Modernerer Flugzeugheckkonus
Der europäischen strategischen Forschungsagenda (Strategic Research Agenda, SRA) zufolge werden Passagier- und Luftfrachtverkehr weiter um ungefähr 4 bis 5 % jährlich zunehmen, was etwa alle 16 Jahre eine Verdoppelung bedeutet. Der Flugzeugheckkonus spielt in der Flugzeugkonstrukion und -funktion aufgrund seiner Lage eine entscheidende Rolle. Abgesehen davon, dass er einen Teil des Flugzeugrumpfs bildet, ist er außerdem die Grenzfläche für das Hilfstriebwerk (Auxiliary Power Unit, APU). Das EU-finanzierte Projekt "Advance integrated composite tailcone" (ADVITAC) entwickelt neuartige multifunktionale Komposite, die Strukturprobleme lösen sollen. Man bezieht dabei einen vollautomatischen APU-Integrationsprozess ein. Insgesamt werden die modernen Materialien die Akustik, die Feuerbeständigkeit, elektrische Funktionalitäten und die Festigkeit verbessern. Nach der CAD-gestützten Entwicklung (Computer-Aided Design, computergestütztes Entwerfen, Gestalten und Konstruieren) einer Heckkonus-Kompositstruktur mit APU-Integration bewertete das Team anhand von Simulationen Triebwerkslärm und Akustikkonzepten. Die Hauptfunktionen des integrierten Heckkonus wurden unter Einsatz von Probenstücken des Kompositmaterials validiert. Auf dem Weg zur bereits verifizierten Steigerung der Stufe der technologischen Reife (Technology Readiness Level, TRL), die mit dem großmaßstäblichen Demonstrator erreicht wurde, verbesserten die Wissenschaftler die Reife etlicher involvierter Technologien. Der MRL-Reifegrad (Manufacturing Readiness Level, MRL) ist ein Maß für den Reifegrad von Fertigungsprozessen, ähnlich der TRL-Skala der technologischen Reife für Technologien. Das automatische Faserplatzierungs-Robotersystem zur Integration der komplexen Trockenverstärkung wurde verbessert. Lichtwellenleitersensoren gestatten nun eine strukturelle Zustandsüberwachung (Structural Health Monitoring), Metallfasern oder -streifen schützen vor Blitzschlag und lösliche Fasern erhöhen Belastbarkeit und Schadenstoleranz. Die durchgehende Dickenverstärkung wurde bei optimierter Verteilung und Dichte der Z-Faserverstärkung sowie Tuften (Nähen) von Versteifungen verbessert. Des Weiteren erzielte das Team einen starken MRL-Anstieg hinsichtlich kostengünstiger Werkzeuge zur Harzinfusion von Kompositen. Diesem sensiblen Prozess fehlte es bislang an der Zuverlässigkeit, die bei realen industriellen Anwendungen von Nöten ist. Der Heckkonustechnologie soll 10 % leichter als klassische Kompositbauteile sein und so für eine beeindruckende Senkung der Kohlendioxidemissionen pro Passagierkilometer um 50 % sorgen. Sie soll überdies in der Fertigung etwa 30 % weniger kosten. Zum Projektende werden die Wissenschaftler zweifellos einen technologisch reifen Demonstrator der Stufe eins vorstellen, in den neuartige Materialien, Technologien und Prozesse zur kosteneffizienten Fertigung und eine wettbewerbsfähige europäische Lieferkette integriert sind.
Schlüsselbegriffe
Flugzeug, Luftfahrzeug, Heckkonus, Flugzeugkomposite, Verbundwerkstoffe für Flugzeuge, Luftfahrtkomposite, Luftverkehr, APU-Integration, Integration des Hilfstriebwerks
