Beim unbemannten Fluggerät "Zephyr" kommen neuartige Leichtbaukonzepte zum Einsatz, unter anderem Folien für die Außenhaut. (Bild: Airbus)
Leichtbaukonzepte reduzieren das Gewicht und ermöglichen damit höhere Zuladungen und größere Reichweiten für Luftfahrzeuge. 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. Ein solches Leichtbaukonzept kommt auch auf der Flügelseite des „Zephyr“ zum Einsatz, ein unbemanntes solarbetriebenes Fluggerät, welches künftig drahtlose Breitbandverbindungen aus großer Höhe bereitstellen soll. Erste testbasierte Stratosphärenflüge wurden bereits von Airbus und dem japanischen Mobilfunkanbieter NTT Docomo durchgeführt.
Neben der Neue Materialien Bayreuth (NMB) arbeiten der Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München und Airbus Defence and Space an der Erforschung dieser Spannfolien.
Welche Projektpartner welche Aufgaben übernehmen
Im Vordergrund der Arbeiten steht die Auswahl eines geeigneten Materials für das Bespannen 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.
Airbus untersucht, wie sich die Spannfolie für langsam fliegende Luftfahrzeuge hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit anwenden lassen. 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 wird von der Bayerischen Forschungsstiftung über eine Laufzeit von 18 Monaten gefördert.
Quelle: Neue Materialien Bayreuth
