Auswirkungen starker Windböen auf Flugzeuge minimieren
Die Luftfahrtbranche hat sich zur Reduktion von Kohlendioxidemissionen verpflichtet und führt dazu aktiv Programme durch. Zu den möglichen Bereichen mit wichtigen Auswirkungen gehört die Verbesserung des Designs für Flügelstrukturen im Hinblick auf ein minimiertes Gewicht und mehr Effizienz. Wissenschaftler initiierten das EU-finanzierte Projekt "Assessment of the interaction of a passive and an active load alleviation scheme" (PALAST), das sich auf Fluglastreduktionstechniken für Flügel von größeren Passagierflugzeugen konzentriert. Aeroelastische Anpassung, eine strukturelle Design-Methode zur Anpassung der Flügelsteifigkeit, damit ihre Verformungen die erwartete aerodynamische Belastung verändern, hat erfolgreich die Böenlast reduziert und bemerkenswerte Gewichtsersparnis gegenüber einem herkömmlichen Flügel ermöglicht. Für ein größeres Transportflugzeug würde dies eine Senkung von mehr als 10% der Flügelstrukturmasse bedeuten. Bei der aktiven Böenlastminderung (GLA) werden Sensoren, Aktoren und ein aktives Feedback- sowie ein Feed-Forward-Steuerungssystem eingesetzt. Dieses erwies sich auch als erfolgreich und trug signifikant zur Reduktion der dynamischen Böenlasten bei. Die Wissenschaftler untersuchten auch Faktoren, die aktiv GLA beeinflussen und fanden heraus, dass die aeroelastische Anpassung tatsächlich zur aktiven Laststeuerungsleistung mit weiteren möglichen massiven Einsparungen beitragen könnte. Darüber hinaus ist es wichtig, dass das Querruder oder die hintere Flügelklappe, die für die Wirksamkeit des aktiven GLA-System von Bedeutung sind, hoch effizient sind. PALAST zeigte, dass GLA-Techniken die hochdynamischen Reaktionen bei Böen erfolgreich steuern. Die Techniken haben auch wichtige Auswirkungen auf das Flügelgewicht, so dass der Komfort bei geringerem Kraftstoffverbrauch und weniger Emissionen beibehalten wird. Darüber hinaus hebt die Interaktion zwischen passiven Techniken, die die Steifigkeit kontrollieren, und aktiven das Potenzial für eine umfassendere Nutzung leichter Verbundwerkstoffe hervor, die im Luft- und Raumfahrtsektor häufig benutzt werden, indem die Steifigkeit an ihre Wechselwirkung mit Fluglasten angepasst wird. Insgesamt sollen die Ergebnisse von PALAST erhebliche Auswirkungen auf das Design neuer Flugzeuge haben, die leichter, sicherer und effizienter sind und geringere Umweltauswirkungen haben sollen.
