Forschung
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Validierte Simulationsmodelle geben Einblicke in mögliche Kollisionen von Flugzeugen und Helikoptern mit Drohnen.
Mit zunehmender Verbreitung von Drohnen steigt auch die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision mit einem Flugzeug oder einem Helikopter. Ein umfassendes Verständnis des Impaktvorgangs ist dabei eine wesentliche Voraussetzung, um mögliche Kollisionen zu simulieren und anschließend zu bewerten.
Clean Aviation ist Europas führendes Forschungs- und Innovationsprogramm mit dem Ziel, die Luftfahrt in eine nachhaltige und klimaneutrale Zukunft zu führen.
Die Risiken, die mit der Nutzung von Laptops, Tablets und Smartphones durch Passagiere im Flug einhergehen, werden im Rahmen des Projekts LOKI-PED (Lithium batteries in portable electronic devices – risk of fire and smoke – Portable Electronic Devices), das durch die Europäische Agentur für Flugsicherheit gefördert wird, bewertet.
Split Hopkinson Bars (SHB) sind Prüfanlagen, die es ermöglichen, qualitativ hochwertige Materialkennwerte (Spannungs-Dehnungs-Relation) bei hohen Belastungsgeschwindigkeiten zu bestimmen.
Das Thema Verwundbarkeit von Flugzeugstrukturen beim Zusammenprall mit Drohnen beschäftigt die Luftfahrtindustrie. Zu dieser Problematik hat Markus Jung vom Fraunhofer EMI beim AIAA-SciTech-Forum des American Institute of Aeronautics and Astronautics am 4. Januar 2022 digital vorgetragen.
Human Body Modeling wurde eingesetzt, um Optimierungen des aktuell im europäischen Luftraum eingesetzten Rückhaltesystems für Kleinkinder zu untersuchen.
Welche Rolle spielen Atemaerosole in der Coronapandemie, wie breiten sie sich in Innenräumen aus, und welche Schutzmaßnahmen helfen effektiv?
Im deutschen Luftraum operieren etwa 400 000 Hobbydrohnen. Unbeabsichtigte Kollisionen mit Flugzeugen oder Hubschraubern sind vorprogrammiert.
Sensorsysteme sind Schlüsselelemente zur Erfassung von Umgebungsgrößen und werden in Industrie 4.0 für die intelligente Steuerung von Prozessen immer wichtiger. Unter rauen Betriebsbedingungen wie hohen Temperaturen, hoher mechanischer Belastung oder aggressiven Umgebungen kann jedoch keine Standardelektronik verwendet werden. Acht Fraunhofer-Institute haben daher ihre Kompetenzen in den Bereichen Sensoren, Mikroelektronik, Aufbau- und Verbindungstechnik, Umweltsimulation und Zuverlässigkeitsanalyse gebündelt, um eine Technologieplattform für Sensorsysteme zu schaffen, die unter extremen Bedingungen arbeiten.
Gefördert durch das europäische Forschungsprogramm Clean Sky 2 entwickelte das Fraunhofer EMI zwei unterschiedliche 3D-gedruckte Türaufhängungen für Verkehrsflugzeuge. Bei einer virtuellen Veranstaltung konnten die Projektergebnisse in einem Video demonstriert werden.
Die erfolgreiche Nutzung der Designfreiheiten im 3D-Druck mit neuen Technologien für Konstruktion, Fertigung und Qualitätssicherung ist ein wichtiges Innovationsfeld in der Luftfahrt. Neben weiter erhöhter Materialeffizienz im Leichtbau spielt vor allem auch die gleichbleibend hohe Sicherheit von Konstruktionslösungen eine wichtige Rolle für die Ausrichtung unserer Forschung.
Die zunehmende Anzahl von Drohnen erhöht die Gefahr von Kollisionen im Luftraum. Wie hoch ist die Gefahr durch eine solche Kollision? In Versuchen am Fraunhofer EMI gehen wir dieser Frage nach. Ein Softwaretool soll in Zukunft die Auswirkung unterschiedlicher Kollisionsszenarien auswerten.
Der nachhaltige Einsatz von Ressourcen bei gleichbleibender oder erhöhter Sicherheit in der Luftfahrt sind Kernziele des zukünftigen ökoeffizienten, sicheren und nachhaltigen Fliegens.
Hagelschlag kann zu extensiven Schäden an Primärstrukturen im Luftfahrtbereich führen. Im Rahmen des EU-Projekts Clean Sky 2 hat das Fraunhofer EMI die Modellierung von Eisimpaktoren aus experimenteller und numerischer Perspektive untersucht.
Am Fraunhofer EMI wurde ein neuartiger Versuchsaufbau für den Hopkinson Bar entwickelt, mit welchem bruchmechanische Kennwerte unter dynamischer Belastung ermittelt werden können.
Hageleinschläge stellen eine Gefahr für die Flugzeuginsassen und das Flugzeug dar. Das Fraunhofer EMI entwickelt im Rahmen von Clean Sky 2 Methoden, die solche Gefahren bereits im Produktentstehungprozess berücksichtigen können.
Die Luftfahrt soll emissionsärmer, spritsparender und umweltfreundlicher werden – das haben sich führende Luftfahrtunternehmen und Forschungseinrichtungen im EU-Projekt »Clean Sky« zum Ziel gesetzt. Clean Sky will Technologien entwickeln, die maßgeblich zu umweltverträglicheren Flugzeugen und einem insgesamt schadstoffärmeren Luftverkehr beitragen.
Neue Materialien im Luftfahrtbereich sollen in der Regel nicht nur leichter und günstiger herzustellen sein, sie dürfen gegenüber typischen umweltbedingten Einflüssen wie Hagelschlag auf keinen Fall anfälliger sein als konventionelle Werkstoffe. Um solche Belastungen nachstellen zu können, wurde in einer Machbarkeitsstudie am EMI mit unterschiedlichen Beschleunigungsverfahren experimentiert.
Die Einsatzgebiete von Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) in luftfahrttechnischen Anwendungen sind in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Die geringe elektrische Leitfähigkeit von CFK-Materialien stellt allerdings eine Herausforderung für die Blitzschlagsicherheit im Luftverkehr dar. Aus diesem Grund testen wir zukünftig an unserer Blitzschlaganlage in Efringen-Kirchen Schutzkonzepte für CFK-Strukturen.
Für den neuen Hubschrauber »Racer« wurden am Fraunhofer EMI Simulationen durchgeführt, mithilfe derer berechnet wurde, wie widerstandsfähig die Helikopterstrukturen sind und wo sie gegebenenfalls verstärkt werden müssen, damit sie dem Vogelschlag standhalten.
FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMI