Materialsimulationstechnik zur Ankurbelung der EU-Flugzeugindustrie
Eine genaue Vorhersage des mechanischen Verhaltens von Kompositflugzeugbauteilen beim Aufprall könnte die Notwendigkeit physikalischer Tests verringern, die Kosten für die Industrie senken und letztlich durch besseres Flugzeugdesign Leben retten. Dies ist der Schwerpunkt des EU-finanzierten Projekts CRASHING, das neue Methoden der Materialprüfung durch Multiskalen-Computersimulation entwickeln möchte. Komposite bzw. Verbundwerkstoffe, Materialien aus zwei oder mehr Substanzen, die in Kombination ein Material mit neuen Eigenschaften bilden, werden im Flugzeugbau häufig als tragende Strukturelemente verwendet. Bevor solche Materialien verwendet werden können, ist das umfassende Verständnis der mechanischen Eigenschaften erforderlich. Diese F&E-Phase kann zeitaufwendig und teuer sein. Das zweijährige CRASHING-Projekt geht dieses Problem an, indem es auf jüngsten Fortschritten in der Multiskalenmodellierung aufbaut, wodurch physikalische Probleme gelöst werden können, die auf verschiedenen Ebenen auftreten, und die auf verschiedene Materialien angewendet werden kann. Dadurch eignet es sich besonders für die Zwecke der Luftfahrtindustrie. CRASHING konzentriert sich auf Verbundwerkstoffe, die heute im Flugzeugbau verwendet werden, sowie auf innovative Materialien mit möglichen Anwendungen in der Zukunft. In der Anwendung auf die Flugzeugindustrie wird dieser multiskalige Ansatz dazu eingesetzt werden, das Materialverhalten auf unterschiedlichen Ebenen von der molekularen Ebene bis hin zur Art und Weise der Wechselwirkung der Komponenten zu untersuchen. Anschließend werden Computermodelle entwickelt, um genaue Simulationen vom Geschehen bei einer Flugzeugbruchlandung oder bei Vereisung oder unter anderen extremen Belastungen zu erhalten. Letztlich ist zu hoffen, dass CRASHING zu einer deutlichen Reduzierung der für die Zulassung von Flugzeugen erforderlichen physikalischen Tests führen und die Entwicklungszeit von neuen Bauteilen reduzieren wird. Dies wiederum wird sich positiv auf die europäische Wirtschaft auswirken, denn die europäische Luftfahrtindustrie ist ein entscheidender Hightech-Sektor der EU mit Hunderttausenden Beschäftigten und Umsätzen in Milliardenhöhe. Die EU verfügt über einen Handelsüberschuss für Produkte der Luft- und Raumfahrt, die in die ganze Welt exportiert werden. Die Sicherstellung der europäischen Wettbewerbsfähigkeit in diesem Bereich hat Priorität. Das von der gemeinsamen Technologieinitiative Clean Sky (JTI-Clean Sky) unter dem 7. Rahmenprogramm der EU finanzierte CRASHING-Projekt wird vom IMDEA Materials Institute in Spanien geleitet und koordiniert. IMDEA ist für die Entwicklung und Validierung der Multiskalenmodelle auf den verschiedenen Ebenen verantwortlich. Der andere Partner des Konsortiums, die Universität Carlos III in Madrid, ist für die experimentelle Charakterisierung von Materialien beim Aufprall zuständig. CRASHING wurde im April 2014 ins Leben gerufen und soll bis 2016 laufen. Clean Sky ist eines der ehrgeizigsten Luftfahrtforschungsprogramme, das in Europa lanciert wird. Es zielt auf die Entwicklung und Förderung der Vermarktung von bahnbrechenden Technologien, die zu leiseren, sichereren und sparsameren Flugzeugen hinführen werden. Clean Sky JTI ist eine einzigartige öffentlich-private Partnerschaft zwischen der Europäischen Kommission und der Industrie.
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