DLR - Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung - Projekte

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RoCk - Robuste CFK-Gesamtprozesskette

Zuverlässige industrielle Prozesse sind die Grundlage für eine kosteneffiziente Herstellung von Luftfahrtstrukturen. Für die im Verbundvorhaben RoCk beteiligten Firmen aus Luft- und Raumfahrt sind robuste Fertigungs- und Auslegungsverfahren für CFK-Strukturen von entscheidender Bedeutung, um ihre Marktposition im internationalen Wettbewerb zu sichern und weiter auszubauen.

AZIMUT

Im Projekt AZIMUT kooperieren industrielle Partner und das ZLP am Standort Augsburg, um die wirtschaftliche Fertigung von CFK-Rumpfstrukturen entlang der gesamten Prozesskette zu untersuchen. Ziel des Projekts mit dem Verbundführer Premium Aerotec ist es, CFK-Rümpfe kostengünstiger zu gestalten und deren Produktion zu optimieren.

MFZ - Multifunktionale Zelle

Die Forschung rund um Produktionsprozesse im Bereich der Faserverbundwerkstoffe wird künftig zunehmend durch die Automatisierung geprägt. Das DLR Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie in Augsburg befasst sich mit allen Schritten der Produktion von CFK-Bauteilen. Kernstück des Standorts ist dabei die Multifunktionale Zelle (MFZ). Die MFZ ist eine robotergestützte Forschungsplattform, die es erlaubt verschiedenste Fertigungsprozesse von großen CFK-Strukturen der Luft- und Raumfahrtindustrie auf ihre Automatisierbarkeit hin zu untersuchen.

PulForm

Ziel des Vorhabens ist es eine einstufige, wirtschaftliche und energieeffiziente Herstellungstechnologie zu entwickeln, um Hochleistungsfaserverbundbauteile mit einer komplexen Geometrie zu fertigen. Die Entwicklung der ressourcen- und energieeffizienten PulForm-Technologie soll nicht nur Serienanwendungen in der Automobilindustrie attraktiver machen, sondern sich auch in anderen Branchen verbreiten. Dazu zählen die Luft- und Raumfahrt, der Schienen- und Nutzfahrzeugbau, der Bootsbau, Windenergieanlagen, die Bauindustrie aber auch die Sport- und Freizeitindustrie.

Rework

Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung, Abteilung für Rechnergestützte Bauteilgestaltung, arbeitet an neuen materialgerechten Konzepten, Bauteile aus Hochleistungsthermoplast-Verbundwerkstoffen effizient zu reparieren und Fertigungsfehler zu beheben (Rework). Durch neue prozesstechnische Lösungen ergeben sich Möglichkeiten, die Reparaturgeometrie rechnerisch zu optimieren und dadurch die Reparatur zeit- und kosteneffizienter sowie präziser und reproduzierbarer zu gestalten.

AeroLight

AeroLight ist ein multidisziplinäres DLR-Projekt der Institute für Antriebstechnik (AT), Aeroelastik (AE), Bauweisen- und Konstruktionsforschung (BK), Werkstoffforschung (WF) und dem Systemhaus Technik (SHT) mit dem Ziel, eine hoch belastete Verdichterstufe, bestehend aus Rotor und Tandemstator, unter Verwendung neuer Technologien auszulegen, zu bauen und anschließend in ein Testrig zu integrieren. Die Leistungsfähigkeit des Verdichters ist dabei gegenüber existierenden einstufigen Konfigurationen deutlich erhöht, was vor allem durch die Bündelung der Kompetenzen der beteiligten Institute ermöglicht wurde.

CompTAB – Fertigungssimulation für Faserverstärkte Thermoplaste

Im Rahmen des LuFo-IV-Vorhabens CompTAB (Composite Toolkette und Erweiterung auf As Built) erarbeitet das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung gemeinsam mit dem Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik sowie einem Konsortium aus der Industrie eine geschlossene Tool-Kette für die Entwicklung von Composite-Bauteilen. Der Fokus der Forschungsaktivität richtet sich dabei auf Bauteile aus endlos-faserverstärkten Hochtemperatur-Thermoplasten.

Counter-Rotating Fan in VITAL

Das EU Programm VITAL förderte die Forschung und Entwicklung neuer Konzepte für umweltfreundliche Luftfahrtantriebe. In einem Arbeitspaket wurde das Konzept eines gegenläufigen Triebwerkfans untersucht. Beteiligt an diesem Projekt waren internationale Forschungseinrichtungen und Unternehmen wie SNECMA, ONERA und VibraTec (Frankreich), CIAM (Russland), COMOTI (Rumänien), NLR (Niederlande) sowie verschiedene Institute des DLR (Institut für Antriebstechnik – AT, Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung – BK, Institut für Aeroelastik – AE) in Deutschland.

OGV – Outer Guide Vane in VITAL

VITAL war ein europäisches Projekt im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Union und steht für EnVIronmenTALly Friendly Aero Engine. Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung (BK) war unter anderem im Strukturbereich „Cold Composite Structure“ mit Partnern wie Volvo Aero, FACC, MS Composites, Rolls-Royce und SICOMP an der Entwicklung eines strukturellen Leitgitters in Faserverbund-Bauweise beteiligt. Hierbei wurde eine zentrale Strukturkomponente des Triebwerks gestaltet, die sowohl lasttragende als auch aerodynamische Funktionsmerkmale in sich vereint.

Verstellring für Verdichterleitschaufeln

Der im Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung (BK) entwickelte hybride Verstellring beruht auf einem schon 1995 zum Patent angemeldeten hybriden Leichtbaukonzept zur synchronen Verstellung von Leitschaufeln im Hochdruckverdichter von Triebwerken. Unter Beteiligung von BMW-Rolls-Royce, heute Rolls-Royce Deutschland (RRD), und einem mittelständischen Unternehmen ist dieser Ring bis zum Jahr 2000 entwickelt und getestet worden. Die Thematik des hybriden Verstellrings ist heute aktueller denn je!

Raumgleiter – Rex-Free Flyer

REX-Free Flyer wird ein Raumgleiter genannt, der ab 2020 für rückführbare Experimente unter Schwerelosigkeit zur Verfügung stehen soll. Die scharfkantige Form verspricht zwei wesentliche Vorteile: Der Hitzeschild könnte dadurch einfacher und sicherer werden und die facettierte Form resultiert in verbesserten aerodynamischen Eigenschaften. An der Entwicklung des REX-FF sind DLR-Institute aus ganz Deutschland beteiligt.

LamAiR – Seitenleitwerk mit weniger Strömungswiderstand

Im Rahmen des DLR-internen Forschungsprojektes LamAiR (Laminar Aircraft Research) arbeiten mehrere Institute gemeinsam an der Umsetzung der Laminartechnologie für die zivile Luftfahrt. Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung in Stuttgart konzentriert sich im Forschungsverbund dabei auf Bauweisen für die hybride Laminarhaltung mit aktiver Grenzschichtabsaugung (Hybrid Laminar Flow Control, HLFC).

FAST20XX - Future high-Altitude high-Speed Transport 20XX

Im Projekt FAST20XX arbeiten aktuell 16 europäische Partner zusammen, um das Know-How sowie die Technologien des suborbitalen Raumfluges weiterzuentwickeln und die Grauzone zwischen Luftfahrt und Raumfahrt zu schließen. Es wird von der europäischen Weltraumagentur ESA koordiniert. Der Fokus wird dabei auf die zwei verschiedenen Raumfahrzeugkonzepte ALPHA und SPACELINER gelegt.

ATLLAS II - Aero-Thermodynamic Loads on Lightweight Advanced Structures II

ATLLAS behandelte den Entwurf von Hochgeschwindigkeits-Flugzeugen, die eine Flugmachzahl von 3 bzw. 6 erreichen. Um eine bessere Effizienz zu erreichen, wurden die verschiedenen Konfigurationen mit Hilfe eines multidisziplinären Entwurfsprozesses optimiert. Bedingt durch die dabei auftretenden hohen Temperaturen und Wärmeflüsse können klassische Materialien nicht mehr eingesetzt werden. Deshalb wurden potenzielle, leichtgewichtige und hochtemperaturbeständige Materialien für den Einsatz in der Außenstruktur untersucht.

EXPERT – European experimental re-entry test-bed

Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung des DLR in Stuttgart wird für die EXPERT Kapsel die faserkeramische Nase herstellen. Das Ziel des EXPERT-Projektes ist die Validierung von aerothermodynamischen Modellen, numerischen Codes und Bodentestanlagen durch Daten, die in einer repräsentativen Flugumgebung gesammelt wurden. Hiermit soll ein besseres Verständnis für die Prozesse der Analyse, der Tests und der Extrapolation der Ergebnisse auf reale Maßstäbe erzielt, und der Entwurfsprozess für Raumfahrzeuge verbessert werden.

FOTON-M2 - Feuertaufe in der Plasmawolke

Der kritische Moment bei der Rückkehr aus dem Weltraum ist der Eintritt in die Erdatmosphäre. Temperaturen von bis zu 2.000 Grad Celsius beanspruchen Material und Raumfahrzeug auf das Äußerste. Das Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht an geeigneten Schutzkacheln und hat seine neueste Entwicklung an Bord einer russischen Raumkapsel vom Typ FOTON-M2 mit Erfolg getestet. Der Hitzeschutz für zukünftige, wiederverwendbare Raumfahrzeuge hat seine Feuertaufe bestanden.

SHEFEX – Sharp Edge Flight Experiment

Ziele von SHEFEX-I sind die Überprüfung neuer facettierter Thermalschutzsystemkonzepte auf Basis ebener Paneele zur Kosteneinsparung und die sensorische Erfassung umfangreicher Flugmessdaten, die zur Bestätigung der aerodynamischen Eigenschaften scharfkantiger Konfigurationen und zur Validierung von Auslegungstools dienen sollen.

Nasenkappe des CRV Erprobungsträgers X-38

X-38 war als Technologie-Demonstrator der NASA für das Rettungsboot CRV (Crew Return Vehicle) für die internationale Raumstation ISS vorgesehen. Platziert auf einer Trägerrakete sollte später eine Weiterentwicklung zu einem eigenständigen Crew Transport Vehicle (CTV) möglich sein. Innerhalb des TETRA Programms (Technologien für zukünftige Raumtransportsysteme) wurden im Wesentlichen essentielle Bauteile im Bereich der heißen Strukturen sowie Sensorik für X-38 entwickelt und an NASA geliefert. Neben der deutschen Industrie war auch das DLR in die Entwicklung von Bauteilen eingebunden.

DLR-Projekt „Brennkammer 2000“

Im Rahmen des DLR internen Verbundprojekts „Brennkammer 2000“ werden neuartige CMC Brennkammerschindeln entwickelt und in realitätsnahen Prüfstandstests untersucht. Die Arbeiten der Abteilung umfassen die Konstruktion, mechanische Auslegung und Dimensionierung sowie die zerstörungsfreie Prüfung von CMC Brennkammerschindeln. Die Entwicklung neuartiger, werkstoffgerechter Befestigungskonzepte bildet dabei einen Schwerpunkt.

Fortschrittliche Flugkörper Technologien (FFT)

Neue Technologien sind unabdingbar um Leistung und Agilität zukünftiger Flugkörpergenerationen zu verbessern. Ziele des DLR-internen Projektes sind die Entwicklung von Basistechnologien und Auslegungsmethoden für Schlüsselkomponenten fortschrittlicher Flugkörpersysteme. Dabei sollen grundlegende Fragen untersucht und generische Flugkörpermodelle entwickelt werden. Die Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung, die Herstellung sowie die Charakterisierung von Technologie- und Bauteildemonstratoren aus nichtoxidischen und oxidischen keramischen Verbundwerkstoffen für die Schubkammerstruktur, das Stahlruder sowie die Suchkopfabdeckung

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