Streuung von Schlagschäden beherrschen mit Probabilistik und KI

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Eine detaillierte Analyse und Bewertung von Schlagschäden in Faserverbunden ist elementar für eine schadenstolerante Auslegung von Luftfahrtstrukturen. Derzeitige simulationsbasierte Bewertungen eignen sich zwar gut, bedienen sich jedoch konservativer Annahmen. Bisher verwendet man deterministische Berechnungsmethoden, um Impactschäden numerisch zu berechnen. Konservative Sicherheitsfaktoren decken dabei mögliche Streuungen infolge von Unsicherheiten ab. Ein neuer stochastischer, KI-basierter Simulationsansatz bietet…

Beispiel-Verformungen für die Gesamtschaufel und in den aerodynamischen Profilschnitten

Effiziente Flugzeugtriebwerke: Was wir von den Vögeln lernen können

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Da können die Flugzeugkonstrukteure nur staunen: Vögel verändern die Form ihrer Flügel während des Fluges, sind dadurch wendiger, an wechselnde Winde anpassungsfähig und gemessen an ihrer Größe extrem energieeffizient. Dagegen weisen die starren Schaufeln der Flugzeugtriebwerke während des gesamten Reiseflugs das gleiche Profil auf. Gängige Triebwerke bestehen aus einer Vielzahl von Schaufeln, die wie kleine…

3D-gedrucktes Fehlerfreie Integration des Inserts in ein Sandwichelement

Inserts neu gedacht. Mittels 3D-Druck zum perfekt integrierten Insert!

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Aus dem Leichtbau sind Sandwichstrukturen nicht mehr wegzudenken. Die Gründe dafür liegen in ihrer hohen gewichtsbezogenen Biegesteifigkeit und Beulstabilität. Üblicherweise bestehen Sandwichelemente aus zwei dünnen zug- und druckfesten Deckschichten und einem dazwischen liegenden leichten und druckfesten Kern. Diese Kombination sorgt für die hervorragenden Leichtbaueigenschaften. Das gilt besonders, wenn die Deckschichten aus dünnen Kohlenstofffaser (CFK-)- oder…

Durch wiederholte Analyse realistischer Thermallasten lassen sich ihre Unsicherheiten berücksichtigen

Verbessertes Design durch thermalen Systemleichtbau

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Die betriebssichere Auslegung von thermisch belasteten Leichtbaustrukturen ist eine besondere Herausforderung. Strukturen in und um Triebwerksbereiche, wiederkehrende Raumfahrtstrukturen und strukturelle Umgebungen von Batterie- und Brennstoffzellen müssen einer folgenreichen Kombination von Temperatur und mechanischer Belastung widerstehen: Zum einen wirken die Wärmedehnungen als zusätzliche Lasten, zum anderen erweicht die Matrix bei hohen Temperaturen. Beides führt fatalerweise zu…

Glasfaserverstärkte Kunststoffprobe im Biegeversuch. Der Superkondensator ist mittig im Randbereich der Probe integriert. Die mechanische Messung wird durch eine elektrochemische Messung begleitet.

Autarke Alleskönner – Ein Superkondensator als multifunktionaler Sensor

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Auf dem Weg in eine emissionsfreie Mobilität bietet die Integration von Energiespeichern in Luftfahrtstrukturen einen neuen Ansatz, um Gewicht und Volumen zu reduzieren. Ermöglicht wird dies durch die wechselseitige Substitution von Struktur und Energiespeicher. Die Struktur übernimmt dabei Funktionen des Energiespeichers, während dieser mechanische Lasten aufnehmen kann. Das Vereinen von Struktur und Energiespeicher macht es…

Was entfaltbare Satelliten-Strukturen und Bäume gemeinsam haben

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Im Juli 2021 hat das DLR bereits seine 37. Parabelflugkampagne durchgeführt. Diesmal im Fokus: Tests verschiedener, entfaltbarer Strukturen für Raumfahrtanwendungen. Das Grundelement für fast alle Konzepte ist dabei der aufrollbare Leichtbau-Mast des DLR. Was die Struktur selbst anbetrifft, hat dieser Mast bereits in vorangegangenen Projekten einen hohen Grad an Perfektion und eine beeindruckende Effizienz erreicht.…

Die Natur zeigt, wie es geht – Vom Insektenflügel zum BionicWingSat für den Weltraum

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Vielfältig sind die Einsatzbereiche für flächige Strukturen an Satelliten: Solar Arrays zur Stromerzeugung, Bremsfallschirme für das Deorbiting, Solar Sails als Antrieb oder Sonnenblenden zur Abschattung. Dazu bedarf es meist großer Flächen aus sehr dünnen Folien. Sie müssen sich für den Raumtransport in einem kleinen Paket verstauen lassen und im Orbit wieder zur vollen Größe entfalten…

Entfaltungsmechanismus (DLR) mit eingespanntem 13m Mast (NASA)

Schwingen, Biegen, Drücken – Versuche an einem 13 m Mast für ein Sonnensegel in Schwerelosigkeit

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Eigens für diese Anwendung hat das DLR einen geeigneten Entfaltungsmechanismus entwickelt und bereits umfangreich getestet. Der Mechanismus und die Stützstruktur verwenden äußerst dünnwandige Masten aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen, die die NASA bereitstellt. Um das gesamte Kreuz aus vier Masten als Struktur für das spätere Segel entfalten zu können, ist viel Platz erforderlich – so viel, wie ihn…

Aus klein mach groß – Erprobung neuartiger Raumfahrt-Solarmodule im Parabelflug

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Eine große Hürde beim Raumtransport ist der begrenzte Platz an Bord der Rakete. Das ist das Nadelöhr, durch das alles hindurchmuss, was in den Orbit fliegen soll – idealerweise in einem kleinen Paket. Zur Stromversorgung der Satelliten bedarf es dagegen immer großflächigerer Strukturen für die Solarpanels, um den steigenden Energiebedarf zu decken. Vom kleinen Paket…