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FP7

GKN GBSSD — Ergebnis in Kürze

Project ID: 255731
Gefördert unter: FP7-JTI

Nächste Tragflächengeneration nimmt Form an

Gelingt es, den Luftwiderstand über den Tragflächen zu verringern, so könnten Treibstoffverbrauch und Klimafolgen deutlich reduziert werden. Deshalb untersuchten von der EU finanzierte Wissenschaftler Design-Konzepte zur weiteren Entwicklung der nächsten Tragflächengeneration und setzten sich mit Vorschlägen zu diesem Thema auseinander.
Nächste Tragflächengeneration nimmt Form an
Die Minimierung von Turbulenzen steht für die Luftfahrtindustrie im Mittelpunkt der Bemühungen. Hierbei geht es um mehr Komfort und Sicherheit für die Fluggäste bei gleichzeitiger Senkung des Treibstoffverbrauchs und der damit verbundenen Emissionen. NLF (Natural Laminar Flow) ist eine Technologie zur Reduzierung des Luftwiderstands, die sich auf die Grenzschicht der Luftströmung nahe der Oberfläche des Flügels konzentriert. Diese Technologie könnte der Schlüssel zum Bau der nächsten Flugzeuggeneration sein und ist ein Schwerpunkt des Clean Sky-Programms, des wohl ehrgeizigsten jemals in Europa gestarteten Luftfahrtforschungsprogramms.

Die EU-Finanzmittel für das Projekt "Ground based structural/systems demonstrators" (GKN GBSSD) trugen zur Entwicklung von NLF-Tragflächenkonzepten bei. Die Wissenschaftler bauten, montierten und bewerteten mehrere vielversprechende kleinmaßstäbliche Demonstratorbauteile. Man wählte die erfolgversprechendsten aus, um den endgültigen integrierten bodengestützten Demonstrator der Anströmkante (Leading Edge, LE) eines NLF-Flügels zu entwickeln. Sie untersuchten LOF- (Line-of-flight) und across-LOF-Verbindungskonzepte für LE-Panels sowie Systeme zum Schutz vor Tragflächenvereisung (Wing Ice Protection System, WIPS) für metall- und kohlenstofffaserverstärkte LE-Kunststoffkomponenten.

Sämtliche aerodynamischen Oberflächentoleranzanforderungen einschließlich Rauheit und Welligkeit wurden für einen Airbus A340-Prüfstand festgelegt. Die Demonstratorbauteile bewertete man im Vergleich mit diesen Kriterien. Die Wissenschaftler ermittelten eine geeignete Verbindungskonfiguration zur Befestigung der oberen Abdeckung. Man untersuchte sowohl eine Metall- als auch eine Kompositanströmkante.

Die Forscher konnten die gute Bearbeitungssteuerung nachweisen, da die Dicke der Aluminiumanströmkante den NLF-Toleranzanforderungen entsprach. So konnte der Weg in die zweite Projektphase gebahnt werden. Überdies wurden in zwei Kompositkonzepten Toleranzprobleme und der Befestigungskopfbruch beseitigt. Sie eignen sich nun ebenso zur Phase-2-Entwicklung. Für die Systeme zum Schutz vor Tragflächenvereisung untersuchte man vier verschiedene Einbauoptionen für elektrothermische Heizungen, zwei für Anströmkanten aus Metall zwei für Verbundwerkstoffe, wobei man geeignete Empfehlungen für die Weiterentwicklung in Phase 2 erteilte.

GKN GBSSD hat mit Erfolg den Grundstein für Phase 2 und Phase 3 der Validierung der Design- und Fertigungskonzepte gelegt, die zu einem europäischen NLF-Tragflächenkonzept hinführen. Sein Beitrag zu umweltfreundlicheren Flugzeugen sollte einen großen Einfluss auf die Konkurrenzfähigkeit der Luft- und Raumfahrt ausüben und dabei gleichzeitig die Beteiligung Anteil des Luftverkehrs am Klimawandel reduzieren.

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Fachgebiete

Scientific Research
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