Damit sich die Anwendung von Verbundwerkstoffen im Flugzeugbau verbreitert, ist bis zum Jahre 2010 eine Senkung der Preise für Composite auf 100-250 USD/lb erforderlich (heutige Preise: 350-500 USD/lb, Aluminiumstrukturen: 150-300 USD/lb). Die Entwicklungen bei den Werkstoffen und Komponenten richten sich auf Kostensenkungen für Materialien und Herstellungs- und Reparaturprozessse sowie auf kostenorientierte Konstruktionsmethoden. Neue Impulse gehen vom Konzept der 'Intelligenten Strukturen' aus (Shoji Shimamura 1978). Es beinhaltet die Verbindung von verformbaren Verbundwerkstoff-Strukturen mit Sensoren ('Nerven') und Aktuatoren ('Muskeln') zu 'lebenden Systemen', die auf Veränderungen der Umgebung aktiv reagieren können. Die Anpassung an externe Einflüsse geschieht über piezoelektrische oder magnetostriktive Elemente bzw. über Formgedächtnislegierungen. Damit lassen sich Funktionen realisieren wie: Überwachung des Zustandes einer Struktur, Selbstreparatur, Optimierung der Belastung durch Anpassung der Gestalt an die wirkenden Kräfte sowie Unterdrückung von Schwingungen und Lärm. Intelligente Strukturen führen zu Vereinfachungen und Gewichtseinsparungen bei Kontroll- und Steuersystemen. Zu den Forschungsthemen auf dem Gebiet der 'Smart Functions' gehören die Miniaturisierung von Sensoren auf Basis von optischen Fasern, die Erweiterung des Reaktionsbereichs von Piezokeramik und Formgedächtnislegierungen, die Entwicklung von Produktionstechnologien für die neuartigen Baugruppen (Smart Manufacturing) und von Technologien für die Zustands- und Schadensüberwachung, die Vibrationsunterdrückung und die Gestaltanpassung. Für letztere liegen Anwendungen bei der Formveränderung von Tragflächen entsprechend dem Flugzustand und von Rotorblättern von Hubschraubern, Turbinen und Windkraftanlagen zur Lärmminderung. Da das Gebiet der Intelligenten Strukturen eine komplexe Verflechtung von Werkstofforschung, Konstruktionstechnik und Informationsverarbeitung erfordert, liegen noch keine kommerziellen Anwendungen vor. Erste Ergebnisse werden aus dem Smart Wind-Programm der USA, dem Monitor-Projekt der EU und Projekten zur Entwicklung neuer Überschallflugzeuge (Supersonic Transport, SST) erwartet.


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    Titel :

    Trends in aircraft composite material technologies and outlook on smart composite structures


    Weitere Titelangaben:

    Trends bei den Verbundwerkstoffen für die Luftfahrt und Ausblick auf intelligente Verbundwerkstoffstrukturen


    Beteiligte:
    Sakamoto, A. (Autor:in)

    Erschienen in:

    New Technology Japan ; 25 , 9 ; 23-29


    Erscheinungsdatum :

    1997


    Format / Umfang :

    7 Seiten, 7 Bilder, 6 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch