Hochleistungsfaserschild zum Schutz von kritischen Flugzeugteilen vor Motorfragmenten
Zerbrechen rotierende Flugtriebwerkskomponenten besteht eine potenziell zerstörerische Folge darin, dass diese Fragmente mit sehr hohen Geschwindigkeiten davonfliegen. Diese geschossartigen Splitter können leicht Hauptbauteile wie beispielsweise den Flugzeugrumpf beschädigen. Mithilfe einer EU-Finanzierung befasste sich das Projekt IMPSHIELDB (Impact shield design B) mit der Frage, wie sich eine Beschädigung kritischer Flugzeugkomponenten durch die Entwicklung und Fertigung einer Abschirmung verhindern lässt. Die Projektpartner erstellten drei innovative Abschirmungsmodelle mit gut etablierten Hochleistungsfasern und Herstellungsmethoden, um die Forderung nach reduziertem Gewicht bei Flugzeuganwendungen und nach niedrigeren Herstellungskosten zu erfüllen. Sie entwickelten und testeten die Herstellungsverfahren für diese Gestaltungskonzepte. Das IMPSHIELDB-Team modifizierte Schildentwürfe, um die Unterschiede bei Größe und Gewicht zwischen den drei Projektilen zu berücksichtigen. Die Konstruktion der ersten gewellten Schildkonstruktion wurde nach den Aufprall-Simulationen gestoppt, da sie nicht den Anforderungen für kleinere und leichtere Projektile entsprachen. Danach wurden Schildmaterialien hergestellt. Auf ähnliche Weise wurde die gefaltete Schleifenkonstruktion für den zweiten Schild abgebrochen, nachdem Simulationen gezeigt hatten, dass solche Schleifen sich nicht wie für diese Projektile erforderlich entfalten. Für diese Schutzschilde wurden Verbundverstärkungsmaterialien benutzt. Für den dritten Schild zeigten Konstruktionsberechnungen, dass ein Luftspalt zwischen den Schildlaminaten die Leistung der Schilde für diese Projektile nicht verbesserte. Das Team entschied sich für eine reine Aramidlaminat-Lösung ohne Luftspalt bei der Herstellung der Laminate. Nach einer Reihe von Tests wurden die Schildplatten hergestellt. Die Forscher führten eine Literaturrecherche über die Umweltauswirkungen der Materialien durch. Die Platten wurden dann für annähernd 2 Monate in einer Klimakammer gealtert, um die Gewichtszunahme für etwa alle 100 Stunden zu überwachen. Nach dem Alterungsprozess wurden die Platten für weitere Tests bereitgestellt. Die von IMPSHIELDB entwickelten Aufprallschilde werden die Grundlage für die Abschirmungsstrukturen schaffen, die in die wichtigsten Flugzeugkomponenten eingebaut werden. Solche Komponenten werden im Falle eines platzenden Motors aus der Gefahrenzone gehalten, um so Besatzung und Passagiere zu schützen.
