2024 – DLR Leichtbau

Überdrucken: Neue Features auf modifizierten Oberflächen

ArtikelVon Erik Johannsen, Fabian Kühnast2024-12-12

In den vergangenen zwei Jahren hat das EmpowerAX-Team des DLR-Instituts für Systemleichtbau zusammen mit seinen Partnern die Möglichkeiten des Überdruckens eindrucksvoll dargestellt. Zwei Demonstratoren haben gezeigt, wie der Ansatz der additiven Funktionalisierung den agilen Prozess der thermoplastischen additiven Extrusion direkt auf der Oberfläche eines konventionell gefertigten duroplastischen Faserverbundbauteils abbilden und die Vorteile beider Welten in…

Schadenstoleranz verbessern: Neue Methoden für ein optimiertes Flugzeugdesign

ArtikelVon Dr.-Ing. Raffael Bogenfeld2024-11-28

Die Sicherheit und die Effizienz von Flugzeugen hängen maßgeblich von der Widerstandsfähigkeit ihrer Strukturen ab. Schädigung lässt sich während des Betriebslebens nicht verhindern. Daher sind bestmögliche Methoden zur Schadensbewertung essentiell. Um sowohl das Leichtbaupotenzial von CFK auszunutzen als auch die Betriebssicherheit zu gewährleisten bedarf es neuer Methoden zur Schadensbewertung im Rahmen der Strukturauslegung Eine umfassende…

Strukturelles Kleben hält den Flüssigwasserstofftank im Flugzeug zusammen

ArtikelVon Thomas Gesell2024-11-24

Der Klimaschutzplan 2050 der Bundesregierung fordert auch vom Flugzeugbau und -betrieb radikale CO2-Einsparungen. Ein Weg dahin führt von konventionellen hin zu wasserstoffbasierten Antriebssystemen, sei es die Brennstoffzelle mit Elektropropeller oder die wasserstoffbetriebene Gasturbine. Die Integration solcher Antriebssysteme und deren Komponenten, wie insbesondere die Wasserstoffspeicherung, stellt KonstrukteurInnen vor ganz neue Herausforderungen. Flüssigwasserstofftanks aus CFK werden derzeit…

Technologie im Test: Leckagesichere Wasserstofftanks dank Bulge-Prüfstand

ArtikelVon Josef Koord, Roman Beck2024-11-21

Die weltweiten Klimaziele erfordern u. a. eine massive Reduktion von Treibhausgasemissionen auch in der Luftfahrt. Wasserstoff als alternativer Energieträger für Flugzeuge ist eine vielversprechende Lösung, da er im Gegensatz zu Kerosin kaum direkte klimaschädliche Emissionen verursacht. Eine der größten Herausforderungen dabei ist die Speicherung von flüssigem Wasserstoff (LH2) bei extrem niedrigen Temperaturen. Effiziente und sichere…

Leichte Strukturen, starke Verbindungen: Das Elektrische-System-Netzwerk in multifunktionaler Bauweise

ArtikelVon Dr. -Ing. David Zerbst, Dr.-Ing. Alexander Pototzky, Dr.-Ing. Daniel Schmidt2024-11-14

Die zunehmende Verwendung von CFK in der modernen Luftfahrt hat neue Herausforderungen hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit aufgeworfen. Insbesondere im Airbus A350 erfordert das komplexe Elektrische-System-Netzwerk (ESN) eine aufwendige Verkabelung mit metallischen Elementen, um die elektrische Kontinuität zu gewährleisten. Dies führt zu zusätzlichem Gewicht und Montageaufwand. Der diesjährige Artikel zu dem Projekt FRAME beschreibt die daraus…

Funktionsintegrierte und hybride Bauweisen für zukünftige Rumpfsegmente

ArtikelVon Constantin Bäns, Dipl. -Ing. Hakan Uçan, Dr.-Ing. Alexander Pototzky, Dr.-Ing. Arne Hindersmann2024-11-07

Mit der verstärkten Nutzung von CFK in der Luftfahrt entstehen neue Anforderungen an die elektrische Leitfähigkeit. Im DLR-Projekt FraME (2021–2023) werden Methoden zur Integration von Leiterbahnen in Flugzeugstrukturen erforscht, um Gewicht und Montageaufwand zu reduzieren. Der Fokus liegt auf der Auswahl geeigneter Fertigungstechnologien und der Weiterentwicklung der Infusionstechnologie für leichtere, effizientere Laminate. Die richtige Leiterbahn…

Kreislaufwirtschaft und Leichtbau im Bausektor: Viel Potenzial für rezyklierte Kohlenstofffasern

ArtikelVon Dipl.-Ing. Jens Bachmann2024-11-01

Der Energieaufwand und der Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen sind bei der Herstellung neuer Kohlenstofffasern (virgin carbon fibre, vCF) auf Basis von Polyacrylnitril (PAN) sehr hoch. Daher ist die Wiederverwendung der Kohlenstofffasern in geschlossenen Stoffkreisläufen aus ökonomischer und ökologischer Sicht erstrebenswert. Dabei bestehen trotz etablierter Recyclingverfahren, wie der Pyrolyse weitere Potenziale bei den CFK. Das Projekt…

Mehr als nur ein Klebstoff – Sensorische Klebefugen zur Strukturüberwachung von Windkraftrotorblättern

ArtikelVon Dr.rer.nat Thorsten Mahrholz, Maximilian Jux2024-10-24

Um die Energieerzeugungskosten in der Windenergiebranche weiter zu senken, geht der Trend zu Rotorblättern mit immer größerer Streckung und Länge. Die damit einhergehende Steigerung von Leistung und Ertrag der Windkraftanlagen, führt jedoch auch zu neuen Anforderungen an die Festigkeit der Blattstruktur und damit auch an die Qualität des Fertigungsprozesses. Insbesondere gilt dies für die lasttragenden…

Transfer im Systemleichtbau – Neue Produkte durch Anwendungsforschung

ArtikelVon Dr. -Ing. Johannes Riemenschneider2024-10-23

Die Überführung von Forschungsergebnissen in eine industrielle Verwertung ist ein wesentliches Ziel des DLR. Die Abteilung Leichtbauinnovation begleitet diesen Transferprozess für die Themen des Instituts für Systemleichtbau. Als Bindeglied zur Industrie identifiziert das interdisziplinäre Team der Abteilung potenzialträchtige Forschungsergebnisse und unterstützt beim Transfer der Technologien in die Anwendung. Zentrale Anlaufstelle ist dabei das Service Desk…

Überwachung hochbelasteter Bolzenverbindungen

ArtikelVon Till Julian Adam2024-10-22

Der Ausbau der Windenergie und die Senkung der Energieerzeugungskosten durch Einsatz immer größerer Windkraftanlagen ist ein entscheidender Baustein der Energiewende. Die mit der Rotorblattlänge zunehmenden statischen und dynamischen Belastungen der Strukturkomponenten erfordern den Einsatz neuer Struktur- und Überwachungstechnologien. In dem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Verbundprojekt SONYA erforscht das Institut gemeinsam mit…

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