Ein spezieller Flugzeugschutz für ein neues Triebwerkskonzept
Die EU finanziert zahlreiche Projekte im Rahmen der einzigartigen öffentlich-privaten „Clean Sky“-Partnerschaft zwischen der Europäischen Kommission und der Industrie, um die Umweltauswirkungen des Flugverkehrs drastisch zu verringern. Zu den Bemühungen um eine bessere Triebwerkseffizienz gehört eine offene Rotorkonstruktion, bei der sich die rotierenden Triebwerkskomponenten nicht in einem herkömmlichen Triebwerksgehäuse befinden. Die Konstruktion macht es unerlässlich, den Rumpf und andere kritische Strukturen mit leichtgewichtigen Abschirmungen zu schützen, damit diese nicht von Teilen beschädigt werden, die nach einer Explosion des Triebwerks mit hoher Geschwindigkeit umher fliegen. Solche Abschirmungen wurden im Rahmen des EU-geförderten Projekts IMPSHIELDA (Impact shield A) entwickelt. Die Wissenschaftler entwickelten erfolgreich drei Abschirmungen für drei Projektilgrößen und Gewichtsklassen, die jeweils Hochleistungsfasern beinhalten, um den geforderten Eigenschaften für Festigkeit und Gewicht zu entsprechen. Darüber hinaus wurden damit verbundene günstige Herstellungsverfahren entwickelt, um einen relativ hohen Reifegrad der Technologie zu erreichen. Während einem Aufprallereignis mit hoher Geschwindigkeit auf einem Verbundwerkstofflaminat kann die Reaktion jeder Schicht je nach Lage innerhalb des Laminats sehr unterschiedlich ausfallen. Die Wissenschaftler verwendeten eine Gaswaffe, um die Einwirkungsphänomene bezüglich der Abschirmungsmaterialien zu untersuchen. Fasern wurden mit thermoplastischen oder Duroplast-Matrixmaterialien kombiniert. Bei der ersten Abschirmung sprühte das Team eine Duroplast-Pulverbeschichtung in eine geschlossene Form, um die Harzmenge zwischen den Schichten zu kontrollieren. Um einen besseren Widerstand zu erreichen, wurden die Fasern bei der zweiten Abschirmung mit Polyethylenfasern mit sehr hohem Molekulargewicht gekreuzt. Bei der letzten Abschirmung verwendeten die Wissenschaftler kreuzweise Laminate, die aus Schaumschichten bestehen. Die Laminate wiesen für eine vollständige Bindung der Verstärkung zu wenig Harz auf. Innovative ballistische Verbundwerkstoff-Abschirmungen sind notwendig, um Flugzeuge vor einer Beschädigung aufgrund eines Ausfalls von Triebwerksteilen zu schützen. Mit den getesteten und validierten Herstellungsmethoden stellt die Projektarbeit eine schnelle Entwicklung und Kommerzialisierung verbesserter ballistischer Abschirmungen sicher, um die Flugtauglichkeit der besten „Clean Sky“-Konstruktionen zu unterstützen.
Schlüsselbegriffe
Flugzeug, Triebwerksexplosionen, ballistische Abschirmungen, IMPSHIELDA, Laminate
