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Spoiler - Zukunft in Bewegung
20.03.2017
Bei Spoilern die Kompetenz Nummer 1 zu sein, ist Anspruch von FACC. Forschung und Entwicklung ist dazu ein entscheidender Faktor. Gewichtsoptimierung und wirtschaftliche Fertigung der Bauteile sind zentrale Parameter.
Im F&E-Projekt DAEDALUS entwickelt FACC – in Zusammenarbeit mit der Johannes Kepler Universität Linz – Konzepte für monolithische Steuerflächen. Monolithisch bedeutet, dass die Spoiler komplett aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) aufgebaut sind. Damit werden Kostenvorteile gegenüber der Sandwichbauwese mit Wabenkernen angestrebt.
Modernste Methoden.
Die Strukturauslegung erfolgte mit Hilfe computerunterstützter Optimierungsverfahren. So lieferte die Topologie- optimierung rechnerisch erstellte Entwurfsvorschläge für die Konstruktion. Aber nicht nur die Form, auch das Material, sprich der Laminataufbau, spielt eine Rolle. Die optimale Anzahl, Richtung und Dicke der CFK-Lagen wurde ebenfalls mit modernsten Methoden der Laminatoptimierung und viel Erfahrung ermittelt.
Zwei Konzepte.
Zwei Konzepte wurden entwickelt. Das erste besteht aus einer aerodynamischen Haut (Upper Skin), welche mit einer versteifenden Tragstruktur (Backbone, siehe Bild oben) aus integrierten Omega-Profilen verklebt wird. Die geometrisch aufwändige Tragstruktur wird aus trockenem Fasermaterial aufgebaut. Diese wird unter Vakuum mit dem von FACC patentierten MARI-Verfahren mit Epoxidharz getränkt und ausgehärtet. Neben den preiswerteren Ausgangsmaterialien liegt der Vorteil des MARI-Verfahrens darin, dass die Aushärtung im Ofen ohne zusätzlichen Druck erfolgt.
Das zweite Konzept basiert auf einer traditionellen Kastenbauweise. Die Besonderheit ist die Integration der oberen und unteren Außenhaut zusammen mit den Rippen in ein einziges CFK-Bauteil, das an der Vorderkante mit einem C-Profil verstärkt wird.
Zu den beiden Konzepten im Rahmen des DAEDALUS Projektes verfolgt FACC weitere innovative Ansätze wie Spoiler mit Schaumkernen (siehe Take off 1/2016). Die vielfältigen F&E-Wege verfolgen dabei nur ein Ziel: für jede Spoiler-Anforderung und -Größe, die beste Lösung zu bieten.
Konzept mit Tragstruktur. Im Bild die rechnerisch ermittelte, optimale Bauteiltopologie.
Konzept in traditioneller Kastenbauweise. Upper und Lower Skin mit Rippen als ein CFK-Bauteil.