CraCpit – Forschung an Sicherheitscockpits für Segelflugzeuge
Das Projekt soll auf allen Ebenen der Testpyramide (s.u.) Ergebnisse liefern, angefangen bei Materialkennwerten über Vorschlägen zum Design von Crashstrukturen und Simulationsmodellen bis hin zu Anregungen für die Anpassung von Zulassungsverfahren von Segelflugzeugen.
Projektpartner
Akaflieg München; NaSiCo: Leibniz Universität Hannover, Institut für Statik und Dynamik; Akaflieg Hannover
Laufzeit
01.01.2018 – 31.12.2022
Fördergeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Motivation
Segelflugzeugrümpfe sind typischerweise handlaminierte Faserverbundstrukturen, welche auf eine Vielzahl an Belastungsszenarien, wie z.B. Manöver- oder Böenlasten ausgelegt werden. Darüber hinaus muss von Herstellern ein quasistatischer Ersatzlastfall mit Lastvielfachen nach CS-22 erbracht werden. Dieser Lastfall ist jedoch kaum mit den tatsächlich auftretenden Lasten, wie sie beispielsweise bei einer Bruchlandung auftreten, vergleichbar. Aus diesem Grund soll das Projekt weitreichende Untersuchungen zur Definition eines repräsentativen Lastfalls, Materialverhalten unter hohen Dehnraten sowie von Gesamtstruktursimulationen und –crashtests beinhalten.
Landing Conditions, Malis et al., ICAS, 2006; Initiative ProSegelflieger, Martin Volck, OSTIV-SDP, 04.10.2015, Bern;
Crashworthiness of CFRP, http://energy.ornl.gov/CFCrush/rate_tests/rate_tests.cgi)
Vorgehen
Da das Projekt gleichermaßen im Bereich der Materialprüfung und der Simulation angesiedelt ist, wird eine Vielzahl an virtuellen Methoden sowie Prüfmethoden zum Einsatz kommen. Die Materialprüfungen werden auf den elektromechanischen, servohydraulischen und hochdynamischen Prüfmaschinen des TUM - LCC durchgeführt. Bereits bestehende Routinen zur Auswertung sollen für das Projekt benutzt bzw. auf dessen Notwendigkeiten hin angepasst werden. Der simulative Teil des Projekts wird dabei durch den kommerziellen Solver LS-Dyna, unterstützt durch die Pre- und Postprozessoren Ansa und Meta, abgedeckt. Die FE-Modelle werden mit Netzgrößen und Modellierungsstandards sowie Materialmodellen aufgebaut, die dem Stand der Technik entsprechen. Den letzten Teil des Projektes bildet eine Parameterstudie, welche auf einem validierten Strukturcrashtest beruht und Möglichkeiten zur Optimierung der Cockpitstruktur ausloten soll.
Danksagung
Der Lehrstuhl bedankt sich für die Förderung des Projektes “CraCpit – Methodenentwicklung und –verifikation zur Dimensionierung von Crashstrukturen für Leichtflugzeuge mit Abbildung unterschiedlicher Antriebskonfigurationen und zur Vereinfachung des Zulassungsverfahrens” (Förderkennung: 20E1703B), welche durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Umfang des “Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo V-3)” zur Verfügung gestellt wird.
Ansprechpartner
Dr.-Ing. Swen Zaremba