B2.4 - Morphing structures for the 1g-wing

Übersicht

Das Projekt B2.4 "Morphing structures for the 1g-wing" befasst sich mit dem Ausnutzen des nichtlinearen Strukturverhaltens von Strukturelementen eines Tragflügels für das Erreichen einer passiven Lastabminderung. Passive Lastabminderung bedeutet, dass sich der Tragflügel ohne zusätzliche Aktuatoren unter der aerodynamischer Last so verformt, dass Lastüberhöhungen infolge von Böen oder Manövern vermindert werden. Durch eine solche Beschränkung der maximal auftretenden Lasten soll als Ziel ein Tragflügel gewichtssparender ausgelegt werden können. Bei dem untersuchten Strukturverhalten steht ein signifikant nichtlineares Verhalten wie z.B. Beulen im Vordergrund.

Projektphasen

Das Projekt besteht aus drei Phasen, die hauptsächlich mit numerischen Methoden bearbeitet werden.

In Phase 1 werden charakteristische Bauteile aus Tragflügelstrukturen hinsichtlich ihres nichtlinearen Strukturverhaltens untersucht. Dies dient dem grundsätzlichen Verständnis, mit welchen Parametern ein gewünschtes Verhalten erreicht werden kann. In dieser Projektphase sind experimentelle Versuche zur Validierung der Simulationen vorgesehen.

In Phase 2 werden die Bauteile mit definiertem nichtlinearen Verhalten in eine quasi-2D Flügelsektion eingefügt und die Strukturmodelle mit einem Ströungsmodell für eine aeroelastischen Simulation gekoppelt. So soll die Verformung des Profils und
die Wechselwirkung der Verformung mit den aerodynamischen Lasten detailliert und zeitgenau bewertet werden.

Phase 3 erweitert diese Betrachtung auf einen vollständigen 3D-Flügel. So können komplexere Verformungen wie etwa Torsion zur Verschiebung der Last in Richtung Flügelwurzel untersucht und bewertet werden, um abschließend geeignete gewichtsgünstigere Flügelkonzepte zu entwickeln.