichen künftigen Flügels.

In diesen Demonstrator, der als Technologieplattform gedacht ist, haben die Wissenschaftler mehrere potenzielle Zukunftstechnologien integriert. Dazu gehören u.a. eine flexible Droop Nose (bewegliche Vorderkante) mit einem Mess- und Regelsystem und ein variables Eisschutzsystem. Den Demonstrator zeigt das Fraunhofer LBF auf der Paris Air Show vom 15.-21.6.2015 am Clean Sky-Stand in Halle 2b Stand G65.


Droop Nose-Demonstrator mit beweglicher Flügelvorderkante und integrierten zukunftsweisenden Technologien.

Foto: Fraunhofer LBF

Der 1:1 Droop Nose-Demonstrator wurde im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt aufgebaut und abschließend unter Vereisungsbedingungen im Klimawindkanalversuch erprobt. Auf Basis aerodynamischer Vorgaben entwickelten die Wissenschaftler eine Kinematik für die Absenkung der Flügelvorderkante.

Das Besondere dieses Hochauftriebsmittels im Bereich der Vorderkante: Es vermeidet Spalten, weil sich die Haut mitverformt. Dies ist insbesondere für künftige Laminarflügel von hoher Bedeutung, da diese nur mit glatten Oberflächen realisierbar sind. Ein weiterer Vorteil sind die reduzierten Lärmemissionen im Landeanflug dank der nicht vorhandenen Spalten. Die hohe Dehnung der Haut, die bei jeder Betätigung auftritt, erfordert jedoch eine ausreichende Betriebsfestigkeit.

Die Verformung der Haut erzeugt ein elektromechanischer Aktuator. Zusätzlich werden einige vom Fraunhofer IBP getestete „Smart memory alloy-Aktoren“ genutzt. Zur künftigen Regelung der Kinematik im Flug entwickelt das Fraunhofer LBF ein Verfahren zur Rekonstruktion der Flügelgeometrie auf Basis von Sensorsignalen. Zu diesem Zweck wurden unter anderem fast 50 faseroptische Dehnungssensoren in die Haut der beweglichen Flügelvorderkante integriert und über ein vom Fraunhofer LBF entwickeltes strukturintegriertes Steckerkonzept nach außen geführt.

Für die Technologie-Plattform „Flügel“ stellte das Fraunhofer ENAS sogenannte „synthetic jet Aktuatoren“ bereit. Diese können die Strömung positiv beeinflussen. Das Fraunhofer LBF integrierte zusätzlich erstmals ein thermisches Vereisungsschutzsystem in eine hochgedehnte Flügelvorderkante. Dieses Konzept wurde aufgrund der hohen Hautdehnung bisher nicht zufriedenstellend gelöst. Im Rahmen von Clean Sky gelang es dem Fraunhofer LBF, ein flexibles Heizsystem auf Basis von Carbon Nano Tubes (CNT) zu entwickeln. Im Modell integrierte Thermosensoren regeln die Temperatur.

Bei ersten Erprobungen des Modells zeigte sich eine gute Übereinstimmung der Flügelverformungen zwischen Ergebnissen der FE-Simulationen und dem gefertigten Modell. Daraufhin wurden die Enteisungsmöglichkeiten des Demonstrators im Windkanal erprobt.

Die Struktur und die verschiedenen Technologien funktionierten erwartungsgemäß gut, und durch den erfolgreichen Versuch im Windkanal konnte das Fraunhofer LBF den Technologiereifegrad nachweisen. Diese neue Technologie ist das Ergebnis eines groß angelegten Forschungsprojektes. Die Entwicklung der Technologien ist noch nicht abgeschlossen und soll in künftigen Projekten fortgesetzt werden.

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Nutzfahrzeuge: Neuer Professor entwickelt effizientere und leichtere Bauteile mit 3D-Metall-Drucker
03.05.2018 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Die Zukunft des Fliegens auf dem Prüfstand
25.04.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Was einen guten Katalysator ausmacht

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Superkondensatoren aus Holzbestandteilen

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt

24.05.2018 | Messenachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics