Innovative ökoeffiziente Flügelspitze: AI und AM verbessern ältere Flugzeuge - HEUTE!
Wie künstliche Intelligenz (AI) und fortschrittliche Fertigungstechniken (AM) zur Entwicklung eines ökoeffizienten Wingtips (als Beispiel für ein verbrauchsoptimiertes Bestandsflugzeug) beitragen.
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Schaubild zeigt die AM gefertigten (zentrale Aufnahme/Adapter und Vorder- und Hinterkanten) und anschließend verklebten Bauteile (Seitenwände in GFK Sandwich-Bauweise, vorderes Seitenteil entfernt) des Airbus A320 Wingtip-Fence. Copyright liegt bei Pioneer Aeronautics Innovation GmbH -
70% des heutigen Passagiertransportes werden durch Bestandsflugzeuge erbracht. Auch in den kommenden Jahrzehnten werden diese Flugzeuge, neben den effizienz-gesteigerten Varianten (NEO (Airbus) / MAX (Boeing)), einen erheblichen Anteil am globalen Luftverkehr haben. Neue Technologien zur vollständigen Reduzierung des C02 Schadstoffausstoßes werden erst gegen Ende des 21. Jahrhunderts zur Verfügung stehen.
Zusammen mit ihren Partnern hat die PAI einen Digital Twin mittels umfassenden Re-Engineerings (3D Scan, Detailanalyse der Strukturbelastung und zugehörige Flugversuche) des Airbus A320ceo erstellt. Unter Berücksichtigung des kontinuierlichen Entwicklungsfortschrittes in der Luftfahrt der letzten zwei Dekaden (Fokus auf Aerodynamik, Struktur/Materialien und Fertigungsmethoden), welcher in die aktuellen Flugzeugmodellen der OEM’s implementiert wurde, lassen sich ebenfalls Bestandsflugzeuge analysieren und hinsichtlich verbrauchsreduzierender Modifikation von Komponenten optimieren.
Beispielhaft wurde eine KI basierte Analyse und Optimierung/ durch nachträglich, bedarfsgerechte Modifikation des Vorflügels, der Landeklappen und des Wingtip-Fence des Airbus A320ceo durchgeführt. Kraftstoffeinsparungen von über 10% lassen sich so für ausgewählte Konfigurationen realisieren.
Die Umsetzung eines optimierten Prototyps (Topologie, Materialien) eines verbrauchsreduzierten Wingtip-Fences als Ersatzteil oder zur Nachrüstung wurde unter Verwendung von GFK-Sandwich-Komponenten und additiv gefertigter Alu-Bauteile aerodynamisch und strukturell demonstriert. Bei einer Gewichtseinsparung des Bauteils von über 25% konnten die Herstellkosten der Komponente um 50% reduziert werden.
Vortragssprache: ENG
Referent*innen (1)
