Optimierte Flugzeugbelastungsssimulationen
Detaillierte Strukturmodelle von Flugzeugen und deren Bauteilen verkleinern das Risiko einer Bauformveränderung zu einem späteren Zeitpunkt und reduzieren die Notwendigkeit teurer Windkanaltests. Lastfälle aufgrund von Flugmanövern und dynamischen Windböen sind nicht von vornherein bekannt. Daher sind eine große Zahl von Testbedingungen erforderlich, um maximale Belastungen genau erfassen und die im Flugbetrieb auftretenden Belastungen bewerten zu können. Derzeit beansprucht jeder Lastberechnungszyklus mehr als sechs Wochen. Die bislang gewonnenen Erfahrungen haben für die Modellierung neuer Flugzeugbauformen, ohne dabei Kompromisse in Fragen der Sicherheit einzugehen, nur begrenzten Wert. EU-finanzierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickelten im Rahmen des Projekts "Future fast aeroelastic simulation technologies" (FFAST)(öffnet in neuem Fenster) Simulationstechnologien mit höherer Genauigkeit und geringerem Rechenaufwand. Die Forscher konzentrierten sich auf drei Schlüsselaspekte, um den zukünftigen Flugzeugbau zu beschleunigen. Ausgangspunkt war eine noch bessere Ermittlung der Flugbedingungen, die Maximalbelastungen für die Flugzeugbauteile bedeuten. Dem folgte die Extraktion von Modellen reduzierter Ordnung der instationären aerodynamischen und aeroelastischen Belastung aus komplexeren vollständigen Modellen sämtlicher Ordnungen. Letztlich wurden die Modelle reduzierter Ordnung dazu verwendet, die vollständigen Berechnungen aller Ordnungen zu beschleunigen. Resultat sind weitaus originalgetreuere Daten zu einem Preis, der sich nahe dem der derzeit eingesetzten Methoden von geringerer Genauigkeit bewegt. Alle im Rahmen von FFAST entwickelten Methoden treten mit erheblich weniger Rechenaufwand gegenüber den Methoden für alle Ordnungen an. Wenn auch die verschiedenen Partnern verschiedene Methoden entwickelt haben, wird man mit einer Kombination dieser Technologien den Designprozess um mehr als 90 % beschleunigen können. Endergebnis wird die verbesserte Fähigkeit zum Bau umweltfreundlicherer Flugzeuge sein, was in weniger Emissionen bei geringeren Entwicklungskosten resultieren und die Wettbewerbsfähigkeit der EU-Luftfahrtindustrie sicherstellen wird.
