Faserverbundstoffe in der Luftfahrt

Transkript

1 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Dipl.-Ing. Florian Raddatz Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik Sportallee Hamburg Tel.: +49 (0)

2 DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Aufgaben Forschungseinrichtung Raumfahrt-Agentur Projektträger

3 DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Forschungsbereiche Luftfahrt Raumfahrtforschung und -technologie Verkehr Energie Raumfahrtmanagement

4 DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Standorte und Personal Circa Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in 32 Instituten und Einrichtungen in 16 Standorten. Stade Hamburg Bremen Trauen Berlin Braunschweig Neustrelitz Büros in Brüssel, Paris und Washington. Jülich Köln Bonn Göttingen Lampoldshausen Stuttgart Augsburg Oberpfaffenhofen Weilheim

5 DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Schwerpunkte Luftfahrt - Optimierung der Leistung und der Umweltverträglichkeit des Gesamtsystems Flugzeug - Erweiterung des Flugbereichs von Hubschraubern auf alle Wetterbedingungen - Effiziente und umweltfreundliche Flugtriebwerke - Sicherer, umweltfreundlicher und effizienter Luftverkehr (Flugsicherung, Flugbetrieb)

6 DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Großanlagen Luftfahrt Forschungsflugzeuge Cockpitsimulatoren Towersimulator Verdichter-, Brennkammerund Turbinenprüfstände Autoclaven Material- und Strukturtestanlagen Standschwingungsanlage Windkanäle* * Überwiegend innerhalb der Stiftung Deutsch Niederländischer Windkanäle (DNW)

7 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Fasern Quelle: Wolf, TU Dresden

8 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Fasern Quelle: Busse, Uni Stuttgart

9 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Entwicklung in der zivilen Luftfahrt Quelle: Busse, Uni Stuttgart

10 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Entwicklung in der zivilen Luftfahrt Quelle: Busse, Uni Stuttgart

11 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Entwicklung in der militärischen Luftfahrt Quelle: Busse, Uni Stuttgart

12 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Kraftstoffeinsparung durch Leichtbau Quelle: Busse, Uni Stuttgart

13 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Faserverbundanteile in modernen Passagierflugzeugen Quelle: Busse, Uni Stuttgart

14 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Faserverbundanteile in modernen Passagierflugzeugen Quelle: Busse, Uni Stuttgart

15 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Faserverbundanteile in modernen Passagierflugzeugen Quelle: PAG

16 Faserverbundstoffe in der Luftfahrt Leichtbaupotential New Metal Tech Assumed (Laser BW, Friction Stir, New Casting, Advanced Fibre Laminates) weight [%] Metal Today (A340) costs [%] -10 Target CFRP New Technologies CFRP Today Technology Quelle: Airbus

17 Übersicht Standorte Braunschweig (Hauptsitz) Stade (ZLP) Bremen (Airbus Kundenzentrum) Hamburg (Transferzentrum MRO und Cabin Upgrade) Stade Hamburg Bremen Braunschweig 180 Mitarbeiter 120 Studenten/Praktikanten

18 Schwerpunkte Rumpftechnologien Hochauftrieb Spezialstrukturen Weltraum Verkehr Windenergie

19 Abteilungen Multifunktionswerkstoffe Strukturmechanik Funktionsleichtbau Faserverbundtechnologie Adaptronik Verbundprozesstechnologie

20 Multifunktionswerkstoffe Faserverbundwerkstoffe Nanocomposites Smart Materials Integrierte Bauteilüberwachung (Structural Health Monitoring) Werkstoffcharakterisierung 5% ATH Nanopartikel 10% ATH Nanopartikel 20% ATH Nanopartikel

21 Multifunktionswerkstoffe Beispiel: Structural Health Monitoring

22 Multifunktionswerkstoffe Beispiel: Structural Health Monitoring

23 Multifunktionswerkstoffe Beispiel: Structural Health Monitoring Stringerversteifte Platte Ultraschallprüfung Piezos Ausbreitung der Lambwellen Delamination Intakter Stringer Stringer mit Delamination

24 Strukturmechanik Methoden des Gesamtentwurfs Stabilität Schadenstoleranz Strukturdynamik Thermalanalyse Multiskalenanalyse Prozesssimulation

25 Strukturmechanik Beispiel: Beulen

26 Adaptronik Aktive Vibrationsunterdrückung Aktive Lärmreduktion Aktive Gestaltkontrolle Autarke Systeme Simulation und Demonstration adaptiver Gesamtsysteme

27 Adaptronik Beispiel: Aktive Lärmreduzierung Signalverarbeitung Regler Lärm Verstärker

28 Funktionsleichtbau Entwurf, Konstruktion, Berechnung Bauweisen und Bewertung Multifunktionale Strukturen Formvariable Strukturen Hybride Strukturen

29 Funktionsleichtbau Faserverbundgerechtes Design Heute: black metal Boeing 747 Boeing 787 Quelle: Wikipedia

30 Funktionsleichtbau Faserverbundgerechtes Design Heute: black metal Morgen: Grid-Strukturen

31 Faserverbundtechnologie Neue Fertigungs-Verfahren Hybride Fertigung Reparatur / Fügen Prozessautomatisierung

32 Faserverbundtechnologie Beispiel: Prozessüberwachung und Steuerung Quelle: HAW

33 Faserverbundtechnologie Beispiel: Prozessüberwachung und Steuerung Quelle: HAW

34 Verbundprozesstechnologie Automatisiertes FP und TL Online QS im Autoklaven automatisierte Bauteilherstellung in großen Stückzahlen Simulationsmethoden für maximale Zuverlässigkeit und Bewertung der Prozesse

35 Verbundprozesstechnologie Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie, Stade

36 Verbundprozesstechnologie Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie, Stade

37 Verbundprozesstechnologie Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie, Stade

38 Verbundprozesstechnologie Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie, Stade

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!