Innovative Schilde für Flugzeuge

Kompositmaterialien bieten im Vergleich zu konventionellen Materialien ein wesentlich besseres Festigkeits-Gewichts-Verhältnis. Sie werden vielfach bei der Fertigung von Flugzeugbauteilen eingesetzt. Mit Hilfe der EU-Finanzierung des Projekts "Impact test campaign" (IMPTEST) entwickeln die Wissenschaftler Schutzschilde aus Polymerkompositen zum Schutz von Flugzeugen vor kleinen Bruchstücken, die sich von rotierenden Teilen ablösen.

IMPTEST nutzt eine Leichtgaskanone, um Aufprallerscheinungen auf Schutzschildmaterialien zu untersuchen. Erstens erkundet man den ballistischen Grenzwert einer Anzahl von Metall- und Kompositschutzschilden unter Einsatz von drei verschiedenen Schlagkörpern. Auf Grundlage der ausgewählten Schutzschildkonstruktionen wird man dann den Einfluss der Auftprallwinkel bewerten. Das Projekt untersucht außerdem die Materialalterung.

Zur Erforschung des Temperatureinflusses testet IMPTEST Faserbündel bei 120 und - 40 Grad Celsius. Mit Hochgeschwindigkeitsfotografien zeichnet man die Aufprallauswirkungen bei allen Proben auf, während verschiedene fraktografische Verfahren dazu dienen, den verursachten Schaden zu charakterisieren.

Bislang fokussierten die Wissenschaftler ihre Bemühungen auf Konstruktion und Fertigung der zu testenden Schutzschilde sowie Aufbau und Modifizierung der Leichtgaskanone. Man führte numerische Simulationen durch, um die geeignete Größe und Einspannung der Proben sowie geeignete Geometrien der Testprojektile zu finden. Die Schutzschildfertigung ist bereits abgeschlossen.

Die von IMPTEST erwarteten Endergebnisse sind leichtgewichtige Polymerkomposit-Schutzschilde, die als eine Grundlage der aktuellen und zukünftigen Flugzeugentwicklung dienen werden. Innovative Technologien dieser Art sind zur Bereitstellung moderner Motorentechnologien wie etwa der Architektur mit offenem Rotor erforderlich, die den Treibstoffverbrauch senken und die Kohlendioxidemission eindämmen kann.