Die Hilfsgasturbine (APU) im Heck eines Flugzeuges verfügt über eine eigene Luftzufuhr, den so genannten Triebwerkseinlauf. Um Gewicht und Kosten zu senken, wurde in einem Forschungsprojekt eine alternative Bauweise aus Faserverbundwerkstoff untersucht. Die Hauptanforderungen an das Bauteil gliedern sich in die vier Bereiche Aerodynamik, Akustik, Strukturmechanik und Kosten. Im Einlaufkanal entsteht ein nicht unerheblicher Unterdruck, welcher nicht zu einer Deformation der Struktur führen darf. Neben den akustischen Anforderungen, welche bereits einen erheblichen Einfluß auf die Konstruktion haben, stellen vor allem die in der Luftfahrt besonders strengen Richtlinien bezüglich der Brandeigenschaften eine große Herausforderung an das Gesamtkonzept dar. Als Faserhalbzeug kommt Carbon-Gewebe zum Einsatz. Das Polyisocyanurat Blendur der Fa. Bayer erfüllt die sehr hohen Fire-Smoke-Toxicity-(FST-) Anforderungen und verfügt über sehr gute strukturmechanische Eigenschaften. Aus diesem Werkstoff wurde ein APU-Einlauf gefertigt und erprobt. Für die Herstellung wurde ein spezieller Fertigungs-Tool eingesetzt (Low-Cost-Low-Weight - LCLW). Die Grundlagen bilden geschäumte Kunststoffe mit entsprechend präparierten glatten undurchlässigen Oberflächen. Die Anforderungen an Maßtoleranz und Oberflächengüte sind dabei eine große Herausforderung und erfordern umfangreiches Know-How und Erfahrung. Das LCLW-Fertigungstool arbeitet mit Zwischenabformungsschritten, in welche die Fertigungswerkzeugeigenschaften bis zur finalen CFK-Form sukzessive erhöht wurde. In einem nächsten Schritt wurden dann auf Basis dieser CFK-Formen die eigentlichen Bauteile des Triebwerkseinlaufs gefertigt. Das Resultat dieses zusätzlichen Fertigungsschrittes ist eine Kosteneinsparung von 70 % bei einer Gewichtsreduktion der Fertigungstools auf insgesamt ca. 70 kg.
Entwicklung eines brandsicheren CFK-Lufteinlaufes für das Hilfsenergieaggregat (APU) eines Verkehrsflugzeuges
2003
5 Seiten, 12 Bilder
Conference paper
German
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