Funktionsintegrierte Hochauftriebsstrukturen · PDF fileFunktionsintegrierte...

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Dr. Eberhard Greff Vice President A350XWB Wing High-Lift Design Funktionsintegrierte Hochauftriebsstrukturen Anforderungen und Handlungsfelder Siebter Wissenschaftstag des Instituts für Faserverbundleichtbau und DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Siebter Wissenschaftstag des Instituts für Faserverbundleichtbau und Adaptronik am 30. September 2010

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Dr. Eberhard GreffVice President

A350XWBWing High-Lift Design

Funktionsintegrierte HochauftriebsstrukturengAnforderungen und Handlungsfelder

Siebter Wissenschaftstag des Instituts für Faserverbundleichtbau und

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

Siebter Wissenschaftstag des Instituts für Faserverbundleichtbau und Adaptronik am 30. September 2010

Gliederung

Prozeßkette Hochauftrieb und Technologieziele

Optimierung Klassische High-Lift Konfiguration

“Smarte” Konfigurationen mit Strömungskontrolle

Konfigurationen zur Unterstützung der Laminarisierungg g g

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 30.09.2010 Page 2

Die Bedeutung des Hochauftriebssystems

JedesJedes modernemoderne VerkehrsflugzeugVerkehrsflugzeugbenötigtbenötigt einein HochauftriebssystemHochauftriebssystem. Dies . Dies JedesJedes modernemoderne VerkehrsflugzeugVerkehrsflugzeugbenötigtbenötigt einein HochauftriebssystemHochauftriebssystem. Dies . Dies

Bedeutung des HochauftriebsBedeutung des Hochauftriebs

V l i L flV l i L fl gg yybasiertbasiert auf den auf den divergierendendivergierendenAnforderungenAnforderungen beimbeim Start Start hohenhohenAuftriebAuftrieb mitmit möglichstmöglichst geringemgeringem und und beibei der der LandungLandung möglichstmöglichst hohenhohen

gg yybasiertbasiert auf den auf den divergierendendivergierendenAnforderungenAnforderungen beimbeim Start Start hohenhohenAuftriebAuftrieb mitmit möglichstmöglichst geringemgeringem und und beibei der der LandungLandung möglichstmöglichst hohenhohen

Vogel im LangsamflugVogel im Langsamflug

... im ReiseflugVogel im ReiseflugVogel im Reiseflug Hochauftriebshilfen an einem Hochauftriebshilfen an einem

A340 FlügelA340 Flügelgg gg

WiderstandWiderstand zuzu erzeugenerzeugen. . VerschiedensteVerschiedenste KonzepteKonzepte sindsind hierhier seitseitBeginnBeginn des des MenschenflugsMenschenflugs umgesetztumgesetztwordenworden. In . In modernenmodernen VerkehrsflugVerkehrsflug--

gg ggWiderstandWiderstand zuzu erzeugenerzeugen. . VerschiedensteVerschiedenste KonzepteKonzepte sindsind hierhier seitseitBeginnBeginn des des MenschenflugsMenschenflugs umgesetztumgesetztwordenworden. In . In modernenmodernen VerkehrsflugVerkehrsflug--ggzeugenzeugen sindsind heuteheute elektrohydraulischelektrohydraulischangetriebeneangetriebene VorflügelVorflügel und und LandeLande--klappenklappen mitmit hoherhoher ZuverlässigkeitZuverlässigkeitStand der Stand der TechnikTechnik. . ZurZur ErhöhungErhöhung der der

ggzeugenzeugen sindsind heuteheute elektrohydraulischelektrohydraulischangetriebeneangetriebene VorflügelVorflügel und und LandeLande--klappenklappen mitmit hoherhoher ZuverlässigkeitZuverlässigkeitStand der Stand der TechnikTechnik. . ZurZur ErhöhungErhöhung der der

A380 Kinematik InnenklappeA380 Kinematik Innenklappe A380 Kinematik AußenklappeA380 Kinematik Außenklappegg

FlugfrequenzFlugfrequenz und und LärmreduktionLärmreduktion sindsindneueneue FunktionalitätenFunktionalitäten am am FlügelFlügel von von NötenNöten! => ! => EineEine ersteerste AnwendungAnwendung ististdie A350 Adaptive Dropped Hinge die A350 Adaptive Dropped Hinge

ggFlugfrequenzFlugfrequenz und und LärmreduktionLärmreduktion sindsindneueneue FunktionalitätenFunktionalitäten am am FlügelFlügel von von NötenNöten! => ! => EineEine ersteerste AnwendungAnwendung ististdie A350 Adaptive Dropped Hinge die A350 Adaptive Dropped Hinge

VorflügelVorflügel

p pp gp pp gFlapFlap

p pp gp pp gFlapFlap

StartLandungStart

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

KlappenseitenkantenKlappenseitenkanten SpalteSpalte

30.09.2010 Page 3

Vision 2020 : Herausforderungen für zukünftige Flugzeuge

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“…by 2020 all new Airbus aircraft

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entering the market would produce50 per cent less CO280 per cent less Nox

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50 per cent less perceived noise

than levels in 2000!”*

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Zur Erreichung der ambitionierten Umweltziele sind Widerstands- und Lärmreduktion unverzichtbare Beiträge des Zellenherstellers

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

*LLärmreduktion unverzichtbare Beiträge des Zellenherstellers

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Process Chain for Wing High Lift in BremenM f t i

Strategic ProcurementWing Equipping / High Lift

$/€

Manufacturing engineering

$/€

Delivery to finalVerification tests

Delivery to final assembly line

Design engineering

Future projects

System engineering Flight physics

Structure R&T Engineering

30.09.2010

The complete engineering and manufacturing process chain is integrated at Bremen site to fulfil customer needs

Page 5DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

High Level Target Concepts (HLTC) der ACARE-Gruppe (Advisory Council for Aeronautical Research in Europe)

Wing High-Lift Schwerpunkteadressieren mehrere HLTC:• Wirbelnachlaufreduktion• Kurzstart /-landefähigkeiten

Highly Time Efficient

Kurzstart / landefähigkeiten• Kostenoptimierte Komponenten • Umweltoptimierte Konfiguration• Lärmarme und DurchsatzoptimierteHighly Time Efficient p

An-/Abflugbahnen

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

Ultra GreenHighly Cost Oriented

30.09.2010 Page 6

Start einer A380-800 in 2005

Schon einSchon ein wesentlicher Schritt in Ri htRichtung Vision 2020:z.B.: Einführung der Droop-Nose

SiteTour_ProfessorengruppeRWTHAachenfinalV1_220710

Eine wesentliche Herausforderung für den LHD

Wing & Pylon Challenges

Engineering Related Aspects• Beside fuselage / cabin the wing will have

increasing importance with respect to overall aircraft performanceaircraft performance

• Laminar flow technologies• CFRP versus AI, Monocoque Wing Initiative

& other disruptive scenarios• Advanced design (weight, cost)• Integration of composite materials into Pylon• Hybrid composite Pylon & innovative

structure technologiesstructure technologies

Manufacturing Related Aspects• Modular built concept highly• Modular built concept, highly

integrated• Surface quality, accuracy• Increasing buy to make ratio• Reduce lead time / WIP• Increased rates• Adaptation of Pylon technologies &

manufacturing processes

R&T TWE Strategy Working Group Input - 29th July, 2010 Page 8

manufacturing processes

High Lift Challenges

Engineering related aspects• Lightweight & robust, maintenance

reduced High Lift structures and systems with highest operationalsystems with highest operational availability

• High Lift as enabler for dragreduction by laminar flowtechnologiestechnologies

• High Lift technologies to reduce cycle development

• Increasing relevance for cruise flight

Manufacturing related aspects• Simplistic and highly

integrated High Liftintegrated High Lift • Increasing functionality• Surface quality, accuracy• Component design for high p g g

rate manufacturing and assembly

• Fulfil cruise flight criteria

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 9Page 9

Objectives of Wing / High-Lift research and development

Global Objectives / Motivation

•Development of innovative

Increase of Airport Capacity• Improved climb performance• Reduced speed and steep

approach capability for landingp

Wing High-Lift Technologies for aircraft configurations, which

are- environmentally friendly

- cost efficient Reduce of high lift noiseSl t- improving overall aircraftperformance

- reliable with minimum maintenance

according to the „High Level conventional A/C

advanced A/CReduce of high lift noise

Example : 6° Approach (which seems

feasible with a multifunctional TE) reduces Noise by 6dB

Slats

g gTarget Concepts HLTC“ based on the „Vision 2020 / ACARE Strategic Research Agenda

SRA 2“

co ve o /C

Flap side edges Gaps

Improved cruise flight performance by application ofp y pplaminar flow technologies with Wing/High Lift configuration as

enabler

High lift is not only driver to achieve low speed performance but as well enabler for high speed performance Application of

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as well enabler for high speed performance. Application of laminar flow technologies has potential for at least 10%

performance improvement.DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

Hochauftriebstechnologieziele

Kurz-, Mittel- und Langfristige Ziele•Reduzierte(s) Struktur/System Gewicht, Wartung, H t llk t (RC)Herstellkosten (RC)

•Verbesserte Startgleitzahl (L/D), z.B. durch hohe Flügelstreckung & Knicknase

•Multifunktionaler Einsatz von SteuerflächenMultifunktionaler Einsatz von Steuerflächen•Reduzierter Nullwiderstand (Reduzierte Fairings)•Hoher Auftrieb & Widerstand für Landung•Strömungskontrolle L t t t t i i l S ik•Laststeuerungsstrategien incl. Sensorik

•Multidisziplinäre Optimierung/Simulation mit Expertensystemen

Technologie - Applikationen•Airbus Produktgruppen

-A350 und Folgeprogramme

Neue An- und Abflug-verfahren

4D-Navigation =>Steiler Steigen/Landen

•QSTOL/QICE (Quiet Innovative Commuter)-Extreme Kurzstart-/Landefähigkeit-Lärmoptimiertes, kosteneffizientes Kurzstreckenflugzeug

gauf gekrümmten

Bahnen

Unkonventionelle Konfigurationen

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 11

Kurzstreckenflugzeug•Unkonventionelle Flugzeugkonfigurationen, z.B.

-Blended Wing Body / Joined Wing A/C

Konfigurationen

Gliederung

Prozeßkette Hochauftrieb und Technologieziele

Optimierung Klassische High-Lift Konfiguration

“Smarte” Konfigurationen mit Strömungskontrolle

Konfigurationen zur Unterstützung der Laminarisierungg g g

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Composite Multispar Flap Project Summary1st CMF Large Scale Article –

Wing/High Lift – R&T Project example

Composite Multispar FlapCMF / CFK Integral

Process Chain for Wing High Lift in Bremen

DELIVERABLE:7.4m full integral closed box composite multi spar flap demonstrator

REFERENCE:

Project Summary1 CMF Large Scale Article –Full Integral Composite Multispar Flap Structure

Wing High Lift in Bremen REFERENCE:A320 outboard flap

TECHNOLOGY READINESS LEVEL (TRL)TRL4 achieved in May 2009 : (incl. 1.5m flap section static test)Full Scale Demonstrator successfully manufactured

Strategic Procurement Wing Equipping / High Lift

$/€$/€Verification tests

Strategic Procurement Wing Equipping / High Lift

$/€$/€Verification tests

in Feb 2010TRL5 planned for 2010TRL6 planned for 2011 (incl. Static & fatigue full scale test)

INNOVATIVE STEPS:Future projects

Design engineering

System engineering Flight physics

Delivery to final assembly line

Structure R&T Engineering

Future projects

Design engineering

System engineering Flight physics

Delivery to final assembly line

Structure R&T Engineering

Funding: Today's design vs. Future Design

from differential to integral flapsfrom multi rib to multi spar designfrom autoclave to autoclave-free manufacture

A320 outboard flap integral CFRP structure. First full scale demonstrator

Differential multi rib flap design Highly integral composite flap design

- Highly differential CFRP flap design- High amount of expensive single parts (e.g. prepreg)

- Autoclave necessary- High complexity leads to high assembly effort

- Significantly reduced number of assembly parts - Recurring cost saving potential of up to 25 %- Task is the manufacturing of a closed structure

by a single-shot injection- No autoclave necessary

European UnionEuropean Regional Development Fund

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Wesentlicher Vorteil:25% Herstellkostenreduktion

y

A350 XWB Adaptive Dropped Hinge Klappen

Adaptive Dropped Hinge Klappe

• Reduktion der Betriebskosten

vatio

n

• Reduktion des Lärmpegels & Widerstands

Mot

iv

Lösu

ng • Multifunktionales Hinterkantenklappensystem: Adaptive Dropped Hinge Klappe• Verwendung als Hochauftriebshilfe und zur Profiladaptierung im Reiseflug =>

Variable Wölbung• Signifikante Verbesserung der Hochauftriebswirksamkeit, deutliche Gewichts-

einsparung & geringere Komplexität• L t b i d f kti d h iti diff ti ll A hlä dor

teil

Variable Wölbung

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

• Lastabminderungsfunktion durch spannweitig differentielle Ausschläge undReiseflugwiderstandsreduktion

Vo

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Award for Excellence on A350 Innovation

Implementation of the Adaptive Dropped Hinge FlapAdaptive Dropped Hinge Flap

(ADHF) for A350 XWB• Category Innovation

30.09.2010 Page 15

• Corporate Award 16th Dec. 2009DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

Evolutionäre High Lift Konzepte in Lufo III/IV

Conventionalconfiguration

Newconfiguration

• Advanced Drooped Nose Device

• Slat less wing/fixed leading edgeg• Smart Leading Edge Device

• CFRP Slat

Ad d L S f Fl• Advanced Lower Surface Flap

Sl tt d C b T b*

• Distributed Flap Drive System

• Slotted Camber Tab*

• Dropped Hinge Flap

• Mini Trailing Edge• CFRP flap support design*• Electronic Jam Detection*

• New inboard flap

Mini Trailing Edge Devices*

Cruise

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• Load Introduction Rib• Sliding Tracks Landing

CruiseTake-Off

Gliederung

Prozeßkette Hochauftrieb und Technologieziele

Optimierung Klassische High-Lift Konfiguration

“Smarte” Konfigurationen mit Strömungskontrolle

Konfigurationen zur Unterstützung der Laminarisierungg g g

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Entscheidend für die Umsetzbarkeit des Zusatzauftriebs in geringere Anfluggeschwindigkeiten oder geringere Flügelflächen ist die

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Anfluggeschwindigkeiten oder geringere Flügelflächen ist die operationelle Verfügbarkeit des Zusatzauftriebs. Maßstab:

Wahrscheinlichkeit Clean Landing < 10^-09/h

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SFB 880: Grundlagen des Hochauftriebs künftigerVerkehrsflugzeuge

Rolf Radespiel, TU BSEine substantielle Reduktion der Start- und Landestrecken beiEine substantielle Reduktion der Start und Landestrecken bei

gleichzeitiger Minimierung des Fluglärms ist nur über eine drastische Erhöhung des fliegbaren Auftriebsbeiwerts machbar. Der kürzlich

begutachtete SFB 880 ist aus Industriesicht genau der richtige Ansatz

Gliederung

Prozeßkette Hochauftrieb und Technologieziele

Optimierung Klassische High-Lift Konfiguration

“Smarte” Konfigurationen mit Strömungskontrolle

Konfigurationen zur Unterstützung der Laminarisierungg g g

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Laminarströmungshistorie und –wissen innerhalb des LHD

20% 40%30% 50%

Airb

us

20% 40%30% 50%

F100 NLF Handschuh1992

ATTAS NLF Handschuh1987

A340 HLFC A320 HLFC SLW199619921987 Handschuh,1995 1996

HLFC= Hybrid Laminar Flow Control (durchNLF= Natural Laminar Flow (durch Formgebung des Profils)

Transition > 55% Profiltiefe & Profilwiderstandsreduktion bis zu 45% sind möglich, aber erhebliche Anstrengungen zur

Profilgebung und Absaugung an der Nase)

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

g g gSystem- und Strukturintegration sind noch nötig, um dieses Potenzial zu heben

30.09.2010 Page 24

Laminarität: Status und Ausblick

198

Widerstandsreduktionspotential durch Natural und Hybrid Laminar Flow Control im Freiflug eindeutig demonstriert.

80

Grundlegende Entwurfskriterien und Systemlösungen erarbeitet und validiert.

2000

Industrielle Lösungen für den operationellen Einsatz werden erarbeitet und demonstriert: Oberflächenqualität / Fertigungskonzepte

Oberflächenqualität / Fertigungskonzepte- Kontaminationsvermeidung- Flügelenteisung- Effizienz und Zuverlässigkeit von aktiven Absauge Systemen

2015

Öl Preis Entwicklung

aktiven Absauge-Systemen

... steigende Energiepreise rechtfertigenden Einsatz von komplexeren

2000 20081990

Priorität hat zunächst der NLF Flügel, der vor kurzem den TRL3 Meilenstein schaffte. Am weiteren Horizont kommt dann HLFC, wo das DLR i Ei t tüt t d h Ai b di M hb k it t di it

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910

den Einsatz von komplexeren Technologien zur Kraftstoffeinsparung

2000 20081990

30.09.2010 Page 25

DLR im Eigenantrag gestützt durch Airbus die Machbarkeitsstudien mit einem vereinfachten Absaugesystem an einem 1:1 Modell im NWB

weiterführt.

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 26

HIT - SmartLED – Technical Content

• Main Objective:Verification of deformability under mechanical loads (e.g. wing bending)

• Main Worksteps:Evaluation of „Smart Droop Nose“ conceptsIdentification of suitable conventional materialsS t D N “ d i„Smart Droop Nose“ design

• Full Scale „Smart Droop Nose“ Demonstrator:Nose and front spar3-dimensional structure (2,5 m span)Active deformation under mechanical loads (wing bending)Active deformation under mechanical loads (wing bending)

• Reference Wing Design:FNG Flügel Neuer Generation

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FNG – Flügel Neuer Generation

Airbus

• Erstellen und Erläutern der industriellen Anforderungen an eine Smart LED“eine „Smart LED

• Bereitstellung der FNG-ReferenzdatenB l it d B t d

Laminar Wing ApplicationLaminar Wing Application

• Begleitung und Bewertung der Konzeptentwicklung aus Industriesicht

• Aerodynamische Bewertung der erreichbaren Hochauftriebs-leistung der Smart LED K tKonzepte

• Integration des Smart LED Konzeptes auf Gesamtflug-

Reference A/C Technology Retrofit A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ Drag

Reference A/C TechnologyTechnology Retrofit A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ Drag

Retrofit A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ Drag

zeugebene• Bewertung der Kosten und

Erfüllung der industriellen technology level:Δ WeightΔ DragΔ SFCΔ CostΔ Noise

reference:Structure and weightsFlight physicsSystems Cabin

New A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ DragΔ SFC

Δ SFCΔ Block fuelΔ Range

...

technology level:Δ WeightΔ DragΔ SFCΔ CostΔ Noise

technology level:Δ WeightΔ DragΔ SFCΔ CostΔ Noise

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reference:Structure and weightsFlight physicsSystems Cabin

New A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ DragΔ SFC

New A/C technical potentialaircraft level:Δ WeightΔ DragΔ SFC

Δ SFCΔ Block fuelΔ Range

...

Δ SFCΔ Block fuelΔ Range

...

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Aspekte New Functionalities...

NoiseEmissionsNRCRC Breakdown…

Δ SFCΔ Block fuelΔ RangeModified Geometry

...

New Functionalities...New Functionalities...New Functionalities...

NoiseEmissionsNRCRC Breakdown…

Δ SFCΔ Block fuelΔ RangeModified Geometry

...

Δ SFCΔ Block fuelΔ RangeModified Geometry

...

DLR

• Materialscreening und -auswahl• Detailliertes FE-Modell zur Auslegung

und Optimierung von Haut- undund Optimierung von Haut- und Substruktur

• Explizite Modellierung der Aktuatorik• Parametrische Modellierung derParametrische Modellierung der

Substruktur

1. 4.2. 3.

4

5

mm

Verlauf der Dehnung / Materialdicke der Haut

x

y

635mm587mm

0.5

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 11

2

3

Hau

tdic

ke in

m

Unterseite Oberseite

254mm

755mm

1257mm

1758mm

0

Deh

nung

in %

Aus s enfas erInnenfas er

Unterseite Oberseite

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 29

2006mm0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

-0.5

Normierte Umfangslänge

Unterseite Oberseite

EADS-IW

• Integrativer Entwurf einesAktuatorsystems (Kinematik

d A i bund Antrieb• Optimierung des Aktuatorsystems(servoelastische Betrachtung)( g)

• Spezifikation und prototypischeDarstellung der AktuatorenK ti d l k l• Konzeption der lokalen (Leistungs)elektronik

• Untersuchung der Funktionalitätgin einer Testumgebung

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 30

EADS-MAS & Fraunhofer LBF

DesignDesign--KonzepteKonzepte Analyse HalbsandwichAnalyse Halbsandwich

Integration SubIntegration Sub--KonzepteKonzepte HolmHolm--AuslegungAuslegung Demonstrator LasteinleitungDemonstrator Lasteinleitung

Referenzpunkt für Positionsbestimmung

Schubfeld

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 31

Höchste Dehnungen

Kontur/FormKontur/Form SpannungenSpannungenDehnungsverteilungDehnungsverteilung

HIT - SmartLED Status Technische Entwicklung

• Industrielle Anforderungen definiert • Generelle Konzeptauswahl abgeschlossen (Dornier-Patent)• Konzeptentwicklung zur Hautstruktur

Hautkonzept: Hybrid-Laminat mit Ω-Stringern zur Krafteinleitung und Verstärkung gLimits bezüglich Dehnungsgrenze werden um 8-10° erreicht

• Arbeiten zur Kinematik 1 Auslenkhebel und 3 kinematische Stützstellen (Stäbe)1 Auslenkhebel und 3 kinematische Stützstellen (Stäbe)Abstand zwischen Supports 0,5 m (ca. 15 Stück pro Flügelseite!!)

• Arbeiten zur AktuatorikRotary-Aktuator mit Kniehebelanlenkung (2 Stück für Demonstrator)

• Beginn der Konstruktion des Bodendemonstrators (EADS-MAS)Stahlgerüst mit Anlenkung für Flügelbiegung und VerwindungStahlgerüst mit Anlenkung für Flügelbiegung und Verwindung

• MesskonzeptMesskonzept: Optische und elektrische Messeinrichtungen

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 32

HIT - SmartLED Bewertung Status

• Derzeitiges Smart LED Konzept erfüllt nicht die Airbus-Anforderungen

Dehngrenze des Materials limitiert den Ausschlagwinkel

• Entscheidung Verbund:Bodendemonstration mit eingeschränktem Ausschlagwinkel zur Validierung der KonzeptentwicklungKinematikanbindung an Haut pragmatisch“Kinematikanbindung an Haut „pragmatischBodendemonstrator weiterführend nutzbar

• Nächste Schritte (z B Smart LED 2):• Nächste Schritte (z.B. Smart LED 2): Neue Hautstrukturen mit neuen CFK/GFK-Laminat-Materialkombinationen untersuchenNeutralstellung nicht bei 0° (negative+positive Dehnungen)Neudefinition der zulässigen Dehngrenze (Nietreparatur)Optimierung der Kinematik und Aktuatorik (Anzahl

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Optimierung der Kinematik und Aktuatorik (Anzahl Anbindungen)

SADE – Smart Leading Edge (SLE) Technical Content

• Main Objective:Verification of deformability and shape accuracy under aero loadsloads

• Main Worksteps:Development of innovative „Smart Droop Nose“ conceptsD l t f d d t i l tDevelopment of advanced material systems„Smart Droop Nose“ design

• Full Scale Smart Droop Nose“ Demonstrator:Full Scale „Smart Droop Nose Demonstrator:Complete wing section (6 m span, 3 m chord)2-dimensional structureActive deformation under aero loads (WT experiment)Active deformation under aero loads (WT experiment)Shape accuracy under aero loads (WT experiment)

• Reference Wing Design:g gFNG - Flügel Neuer GenerationHARLS - High Aspect Ratio Low Sweep

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 34

SADE – Smart Leading Edge (SLE) Überblick Kinematik & Aktuatorkonzepte

• Verschiedene Kinematikkonzepte vorgestellt• Verschiedene Aktuatorkonzepte vorgestellt• Noch kein Gesamtkonzept verfügbar

P t t Fl EADS MASPatent Dornier Patent Flexsys EADS MAS

Schlauchaktuator

Spindelantrieb

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 35

Spindelantrieb

Smart DND – Offene technische Fragestellungen

• Weiterentwicklung des HIT Smart LED Konzept Demonstrators bis Mitte 2012 (Konzepte zur Erfüllung der A-D Requirements) zum TRL3

• Offene technische Inhalte:Industrielle Anbindung der Haut-KinematikelementeAnti IcingAnti-IcingAnti-KontaminationVogelschlag / FODOb flä h h t /B hi ht (L k )Oberflächenschutz/Beschichtungen (Lacke)ErosionBlitzschutzWartungsaspekteFlexible SeitenkantenabdichtungReparaturpÜbergang Flügelkasten (Front Spar-Anbindung)...

30.09.2010DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 Page 36

Schlußwort

DLR_WissenschaftstagBS_High-LiftV1_300910 30.09.2010 Page 37

Schlußwort

Das vorgelegte Konzept des SFB 880 greift mit aktiven Hochtriebskonzepten ein Thema auf, das in den letzten Jahren angesichts der trotz Krisen kontinuierlichen Steigerungsraten im Luftverkehr aktuell der trotz Krisen kontinuierlichen Steigerungsraten im Luftverkehr aktuell und drängend geworden ist. Ziel ist es, durch neue Funktionalitäten von Hochauftriebssystemen und aktiver Strömungskontrolle die Start und Landestrecken deutlich zu aktiver Strömungskontrolle die Start und Landestrecken deutlich zu verkürzen bei gleichzeitiger Minimierung des Lärmteppichs. Insbesondere ist die Verzahnung von Großforschung und universitärer F h b üß d di DLR I tit t f i hlä i E f h Forschung zu begrüßen, da die DLR-Institute auf einschlägige Erfahrungen in ihren Forschungsprofilen verweisen können und gemeinsam mit einigen Teilprojektleitern im Campus Forschungsflughafen auch vielversprechende Konzepte ggf. in einer späteren Phase im Fluge erprobt werden könnten. Konzepte ggf. in einer späteren Phase im Fluge erprobt werden könnten.

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