Entwicklung von Fertigungs- und Bauweisenkonzepten für Zugangsöffnungen und Klappen von UAV-Rumpfstrukturen

Kurzfassung

Im Bereich unbemannter Flugzeuge finden Faserverbundwerkstoffe verstärkt Anwendung, um die stetig steigenden Anforderungen an Festigkeit und Gewichtsreduzierung zu erfüllen. Vor diesem Hintergrund nimmt das DLR mit Eigenmitteln an der Open Innovation Initiative „SAGITTA“ teil. Zielsetzung ist hierbei die Identifizierung und Bearbeitung von Forschungsthemen für ein Future Combat Air System (FCAS). Informationen zu dieser Initiative finden sich in den Grundlagen dieser Arbeit. Die Sagitta-Partner arbeiten mit jeweils spezifischen Forschungsthemen daran, einen flugfähigen Prototyp mit ca. 3m Spannweite zu bauen, um die jeweiligen Forschungsthemen zu demonstrieren. Aufgabe des DLR - Institut für Faserverbundleichtbau und Adaptronik ist hierbei der Aufbau der Faserverbundrumpfstruktur des Demonstrators. In dieser Arbeit werden faserverbundgerechte Fertigungs- und Bauweisenkonzepte für Zugangsöffnungen am Beispiel des UAV Sagitta entwickelt und erprobt. Sowohl die prozesstechnischen Fertigungsschritte zur Herstellung einer Demonstrator-Schale, wie auch das prinzipielle Design der Zugangsöffnungen sind das Kernthema dieser Aufgabenstellung. Die Herstellung der Schalenstrukturen aus CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) soll sich auf die monolithische Bauweise in Infusionstechnik beschränken. Die Zugangsdeckel sind mit einem hier zu ermittelnden Verfahren spaltarm aus der Schale herauszuarbeiten. Bei der anschließenden Integration der Deckel wird sich auf das Schrauben in dünne CFK-Schalen beschränkt. Hierfür ist ein geeigneter Hinterbau bzw. Befestigungsrahmen erforderlich. Durch den Vergleich unterschiedlicher integraler und differentieller Bauweisenansätze, soll das am besten geeignete Fertigungsverfahren ermittelt werden. Andere Integrationsmöglichkeiten werden nur in Grundzügen angesprochen. Das optimale Bauweisenkonzept soll anhand eines nichtflugfähigen Prototyps der 1m Sagitta-Schale mit innerer Versteifungsstruktur (Schnittplan liegt vor) demonstriert werden.