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Automatisierte Faserverbundfertigung mit konsolidierten CFK-Bändern

In der Faserverbundfertigung ist die Automatisierung einer der entscheidenden Faktoren für die effiziente Nutzung von faserverstärkten Halbzeugen. Etablierte Verfahren, wie das Tape Laying (ATL) und das Fibre Placement (AFP), haben gezeigt, dass eine automatisierte Fertigung von qualitativ hochwertigen Großstrukturen realisierbar ist. Jedoch sind Fehler bei der Ablage, aufwendiges Materialhandling und kostenintensive Nachbehandlung kritische Punkte, welche in aktuellen Forschungsbemühungen im Fokus stehen. Ein neuer Ansatz, diesen Problemen entgegenzuwirken, ist die Änderung der Prozesskette für den Automatisierungsprozess. In Verbindung mit einer vorgezogenen Konsolidierung sollen ausgehärtete, unidirektionale Kohlenstofffaserbänder verarbeitet werden.

M³F-Flügelvorderkante für den laminaren Flügel

Befördert durch ökonomische Ziele und die verstärkte gesellschaftliche Wahrnehmung ökologischer Faktoren rückt die Laminarflügeltechnologie zunehmend in den Fokus der Verkehrsflugzeugentwicklung. Die widerstandsarme Tragflügelumströmung ermöglicht Treibstoffeinsparungen und führt so zu einer Reduktion des CO2-Ausstoßes und einer Senkung der Betriebskosten. Doch neben den Anforderungen, die auch für einen konventionellen Tragflügel gelten, muss ein Laminarflügel hohen Ansprüchen an seine Oberflächengüte genügen. So führen bereits kleinste Spalte, Stufen, Welligkeiten oder hervorstehende Nietköpfe zum Umschlag der laminaren in eine turbulente Grenzschicht. Ergänzend zu einer bereits entwickelten Flügelschale konnte nun eine Flügelvorderkante entwickelt werden, die diesen Anforderungen durch einen multimateriellen, multifunktionalen Aufbau (m3f) begegnet.

MASCOT Asteroiden Lander

Um den „missing link“ in der Entstehung des Sonnensystems bis zur Entwicklung des Lebens auf der Erde zu erklären, sind Asteroidenmissionen von hoher Wichtigkeit. In diesem Zusammenhang wurde am DLR MASCOT, eine etwa „schuhkartongroße“ und 10kg schwere Landeeinheit, in Zusammenarbeit mit der Japanischen (JAXA) und Französischen (CNES) Raumfahrtagentur entwickelt. Am 03. Dezember 2014 erfolgte der Start an Bord von JAXAs Hayabusa-2 Sonde zum C-Klasse Asteroiden 1999 JU3. Dort angelangt wird MASCOT das japanische Mutterschiff bei dessen Landeplatzauswahl (für Bodenprobenentnahmen) unterstützen. Um den während des Starts sehr großen mechanischen Lasten sowie der schiefen Einbaulage auf dem Mutterschiff gerecht zu werden ist MASCOT in eine äußere mechanische Tragstruktur und das Landemodul selbst unterteilt. Letzteres ist eine sehr steife und hochfeste Fachwerkstruktur in Sandwichbauweise. Die beiden äußerst kompakten Leichtbaustrukturen, entwickelt und gebaut am DLR-Institut für Systemleichtbau, wiegen zusammen lediglich 1,4 kg.

Enteisungsprüfstand zur Untersuchung der strukturintegrierten Eiserkennung und Enteisung

Die Vereisung aerodynamischer Flächen führt in der Regel zu starken Leistungseinbußen. Um dem entgegenzuwirken, werden Eisschutzsysteme verwendet. Diese können unterschiedlichste Effekte nutzen. Die teils sehr innovativen Konzepte müssen für den praktischen Einsatz weiterentwickelt werden. Um die Forschung auf diesem Gebiet zu ermöglichen, wurde ein Versuchsstand aufgebaut, der relevante Vereisungsbedingungen erzeugen kann.

Türumgebungsstruktur eines Flugzeugrumpfs mit integriertem SHM-Netzwerk

Die integrierte Strukturüberwachung (engl.: Structural Health Monitoring – SHM) mit Lamb-Wellen ist eine erfolgversprechende Technik, um Faserverbundstrukturen im Betrieb kontinuierlich auf Schäden zu prüfen. Eine zuverlässige Detektion und Lokalisation von Schäden stellt insbesondere in komplexen Luftfahrtstrukturen eine besondere Herausforderung dar. Aus diesem Grund wird eine Türumgebungsstruktur mit integriertem SHM-Netzwerk entwickelt und gefertigt, um die Fähigkeiten eines SHM-Systems in realen, komplexen Luftfahrtstrukturen zu verifizieren.