LaSt

Lastgerechte Faserverläufe auf gekrümmten Strukturen am Beispiel eines bauraumkonformen und aerodynamischen Typ-V Wasserstoff-Drucktanks und einer Triebwerk-Ringstruktur mit Entwicklungsprozess-begleitender Validierungsstrategie

Für eine effiziente und nachhaltige Luftfahrt sind hochbelastbare Leichtbaustrukturen aus Faserverbundwerkstoffen (FVW) von besonderer Bedeutung. Bei deren Fertigung ist die beanspruchungsgerechte Ablage der Verstärkungsfasern im Bauteil eine wesentliche Voraussetzung, um hohe mechanischen Eigenschaften realisieren zu können. Dafür haben sich unter anderem das Tailored Fiber Placement (TFP) für die weitgehend ebene variable-axiale Faserablage und das Faserwickel (FW) Verfahren für die Faserablage auf einem formgebenden Wickelkern etabliert.

Abbildung: längliche Form, spitz zulaufend mit Beschriftungen — Beispiel eines aerodynamischen Wasserstoffdrucktanks mit möglichen TFP-Verstärkungen.

Mit dem Ziel der weiteren Steigerung der Bauteilperformance werden im Rahmen des Vorhabens LaSt das TFP- und das FW-Verfahren für die Entwicklung neuartiger FVW-Luftfahrtstrukturen mit gekrümmten Oberflächen kombiniert. Am Beispiel eines bauraumkonformen Typ V Wasserstoff-Hochdrucktanks und einer Triebwerksringstruktur werden ausgehend von den luftfahrtsystemspezifischen Anforderungen neue technologiegerechte Methoden zur Gestaltung, Auslegung, Herstellung und Validierung in einem kombiniert virtuell-physischen Vorgehen erarbeitet. Dazu sind neben den strukturellen Anforderungen die Restriktionen und die technologischen Möglichkeiten mit einer Vielzahl an Parametern bei TFP und FW zu berücksichtigen. Begleitend erfolgt mit dem Projektpartner LWM die Erarbeitung eines kollaborativen Forschungsdatenmanagements (FDM).