Neuer Trägerflügel‑Prototyp erreicht 127 % seiner Belastungsgrenze

USA: Neuer Trägerflügel‑Prototyp erreicht 127 % seiner Belastungsgrenze

Hintergrund und Ziel

Ein neu entwickelter 15‑Fuß‑Trägerflügel‑Prototyp (SWEET‑15) wurde im Flight Loads Laboratory des Armstrong Flight Research Center in Edwards, Kalifornien bis zu 127 % seiner geplanten Belastungsgrenze beansprucht und hat diese ohne sofortigen Versagen überstanden. Der Prototyp ist Teil des Subsonic Flight Demonstrator‑Programms, das von der NASA zur Entwicklung ultra‑effizienter Luftfahrzeuge betrieben wird. Ziel ist, leichtere Strukturen zu ermöglichen, die den Treibstoffverbrauch von Verkehrsflugzeugen reduzieren könnten.

Konstruktion des Prototyps

Das 15‑Fuß‑lange Bauteil kombiniert fünf fortschrittliche Verbundwerkstoff‑Herstellungstechnologien, darunter die Integrated Structural Assembly of Advanced Composites‑Roboteranlage am Langley Research Center. Die Konstruktion verwendet einen langen Flügel, der durch einen aerodynamischen Träger gestützt wird, analog zum früheren Transonic Truss‑Braced Wing‑Konzept.

Testaufbau und Messmethoden

Techniker Phil Tofts, Chris McLain und Jeff Howell sowie Ingenieure Erin Anderson und Richard Larson richteten das Modell im Labor ein. Über die gesamte Struktur wurden zahlreiche Dehn‑ und Lastsensoren, einschließlich faseroptischer Sensoren, installiert, um das Verhalten unter steigenden Belastungen zu messen.

Ergebnisse und Belastungsgrenze

Die Sensoren bestätigten die Vorhersagen der rechnergestützten Modelle. Der Flügel hielt die erwarteten In‑Flight‑Kräfte ohne Probleme und zeigte erst bei etwa 127 % der Design‑Last sichtbare Schäden an der hinteren Flügelkante und im oberen Flügelüberzug. Das Test‑to‑Failure‑Verfahren lieferte wichtige Erkenntnisse über die Belastbarkeit der Verbindungsstellen zum Haupt‑ und Jury‑Träger.

Bedeutung für die Luftfahrt

Das Ergebnis markiert die erste strukturelle Bewertung einer repräsentativen Verbund‑Trägerflügel‑Konfiguration. Die gewonnenen Daten werden nun ausgewertet, um zukünftige Flugzeugrahmen zu optimieren und die angestrebten Effizienzgewinne im Luftverkehr zu unterstützen.

Weiteres Vorgehen

Weitere Analysen sollen die Daten in das Design zukünftiger Luftfahrzeuge einfließen lassen. Das Projekt demonstriert die Zusammenarbeit mehrerer NASA‑Standorte und den Einsatz von Sensor‑ und Fertigungstechnologien, die sowohl für Luft‑ als auch Raumfahrtanwendungen relevant sind.Dieser Bericht basiert auf Informationen von NASA, lizenziert unter Public Domain (U.S. Government Work).