Tragflächen in simplerer, leichterer Ausführung
Flugzeugflügel enthalten schwere und komplizierte Vorrichtungen für die der Flugsteuerung dienenden Veränderungen an den Flügeloberflächen. Eine neue Generation von mechanischen Aktoren aus Formgedächtnislegierungen (shape memory alloy, SMA) bietet nun eine einfachere und leichtgewichtigere Alternative. Eine Formgedächtnislegierung ist eine Mischung von Metallen, die verformt werden kann, aber bei Erwärmung in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt. Diese Fähigkeit ergibt eine einfache und effektive Möglichkeit der mechanischen Bewegung, die sonst nur mit Hilfe von komplizierten Aktoren vollzogen werden konnte. Das Ziel des von der EU finanzierten Projekts SMYTE war die Konstruktion und Erprobung eines Morphing-Tragflächensystems auf Grundlage einer Technologie mit tief eingebettetem Formgedächtnisaktor (deeply embedded shape memory actuator, DESA). Das Projekt wollte außerdem einen funktionsfähigen Prototypen herstellen. Die Aktivitäten des aus drei Mitgliedern gebildeten Konsortiums dauerten ein Jahr und wurden im Januar 2013 abgeschlossen. Die Gruppe konzentrierte sich zunächst auf den Entwurf und die Erforschung des DESA-Mechanismus unter Nutzung von Design-/Analysemodulen, die eine genaue Simulation der Formgedächtniseffekte ermöglichen. Auf diese Weise wirde die Wirkung der Vorrichtung modelliert, wodurch man an wichtige Entwurfsmerkmale und Zeichnungen gelangte. Überdies entwickelte SMYTE eine Ausrüstung zum Test des DESA-Systems und seiner Schnittstelle. Die Versuchsanlage wurde durch Sicherheitssimulationen ergänzt, die gewährleisten, dass die DESA-Bewegungen keine unvorhergesehenen Auswirkungen auf die Tragflächenleistung haben. Auch ein DESA-Prototyp wurde angefertigt und getestet. In dieser Etappe erfolgte die Feinabstimmung der Komponenten und erwies sich das Konzept als realisierbar. Das Team führte etliche mechanische und die Temperatur betreffende Charakterisierungstests an dem Prototypen durch, was zu Verbesserungen führte. Das Ergebnis des SMYTE-Projekts waren neue, simple und leichte Flugzeugflügelaktoren, die zu Gewichtseinsparungen führen. Das wiederum bedeutet Kosteneinsparungen sowohl in Bezug auf den Kraftstoff als auch die Wartung sowie ein Mehr an Zuverlässigkeit und Sicherheit.
Schlüsselbegriffe
Flugzeugflügel, Tragfläche, Tragflächensteuerungsaktor, Formgedächtnislegierung, mechanischer Aktor, Morphing, tief eingebetteter Formgedächtnisaktor, Tragflächenleistung
