Im Projekt „Robust Skin“ wurde gemeinsam mit den Partnern Airbus Defence and Space GmbH und Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) eine Material- und Prozesslösung für schadenstolerante Hybridstrukturen erforscht. Diese sollen mittels Gewichtsreduktion zu einem nachhaltigeren Flugverkehr von zukünftigen urbanen Luftfahrzeugen beitragen und deren hohe Robustheitsanforderungen erfüllen.
Am Lehrstuhl für Carbon Composites wurde dazu ein numerischer Multiskalenansatz entwickelt, welcher die Ermittlung geeigneter Materialpaarungen und Konstruktionsprinzipien für die anisotropen und inhomogenen Hybridlösungen ermöglichte. Inspiriert von der Natur, wurde das Prinzip eines Libellenflügels herangezogen. Dieses basiert auf einem Leichtbaukonzept, welches eine dünne Membran mit einem feingliedrigen Adernetz lokal verstärkt. Eine Übertragung dieses Prinzips in die Luftfahrt wurde im Rahmen des Projekts untersucht und in Form verschiedener Kombinationen flexibler Membranen und steifer, multihierarchischer Gitterstrukturen konzipiert.
Die entwickelten Konzepte und Modellierungen wurden durch Versuche an einem eigens entwickelten Prüfstand für die Charakterisierung von vorgespannten Membranen unter Impactbelastung validiert und abschließend exemplarisch durch Demonstratoren veranschaulicht. Das erforschte Prinzip einer „Robust Skin“ demonstriert das Potenzial, robustere Leichtbauweisen als herkömmliche Konstruktionen zu ermöglichen.
Der Lehrstuhl für Carbon Composites dankt der Bayerischen Forschungsstiftung (BFS) für die Förderung des Projektes „Robust Skin“ über eine Laufzeit von 18 Monaten.