Fraunhofer LBF toont een Droop Nose demonstratiemodel van een vleugel met een beweegbare voorzijde en geïntegreerde technologieën voor de toekomst op de Paris Air Show van 15 tot 21 juni 2015 een hal 2b, stand G65. Het model is een 3 m breed, 1 : 1 windtunnel schaalmodel van een mogelijk toekomstige vleugel. In dit demonstratiemodel, dat wordt gezien als een technologie platform, hebben de wetenschappers meerdere potentiële toekomsttechnologieën geïntegreerd.
Het Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF probeert antwoord te geven op de vraag: waaraan moet de vliegtuigvleugel in de toekomst voldoen? Het onderzoek vindt plaats in het kader van het Europees programma Clean Sky Green Regional Aircraft.
Droop Nose vliegtuigvleugel
Het 1:1 Droop Nose demonstratiemodel werd opgebouwd in het Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt en beproefd in de klimaatwindtunnel onder omstandigheden, die ijsvorming veroorzaken. Op basis van de aerodynamische eisen ontwikkelden de wetenschappers de kinematica om de voorzijde van de vleugel omlaag te bewegen.
Het bijzondere aan deze aandrijving in het gebied van de voorzijde: het voorkomt spleetvorming, omdat de coating mee vervormd. Vooral voor laminaire vleugels van de toekomst is dit van grote betekenis, omdat deze alleen met gladde oppervlakken realiseerbaar zijn. Een ander voordeel is de verminderde geluidsproductie bij het aanvliegen voor de landing door het ontbreken van de spleten. De grote rek van de coating, die bij elke bediening optreedt, vereist echter voldoende bedrijfszekerheid.
Vervormbare coating
De vervorming van de coating wordt opgewekt door een elektromechanische actuator. Bovendien worden enkele van de door Fraunhofer IBP geteste ‘Smart memory alloy-actoren’ gebruikt. Voor de toekomstige regeling van de kinematica tijdens de vlucht ontwikkelde Fraunhofer LBF een procedure voor de reconstructie van de vleugelgeometrie op basis van sensorsignalen. Hiervoor werden onder andere 50 vezel optische reksensoren in de coating van de bewegende vleugelvoorzijde geïntegreerd, die via een speciaal in de structuur geïntegreerde stekkerverbinding naar buiten zijn gebracht.
Fraunhofer ENAS verzorgde de zogenaamde ‘synthetic jet actuatoren’ voor het technologieplatform ‘Flügel’. Deze kunnen de stroming positief beïnvloeden. Het Fraunhofer LBF integreerde bovendien voor het eerst een thermisch anti-ijssysteem in de sterk uitzettende voorzijde van de vleugel. Dit concept functioneerde vanwege de grote rek van de coating tot nu toe nog niet voldoende. In het kader van Clean Sky lukte het bij Fraunhofer LBF, om een flexibel verwarmingssysteem op basis van Carbon Nano Tubes (CNT) te ontwikkelen. De in het model geïntegreerde thermosensoren regelen de temperatuur.
Voorkomen ijsvorming
Bij de eerste testen van het model bleek er een goede overeenkomst tussen de resultaten van de FE- simulaties en het kant-en-klare model tijdens de vleugelvervormingen. Daarna werden de mogelijkheden voor bestrijding van ijsvorming met het demonstratiemodel in de windtunnel beproefd.
De structuur en de verschillende technologieën functioneerden volgens verwachtingen goed en door de succesvolle proef in de windtunnel kon het Fraunhofer LBF de stand van zake over de technologie aantonen. Deze nieuwe technologie is het resultaat van een grootschalig opgezet onderzoeksproject. Ontwikkeling van de technologieën is nog niet afgesloten en moet in toekomstige projecten verder worden uitgediept.
