FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMIDas Fraunhofer EMI erforscht, wie neue Flügelbeschichtungen die Widerstandsfähigkeit gegen Regen-, Sand- und Hagelschäden erhöhen und zugleich den Treibstoffverbrauch reduzieren können.
Das Projekt UP Wing (Ultra Performance Wing) ist Teil des von der Europäischen Union geförderten Forschungsprogramms »Clean Aviation«. In UP Wing werden in einem interdisziplinären Konsortium aus Industrie, Forschungsreinrichtungen und Universitäten wichtige Basistechnologien für Tragflächenkonzepte mit höchster Leistung für Kurz- und Mittelstreckenflugzeuge entwickelt. Das Ziel ist eine signifikante Reduktion des Treibstoffverbrauchs. Das EMI ist zusammen mit dem für Fraunhofer federführenden IFAM an zwei Teilprojekten beteiligt, in denen die Widerstandskraft neuer Beschichtungen gegen Regen- und Sanderosion sowie die Robustheit einer neuen Flügelstruktur gegen Hagelschlag untersucht werden. Im Bereich Regen- und Sanderosion setzt das EMI seine Kompetenz in der numerischen Simulation von Impaktvorgängen und der Fluid-Struktur-Kopplung ein. Hagelschlag soll sowohl in der Simulation als auch in Impaktversuchen auf Demonstratorstrukturen untersucht werden.
Momentan wird die Simulationsmethodik erweitert, um die Wirkung einer größeren Zahl von Aufschlägen simulieren zu können. Die Bildung von Kratern erfordert dabei eine Fluid-Struktur-Interaktion für sich stark verändernde Oberflächen, wie sie für dreidimensionale Simulationen besonders effizient in der EMI-Software APOLLO durch die Kopplung mit einem Struktursolver realisiert werden kann. So kann der Verstärkungseffekt berücksichtigt werden, der durch die Geometrieänderung auftritt. Mit derartigen Modellen können die Einflüsse von Materialeigenschaften und Beschichtungen im Detail untersucht werden. Diese Untersuchungen unterstützen die Entwicklung neuer, treibstoffsparender und langlebiger Beschichtungen.
