Der Einsatz von Leichtbaukonzepten im Flugzeugbau schafft die Voraussetzung für einen nachhaltigeren Luftverkehr. Die Neue Materialien Bayreuth GmbH beschäftigt sich in einem von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderten Kooperationsprojekt mit Airbus und der TU München an Material- und Prozesslösungen für eine neuartige Strukturbauweise, die auf einer folienartigen Bespannung einer Tragstruktur basiert.
Ein solch neuartiges Leichtbaukonzept, wie es ähnlich auch auf der Flügelunterseite des abgebildeten Zephyr verwendet wird, trägt in der Luftfahrt zur Gewichtsreduktion bei, ermöglicht höhere Zuladungen und größere Reichweiten und schafft so eine wichtige Voraussetzung zum nachhaltigeren Fliegen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich das Kooperationsprojekt „Robust Skin“ damit, wie monolithische Kernmaterialien mit einer flexiblen und lokal verstärkten Folie für langsam fliegende Luftfahrzeuge als Außenhaut eingesetzt werden können. Dazu werden Material und Verarbeitungsprozess für lokal faserverstärkte Weichkomponentenfolien als Bespannungselemente der Tragflächen erforscht.
Neben der NMB arbeiten der Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München und die Airbus Defence and Space GmbH an der Erforschung dieser Spannfolien. Im Vordergrund der Arbeiten der NMB steht die Auswahl eines geeigneten Materials für die Bespannung der Außenhaut und die darauf abgestimmten Verarbeitungs- und Prozessstrategien. Um dem Anforderungsprofil im Einsatzfall gerecht zu werden, benötigt die Spannfolie neben einer entsprechenden Steifigkeit gegenüber angreifenden Luftlasten auch eine hohe Schadenstoleranz gegenüber einwirkenden Effekten, wie beispielsweise Hagelschlag.
Der Lehrstuhl für Carbon Composites übernimmt die Struktursimulation des Hybridmaterials, um das notwendige Eigenschaftsprofil des Werkstoffs sowie die Bespannungsarchitektur optimal auszulegen. Die Airbus Defence and Space GmbH untersucht die Anwendbarkeit der Spannfolie für langsam fliegende Luftfahrzeuge hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit. Weiterhin werden von diesem Kooperationspartner Analysen zur Umwelteinwirkung innerhalb des Lebenszyklus der Spannfolie durchgeführt, um die Fragestellung der Nachhaltigkeit gegenüber alternativen Lösungen abbilden zu können. Das Projekt „Robust Skin“ wird von der Bayerischen Forschungsstiftung über eine Laufzeit von 18 Monaten gefördert.
Bild oben: Höhenflug: Leichtes, unbemanntes Fluggerät vom Typ Zephyr. Foto: AIRBUS
