Untersuchung von Anbindungskonzepten eines Klappmechanismus am hochgestreckten Flügel und Ableitung von Randbedingungen für den Flügelentwurf

Kurzfassung

Die hier präsentierte Arbeit beschäftigte sich mit der Implementierung einer klappbaren Flügelspitze am hochgestreckten Flugzeug-Tragflügel aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff, welche dessen Spannweite am Boden reduzieren kann. Ziel war es, dies mit minimaler zusätzlicher Strukturmasse umzusetzen. Ein gewichteter Vergleich verschiedener Konzepte befand ein Kragträger-Bolzen-Ansatz als optimal, worin man an Innenflügel und Flügelspitze Kragträger platziert und diese mit beweglichen Bolzen fixiert. Um das Versagen der Bolzenverbindung zu bewerten wurde ein repräsentatives FEM-Modell genutzt. Die darin bestimmten Wandstärken-Randbedingungen galten wurden dann in einer darauffolgenden Strukturoptimierung des Gesamtflügels angewandt. Diese Optimierung bestimmte, dass die Strukturmasse des hier betrachteten Tragflügels um mindestens 38,63 kg anwachsen muss, wenn ein Klappmechanismus implementiert werden soll. Hinsichtlich der Anordnung der Haltebolzen vorteilhaft, diese weit auseinander zu platzieren und ihren Durchmesser groß anzulegen, da das Laminat so weniger belastet wird. Außerdem sollten möglichst viele Träger verwendet werden, um die Lasten zu übertragen. Der Einfluss auf das Verformungsverhalten des optimierten Gesamtflügels durch den Klappmechanismus war vernachlässigbar klein.