ToKoKo. Torsionssteife und biegeweiche Faserverbund-Antriebswellen für künftige Triebwerke
Bei Flugmanövern entstehen infolge von Lageänderungen des rotierenden Triebwerks gyroskopische Kräfte, welche der Lageänderung entgegenwirken. Dadurch bilden sich in der Power Gearbox Zwangskräfte, die zu erhöhten Spannungen in den Verzahnungen führen und gegebenenfalls deren Lebensdauer reduzieren. Die Faser-Kunststoff-Verbunde mit ihren richtungsabhängigen und einstellbaren Eigenschaften erlauben es, Antriebskomponenten zu gestalten, die bei einer hohen Torsionsfestigkeit zugleich biegeweich bleiben. Dank dieser Eigenschaftskombination können die Belastungen im Triebwerksinneren deutlich verringert und die Lebensdauer der Power Gearbox verlängert werden.
Im ToKoKo-Projekt wird der Einsatz von Faser-Kunststoff-Verbunden in diesem Sinne konkret an den Bauteilen Fan-Welle, Sonnenwelle sowie Hohlradhalterung untersucht und zwar auf der gesamten Entwicklungsprozesskette, von der Spezifikation der Anforderungen über die Entwürfe bis zur Fertigung. Das Vorhaben wird im Rahmen des sechsten Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo-VI) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert und ist zunächst für die Laufzeit von drei Jahren angesetzt.
Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) ist eine Forschungseinrichtung der Fakultät Maschinenwesen und der Fakultät Verkehrswissenschaften "Friedrich List" der Technischen Universität Dresden. Auf dem Gebiet des ressourcenschonenden Leichtbaus hoher Material- und Energieeffizienz führen rund 240 Mitarbeiter:innen umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durch. Die Arbeit am ILK ist geprägt vom Dresdner Modell des funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design und basiert auf einem werkstoff- und produktübergreifenden Ansatz. Die Wissenschaftler:innen des ILK betrachten bei der Entwicklung neuer Konzepte, Prozesse und Produkte die gesamte Entwicklungskette: Werkstoff – Konstruktion – Simulation – Fertigung – Prototypentests – Qualitätssicherung – Kosten. Indem sie sich dabei am Konzept des Neutralleichtbaus orientieren, werden neben den klassischen, technischen und ökonomischen Aspekten auch die ökologischen Parameter sowie Fragestellungen unserer globalisierten Gesellschaft auf jeder Stufe dieser Kette integriert. Geleitet wird das ILK von einem vierköpfigen Vorstand: Prof. Dr.-Ing. habil. Maik Gude (Professur für Leichtbaudesign und Strukturbewertung), Prof. Dr. rer. nat. Hubert Jäger (Professur für Systemleichtbau und Mischbauweisen), Prof. Dr.-Ing Niels Modler (Professur für Funktionsintegrativen Leichtbau) sowie Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr. h.c. Werner Hufenbach (Seniorprofessur).
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