Exemplarische Simulation des dynamischen Stauchens eines Crash-Absorbers zur Ermittlung des Energieabsorptionspotenzials eines Geflechtmaterials in Abhängigkeit vom Flechtwinkel
Seit über 40 Jahren trägt der Forschungsbereich Crash & Impact insbesondere in den Bereichen Hochgeschwindigkeitsimpact und Crashsicherheit dazu bei, dass Luftfahrt- und Fahrzeugstrukturen immer impact- und crashsicherer werden und Passagiere bzw. Insassen in hohem Maße geschützt sind. Die passive Sicherheit im Bereich des elektrischen Fliegens, beim Einsatz von Wasserstoff als Energieträger oder bei der Verwendung von Batterien als Energiespeicher ist ebenfalls Gegenstand unserer Forschung.
Dabei verfolgen wir klare Ziele:
Impactgefährdete Luftfahrtstrukturen und -komponenten so konzipieren, dass nach einem Aufprall durch etwa Vögel, Drohnen oder Hagel eine sichere Landung gewährleistet ist
Hoher Insassenschutz im Falle einer Bruchlandung oder einer Wassernotlandung durch geeignetes Design und entsprechende Bauweise
Entwicklung von Leichtbaustrukturen vorantreiben und sie konsequent einsetzen, um Treibstoff zu sparen und Fliegen nachhaltiger und kostengünstiger zu machen.
Der Schlüssel zur Erreichung dieser Ziele liegt im Einsatz modernster experimenteller Untersuchungsmethoden sowie der korrespondierenden Entwicklung von numerischen Methoden und Modellen, die die Materialschädigung und das Versagensverhalten von der Mikroebene über die Komponentenebene bis zur Strukturebene vorhersagen können.
Im Bereich Hochgeschwindigkeitsimpact ermöglichen neue Simulationsansätze die Entwicklung, Evaluierung und Optimierung von impactresistenten Strukturen. Nachgiebige Impaktoren wie z.B. Vögel, Hagel und Drohnen verursachen unterschiedliche Schäden und erfordern somit auch unterschiedliche Energieabsorptionsstrategien für die Struktursicherheit. Die geeignete Modellierung der Impaktoren ist dabei von entscheidender Bedeutung. Abhängig von der Impactgefährdung werden geeignete Materialien und entsprechende Lösungen für die Strukturbauweisen vorgeschlagen.
Im Bereich der Crashsicherheit liegt der Fokus auf der Entwicklung spezifischer Auslegeverfahren, die der Entwicklung im gesamten digitalen Prozess vom ersten Designkonzept bis zum fertigen Gesamtluftfahrzeug dienen. Für Transportflugzeuge, Hubschrauber oder Flugtaxis werden neue Konzepte hinsichtlich Crash-Tauglichkeit ausgearbeitet und auf Robustheit untersucht. Dies schließt die Entwicklung detaillierter Konstruktionen für z.B. energieabsorbierende Strukturelemente oder Anbindungskonzepte ein.
Die entwickelten numerischen Methoden und die daraus resultierenden Konzepte und detaillierten Designs werden bis hin zur Subkomponentenebene durch geeignete Tests unter kurzzeit-dynamischer Belastung validiert. Das schließt Tests mit modernen Hochgeschwindigkeitsprüfanlagen, Druckluftkanonen und Fallprüfständen ein.
