In Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl für Leichtbau der TU München wird die Umsetzbarkeit eines formvariablen Flügelvorderkantenkonzepts in zukünftigen Segelflugzeugen untersucht. Grundlage der Forschungsaktivitäten ist ein an der TUM entwickelter aerodynamischer Entwurf eines Segelflugzeugs mit einem eigens dafür entwickelten Vorentwurf eines Laminarprofils, das durch seine Formveränderung in den vorderen 40% der Profiltiefe zwischen einem Schnell- und einem stärker gewölbten Langsamflugzustand ein bedeutendes Potential zur Flugleistungssteigerung aufzeigt. Unter Verwendung numerischer Optimierungsmethoden wird derzeit der Profil- und Tragflügelentwurf in Zusammenarbeit mit dem DLR-Institut für Aerodynamik und Strömungsmechanik vorangetrieben. Adaptive Verstellmechanismen (Compliant Mechanisms) wandeln eine Eingangsverformung an einem Aktuationspunkt durch die elastische Verformung ihrer fachwerkähnlichen Topologie in eine präzise Formveränderung des gesamten Profils der Flügelvorderkante um. Die Synthetisierung solcher Mechanismen mittels Topologieoptimierung und deren additive Fertigung werden untersucht. Dazu werden derzeit eigene Optimierungsalgorithmen unter Verwendung eines nichtlinearen FEM-Solvers und mit Implementierung von Spannungsrestriktionen entwickelt. Eine Flügelschalenbauweise aus CFK und GFK, die in Spannweitenrichtung steif und in Flugrichtung flexibel ist, wurde am Lehrstuhl für Leichtbau entworfen und wird hinsichtlich Verformbarkeit und Oberflächengüte numerisch optimiert. Die fertigungstechnische Umsetzbarkeit in einem Vakuuminfusionsverfahren konnte bereits für ebene und einfach gekrümmte Strukturen gezeigt werden. In weiteren Untersuchungen wird die Fertigbarkeit ganzer Flügelsegmente untersucht. Der hochgestreckte und dünne Flügelentwurf stellt den strukturellen Entwurf der lasttragenden Primärstruktur vor neue Herausforderungen. Bisher im Segelflugzeugbau unkonventionelle Bauweisen, Werkstoffe und Fertigungsmethoden sowie die Integration des aeroelastic Tailorings in die Entwurfskette werden untersucht. Die bisherigen Arbeiten stellen Vorarbeiten zu einem 2018 beginnenden Projekt dar, welches durch das Bundeswirtschaftsministerium über das Luftfahrtforschungsprogramm LuFo V-3 gefördert wird. Die Funktionsfähigkeit aller Komponenten soll zu einem späteren Projektzeitpunkt in einem Demonstratorflügelsegment dargestellt werden.
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In Forschungsaktivitäten am Lehrstuhl für Leichtbau der TU München wird die Umsetzbarkeit eines formvariablen Flügelvorderkantenkonzepts in zukünftigen Segelflugzeugen untersucht. Grundlage der Forschungsaktivitäten ist ein an der TUM entwickelter aerodynamischer Entwurf eines Segelflugzeugs mit einem eigens dafür entwickelten Vorentwurf eines Laminarprofils, das durch seine Formveränderung in den vorderen 40% der Profiltiefe zwischen einem Schnell- und einem stärker gewölbten Langsamflugzustand...
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