Leichtbau: Simulation für “grüne” Fahrzeuge

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Je leichter ein Fortbewegungsmittel ist, desto weniger Energie benötigt es. Die Umsetzung dieser Feststellung in ökonomische und ökologische Mobile wird besonders beim Flugzeugbau beachtet. Allerdings kommt der Leichtbau hier an Grenzen. Neben der Sicherheit müssen Passagiere auch komfortabel reisen. Wenn die Flügel und das Leitwerk zu schwingen beginnen, werden die Passagiere durchgerüttelt, was vor allem die Mägen der Reisenden belastet.

In Schwingungen werden die Flügel vor allem durch Böen versetzt. Diese verursachen Luftverwirbelungen, die auf einen kleineren Flügel des Leitwerks weiter hinten treffen. Dieser beginnt nun ebenfalls zu schwingen. Die Böen belasten das Flugzeug und erfordern eine Mindeststärke des eingesetzten Materials.

Bei der Entwicklung besonders leichter und sparsamer Flugzeuge stehen schlanke Flügel und große Triebwerke im Blickpunkt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun in einen Windkanal das Modell eines Flügels und Leitwerks in Leichtbauweise getestet, um die Zusammenhänge der verschiedenen Luftströme zu ergründen. Diese Wechselwirkung zwischen Flügel und Leitwerk eines Verkehrsflugzeugs geben deutliche Aufschlüsse über die Belastung eines Flugzeugs.

Die Forscher erhoffen sich durch die Arbeit an Computermodellen und im Windkanal eine Verringerung der Wirkung einer Böe auf die Flügel um bis zu 20 Prozent. Dadurch kann bei künftigen Flugzeugen Gewicht und somit Treibstoff eingespart werden.

Text: Günter Weigel
Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt/SPS

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