"Morphing Wing" - Überblick und Trends

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"Morphing Wing" - Überblick und Trends

Monner, H.P. / Kintscher, M. / Nagel, B. / Natterer, F.J. / Krajenski, V.

Im 7. EU-Rahmenprogramm wird von der zivilen Luftfahrtindustrie bis 2020 eine Reduktion der Emissionen (NO(x) < 80 %, CO2 < 50 %, CO < 50 %) gefordert. Diese ambitionierten Anforderungen zielen alle auf die Verminderung des Treibstoffverbrauches ab und können im Wesentlichen nur durch eine weitere Effizienzsteigerung der Triebwerke, konsequente Ausnutzung des Leichtbaupotenzials von neuen Werkstoffen sowie der Reduktion des aerodynamischen Widerstandes erreicht werden. Letzteres wird in der nächsten Generation moderner Verkehrsflugzeuge nur durch eine Laminarhaltung der Flügelumströmung zu realisieren sein. Eine laminare Strömung reagiert aber wesentlich empfindlicher auf Diskontinuitäten in der Profiloberfläche. Knicke und Spalte, verursacht durch Klappenverstellungen insbesondere an der Flügelnase, führen unweigerlich zur Strömungsablösung. Es müssen daher Struktursysteme realisiert werden, die eine kontinuierliche Oberfläche bei der Geometrieveränderung des Flügels sicherstellen. Im englischsprachigen Raum hat sich der Begriff 'Morphing Wing' für formveränderliche Flügel etabliert. Im deutschsprachigen Raum werden häufig die Begriffe 'Adaptiver Flügel' oder 'Formvariabler Flügel' verwendet. Die Faszination eines adaptiven Flügels wird darin deutlich, dass das erste Patent zu einer kontinuierlichen Verwölbung aus dem Jahre 1916 stammt. Seitdem hat es viele weitere Ansätze gegeben. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die Historie sowie die aktuellen Trends der letzten Jahre in der Entwicklung eines 'Morphing Wings'.