DE102013208215B4 - Contour-changing wing and method for producing such a wing - Google Patents

Contour-changing wing and method for producing such a wing Download PDF

Info

Publication number
DE102013208215B4
DE102013208215B4 DE102013208215.0A DE102013208215A DE102013208215B4 DE 102013208215 B4 DE102013208215 B4 DE 102013208215B4 DE 102013208215 A DE102013208215 A DE 102013208215A DE 102013208215 B4 DE102013208215 B4 DE 102013208215B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wing
contour
matrix
longitudinal
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102013208215.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102013208215A1 (en
Inventor
André Schmitz
Peter Horst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Braunschweig
Original Assignee
Technische Universitaet Braunschweig
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Braunschweig filed Critical Technische Universitaet Braunschweig
Priority to DE102013208215.0A priority Critical patent/DE102013208215B4/en
Publication of DE102013208215A1 publication Critical patent/DE102013208215A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102013208215B4 publication Critical patent/DE102013208215B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/44Varying camber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00Wings
    • B64C3/38Adjustment of complete wings or parts thereof
    • B64C3/44Varying camber
    • B64C2003/445Varying camber by changing shape according to the speed, e.g. by morphing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Abstract

Konturveränderlicher Flügel (12), der sich in eine Spannweitenrichtung (S) erstreckt und(i) eine Flügelhaut (14) und(ii) eine Konturveränderungsvorrichtung (16), mittels der ein Auftriebsbeiwert des Flügels (12) durch Ändern einer Kontur der Flügelhaut (14) an einer Flügelvorderkante (10) veränderbar ist, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass(iii) die Flügelhaut (14)(a) eine Matrix (26) aus einem Matrixmaterial,(b) zumindest einen Querversteifungskörper (28), der sich entlang der Spannweitenrichtung (S) erstreckt, und(c) zumindest ein Längsversteifungselement (30), das sich entlang einer Anströmrichtung (A) von anströmender Luft im Betrieb des Flügels (12) erstreckt, aufweist,(d) wobei die Matrix (26) eine geringere Steifigkeit besitzt als das Längsversteifungselement (30), sodass bei einer Konturveränderung der Flügelhaut (14) in einer Längsbiege-Ebene (E), die senkrecht zu den Querversteifungskörpern (28) verläuft, eine neutrale Faser (N) im Längsversteifungselement (30) verläuft.Contour-changing wing (12), which extends in a span direction (S) and (i) a wing skin (14) and (ii) a contour changing device (16), by means of which a lift coefficient of the wing (12) by changing a contour of the wing skin ( 14) can be changed on a leading edge of the wing (10), characterized in that (iii) the wing skin (14) (a) a matrix (26) made of a matrix material, (b) at least one transverse stiffening body (28) which extends along extends in the span direction (S), and (c) has at least one longitudinal stiffening element (30) which extends along an inflow direction (A) of inflowing air during operation of the wing (12), (d) the matrix (26) being a has lower rigidity than the longitudinal stiffening element (30), so that when the contour of the wing skin (14) changes in a longitudinal bending plane (E) that is perpendicular to the transverse stiffening bodies (28), a neutral fiber (N) in the longitudinal stiffening element ment (30) runs.

Description

Die Erfindung betrifft einen konturveränderlichen Flügel gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Flügels. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Faserverbundbauteil.The invention relates to a contour-changing wing according to the preamble of claim 1. According to a second aspect, the invention relates to a method for producing such a wing. According to a further aspect, the invention relates to a fiber composite component.

Um den Auftriebsbeiwert bei Flügeln zu verändern, sind Vorflügel bekannt, beispielsweise Fowlerklappen oder Nasenklappen. Werden diese Klappen betätigt, so verändert sich die Kontur des Flügels und dadurch der Auftrieb. Einen besonders hohen Effekt bei erheblich geringerer Lärmentwicklung lassen konturveränderliche Flügel erwarten, deren Flügelvorderkanten in ihrer Kontur verändert werden können. Eine weitere Möglichkeit den Auftrieb bei Flugzeugen zu erhöhen, ist das Vorsehen einer Hochauftriebsklappe an der Flügelhinterkante.In order to change the lift coefficient for wings, slats are known, for example Fowler flaps or nose flaps. If these flaps are actuated, the contour of the wing changes and thus the lift. A particularly high effect with considerably less noise development can be expected from contour-changing wings whose wing front edges can be changed in their contour. Another way to increase lift on aircraft is to provide a high lift flap on the trailing edge of the wing.

Problematisch bei derartigen konturveränderlichen Flügeln ist, dass die Flügelvorderkante einerseits die beachtlichen Kräfte aufnehmen muss, die beim Flug auf sie einwirken, und andererseits so verformbar sein muss, dass die Kontur hinreichend stark verändert werden kann. Es hat sich herausgestellt, dass mit bisher verfügbaren Materialien nur bei Materialstärken unterhalb von 1 Millimeter eine hinreichend hohe Verformbarkeit erreicht werden kann. Das aber führt zu einer geringen mechanischen Stabilität der Flügelvorderkante und der Gefahr, dass beispielsweise der Einschlag eines Vogels den Flügel zumindest teilweise unbrauchbar macht.The problem with such contour-changing wings is that the leading edge of the wing must on the one hand absorb the considerable forces that act on it during flight, and on the other hand must be deformable in such a way that the contour can be changed sufficiently strongly. It has been found that with materials available hitherto, a sufficiently high deformability can only be achieved with material thicknesses below 1 millimeter. However, this leads to a low mechanical stability of the leading edge of the wing and the risk that, for example, the impact of a bird makes the wing at least partially unusable.

Die US 2006 / 0 145 031 A1 beschreibt einen Flugzeugflügel, der in Spannweitenrichtung eine hohe Steifigkeit und in dazu senkrechter Richtung eine hohe Flexibilität aufweist. In Spannweitenrichtung sind Versteifungselemente aus kohlefaserverstärktem Kunststoff vorhanden, die in den Mulden einer wellblechartig ausgestalteten Kohlefaserverbundstoffplatte angeordnet sind. Das übrige Volumen des Flugzeugflügels wird von einem elastischen Material ausgefüllt. In einigen Ausführungsbeispielen sind auch Hohlräume im Flugzeugflügel vorhanden.The US 2006/0 145 031 A1 describes an aircraft wing which has high rigidity in the span direction and high flexibility in the direction perpendicular thereto. In the span direction, stiffening elements made of carbon fiber reinforced plastic are present, which are arranged in the troughs of a corrugated sheet-like carbon fiber composite panel. The remaining volume of the aircraft wing is filled with an elastic material. In some embodiments, cavities are also present in the aircraft wing.

Die WO 2009/ 118 509 A1 beschreibt ein Faserverbundmaterial, das unter anderem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt werden kann. Das Material weist eine gegenüber herkömmlichen Verbundmaterialien erhöhte elektrische Leitfähigkeit auf und besteht aus einem Harz, in dem in Längs- und Querrichtung Kohlenstofffasern eingebettet sind, sowie aus einer Oberflächenschicht, die metallbeschichtete Fasern umfasst.The WO 2009/118 509 A1 describes a fiber composite material that can be used, among other things, in the aerospace industry. The material has an increased electrical conductivity compared to conventional composite materials and consists of a resin in which carbon fibers are embedded in the longitudinal and transverse directions, and of a surface layer which comprises metal-coated fibers.

Die DE 10 2009 003 696 A1 beschreibt eine Membran, insbesondere eine Gasspeichermembran, welche aus wenigstens zwei einzelnen Membranbahnen besteht, die durch wenigstens eine Nahtkonstruktion miteinander verbunden sind, wobei jede einzelne Membranbahn wenigstens eine Elastomerschicht und wenigstens eine Außenschicht auf der Basis von PTFE enthält. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Membran beschrieben.The DE 10 2009 003 696 A1 describes a membrane, in particular a gas storage membrane, which consists of at least two individual membrane sheets which are connected to one another by at least one seam construction, each individual membrane sheet containing at least one elastomer layer and at least one outer layer based on PTFE. Furthermore, a method for producing such a membrane is described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lärmentwicklung bei Flügeln zu vermindern.The invention has for its object to reduce the noise development in wings.

Die Erfindung löst das Problem durch einen konturveränderlichen Flügel mit den Merkmalen von Anspruch 1.The invention solves the problem by a contour-changing wing with the features of claim 1.

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 6. Unter einem kaltaushärtenden Harz wird dabei ein Harz verstanden, das bei 30°, insbesondere 40°C, bis 70°C, insbesondere 60°C, aushärtet.According to a second aspect, the invention solves the problem by a method having the features of claim 6. A cold-curing resin is understood to mean a resin which cures at 30 °, in particular 40 ° C., to 70 ° C., in particular 60 ° C. .

Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 8. Dieses Verfahren wird insbesondere in einem Autoklavprozess mit zusätzlichem Druck (4 - 7 bar) durchgeführt.The invention also solves the problem by a method having the features of claim 8. This method is carried out in particular in an autoclave process with additional pressure (4-7 bar).

Gemäß einem weiteren Aspekt löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Faserverbundbauteil mit den Merkmalen von Anspruch 9. Wenn es sich bei dem Faserverbundbauteil um einen Flügel handelt, der an seiner Flügelvorderkante eine Hautstruktur in Form des Faserverbundbauteils aufweist, so beträgt die Querbiegesteifigkeit der Hautstruktur bezüglich einer Biegung in Spannweitenrichtung des Flügels zumindest das Zehnfache einer Biegesteifigkeit bezüglich einer Biegung der Hautstruktur in Anströmrichtung des Flügels.According to a further aspect, the invention achieves the object by means of a fiber composite component having the features of claim 9. If the fiber composite component is a wing that has a skin structure in the form of the fiber composite component on its leading edge of the wing, the transverse bending stiffness of the skin structure is one Bending in the span direction of the wing is at least ten times more rigid than bending the skin structure in the flow direction of the wing.

Darunter, dass die Fasern zumindest im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wird verstanden, dass eine im mathematischen Sinne parallele Anordnung zwar günstig, aber weder erreichbar noch notwendig ist. So ist es möglich, dass beispielsweise höchstens 10% der Fasern eine Abweichung von mehr als 10° von der strengen Parallelität haben.The fact that the fibers run at least essentially parallel to one another means that an arrangement parallel in the mathematical sense is admittedly cheap, but is neither achievable nor necessary. It is possible, for example, that at most 10% of the fibers have a deviation of more than 10 ° from the strict parallelism.

Vorteilhaft an einem derartigen konturveränderlichen Flügel ist, dass seine Flügelvorderkante in einem weiten Bereich in ihrer Kontur verändert werden kann und dass gleichzeitig die Biegesteifigkeit in Querrichtung so groß ist, dass die auftretenden Lasten durch die anströmende Luft sicher aufgefangen werden können. In anderen Worten kann ein Abstand von Streben, die Biegelasten in Querrichtung auffangen und in einen Flügel-Grundkörper ableiten, so groß gewählt werden, dass deren Gewicht den Flügel nicht übermäßig schwer macht.The advantage of such a contour-changing wing is that its wing front edge can be changed in its contour over a wide range and that at the same time the bending stiffness in the transverse direction is so great that the loads occurring can be safely absorbed by the incoming air. In other words, a distance from struts that absorb bending loads in the transverse direction and divert them into a wing base body can be chosen so large that their weight does not make the wing excessively heavy.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass ein derartiger konturveränderlicher Flügel mit technisch relativ einfachen Mitteln hergestellt werden kann. Günstig ist es zudem, dass die Flügelvorderkante leicht aufgebaut werden kann. Der Vorteil der Konturveränderlichkeit muss deshalb nicht mit einem signifikant höheren Gewicht erkauft werden. It is a further advantage that such a contour-changing wing can be produced using technically relatively simple means. It is also favorable that the leading edge of the wing can be easily assembled. The advantage of contour variability therefore does not have to be bought with a significantly higher weight.

Besonders vorteilhaft ist das große erreichbare Verhältnis der Steifigkeit in Spannweitenrichtung zur Steifigkeit in Anströmrichtung des Flügels. Dieses Steifigkeitsverhältnis kann deutlich über 10 liegen. Bisher bekannte Flügelhäute erreichen diesen Wert nicht annähernd. Dadurch können die Aktoren zum Verformen der Flügelvorderkante schwächer und leichter ausgebildet werden. Vorteilhaft ist zudem, dass die Flügelhaut durch die starke Anisotropie keine oder eine nur geringe antiklastische Biegung zeigt.The large achievable ratio of the stiffness in the span direction to the stiffness in the inflow direction of the wing is particularly advantageous. This stiffness ratio can be well over 10. Previously known wing skins do not even come close to this value. As a result, the actuators for deforming the leading edge of the wing can be made weaker and lighter. It is also advantageous that the wing skin shows no or only a slight anticlastic curvature due to the strong anisotropy.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter einem Flügel insbesondere ein Flugzeugflügel verstanden, also ein Bauteil eines Luftfahrzeugs, das dazu ausgebildet ist, um beim Betrieb des Luftfahrzeugs einen Auftrieb zu erzeugen. Es kann sich bei dem Flügel aber auch um ein Bauteil einer Windkraftanlage handeln.In the context of the present description, a wing is understood to mean in particular an aircraft wing, that is to say a component of an aircraft, which is designed to generate lift when the aircraft is operating. The wing can also be a component of a wind turbine.

Unter der Konturveränderungsvorrichtung wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, mittels der die Kontur der Flügelvorderkante auf einstellbare reproduzierbare Weise so veränderbar ist, dass sich der Auftriebsbeiwert verändert.The contour changing device is understood in particular to be a device by means of which the contour of the leading edge of the wing can be changed in an adjustable, reproducible manner such that the lift coefficient changes.

Unter dem Merkmal, dass der Auftriebsbeiwert des Flügels veränderbar ist, wird insbesondere verstanden, dass die Kontur so geändert werden kann, dass sich eine effektive Krümmung des Flügels ändert. Insbesondere ist die Konturveränderungsvorrichtung daher so ausgebildet, dass der Flügel in eine gestreckte, ungekrümmte oder wenig gekrümmte Anordnung und eine stärker gekrümmte Anordnung gebracht werden kann.The feature that the lift coefficient of the wing can be changed means in particular that the contour can be changed so that an effective curvature of the wing changes. In particular, the contour changing device is therefore designed in such a way that the wing can be brought into an elongated, non-curved or slightly curved arrangement and a more curved arrangement.

Unter einer Konturveränderung der Flügelhaut in der Längsbiege-Ebene wird verstanden, dass sich bei einer derartigen Konturveränderung die Krümmung in der Längsbiege-Ebene ändert, nicht aber in einer Ebene senkrecht zu dieser Längsbiege-Ebene.A change in the contour of the wing skin in the longitudinal bending plane is understood to mean that with such a change in contour, the curvature changes in the longitudinal bending plane, but not in a plane perpendicular to this longitudinal bending plane.

Bei dem Matrixmaterial handelt es sich vorzugsweise um ein Elastomer, beispielsweise ein Thermoplast oder ein Duroplast. Sofern der Flügel unter stark unterschiedlichen Temperaturen eingesetzt werden soll, hat die Verwendung eines duroplastischen Elastomers Vorteile. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Elastomer um Gummi. Beispielsweise kann die Mischung AA6CFZ der Firma Kraiburg verwendet werden.The matrix material is preferably an elastomer, for example a thermoplastic or a thermoset. If the sash is to be used at very different temperatures, the use of a thermoset elastomer has advantages. The elastomer is preferably rubber. For example, the AA6CFZ mixture from Kraiburg can be used.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bildet das Längsversteifungselement eine durchgehende, gekrümmte Fläche, die sich entlang zumindest eines Abschnitts der Flügelvorderkante erstreckt. Das hat den Vorteil, dass der Druck, den die auf die Flügelvorderkante zuströmende Luft auf die Flügelvorderkante ausübt, an allen Auftreffpunkten von dem Längsversteifungselement aufgenommen werden kann.According to a preferred embodiment, the longitudinal stiffening element forms a continuous, curved surface which extends along at least a portion of the leading edge of the wing. This has the advantage that the pressure that the air flowing towards the leading edge of the wing exerts on the leading edge of the wing can be absorbed by the longitudinal stiffening element at all points of impact.

Günstig ist es, wenn das Längsversteifungselement eine Dicke von höchstens 2 Millimetern, insbesondere höchstens 1 Millimeter besitzt. Ein derartiges Längsversteifungselement lässt sich besonders einfach verformen und ist dennoch hinreichend stabil, um die Kräfte aufzufangen, die die anströmende Luft auf die Flügelvorderkante ausübt.It is advantageous if the longitudinal stiffening element has a thickness of at most 2 millimeters, in particular at most 1 millimeter. Such a longitudinal stiffening element can be deformed particularly easily and is nevertheless sufficiently stable to absorb the forces which the inflowing air exerts on the leading edge of the wing.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querversteifungskörper aus einem Faserverbundmaterial aufgebaut und weist mehrere parallel verlaufende Fasern in einer Querversteifungskörpermatrix auf. Insbesondere umfasst die Flügelhaut eine große Vielzahl an Querversteifungskörpern, von denen zumindest eine überwiegende Mehrheit aus Faserbündeln aufgebaut ist, die in jeweils einer Querversteifungskörpermatrix aufgenommen sind. Die einzelnen Querversteifungskörper sind voneinander disjunkt, das heißt durch Matrixmaterial voneinander und vom Längsversteifungselement getrennt.According to a preferred embodiment, the cross stiffening body is constructed from a fiber composite material and has a plurality of fibers running in parallel in a cross stiffening body matrix. In particular, the wing skin comprises a large number of transverse stiffening bodies, at least a large majority of which are made up of fiber bundles, each of which is accommodated in a transverse stiffening body matrix. The individual transverse stiffening bodies are disjoint from one another, that is to say separated from one another and from the longitudinal stiffening element by means of matrix material.

Das Material, aus dem die Querversteifungskörpermatrix aufgebaut ist, unterscheidet sich in aller Regel von dem Matrixmaterial der Matrix. So ist das Material, aus dem die Querversteifungskörpermatrix aufgebaut ist, so gewählt, dass der Querversteifungskörper eine besonders hohe Biegesteifigkeit hat. Beispielsweise wird für die Querversteifungskörpermatrix ein Epoxydharz verwendet. Das Matrixmaterial hingegen wird so gewählt, dass es einerseits hinreichend fest und andererseits hinreichend elastisch ist, um eine leichte Veränderung der Kontur zu erlauben. Beispielsweise wird Gummi verwendet.The material from which the cross-stiffening body matrix is constructed generally differs from the matrix material of the matrix. The material from which the cross-stiffening body matrix is constructed is selected such that the cross-stiffening body has a particularly high bending stiffness. For example, an epoxy resin is used for the cross stiffener matrix. The matrix material, on the other hand, is selected so that it is sufficiently firm on the one hand and sufficiently elastic on the other hand to allow a slight change in the contour. For example, rubber is used.

Das Material, aus dem die Querversteifungskörpermatrix aufgebaut ist, wird daher vorzugsweise als duroplastisches Harz gewählt. Günstig ist es zudem, wenn das Material für die Querversteifungskörpermatrix einerseits und das Matrixmaterial andererseits so gewählt sind, dass sie miteinander eine feste Verbindung eingehen, die so fest ist, dass ein Biegen der Flügelhaut nicht zu einer Ablösung der Querversteifungskörper von dem umgebenden Matrixmaterial führt.The material from which the cross-stiffening body matrix is constructed is therefore preferably chosen as a thermosetting resin. It is also advantageous if the material for the cross stiffening body matrix on the one hand and the matrix material on the other hand are selected such that they form a firm connection with one another which is so firm that bending of the wing skin does not lead to a detachment of the cross stiffening body from the surrounding matrix material.

Die oben gemachten Aussagen für den Querversteifungskörper gelten alternativ oder zusätzlich auch für das Längsversteifungselement. Es ist möglich, wenngleich nicht notwendig, dass die Querversteifungskörper und das Längsversteifungselement aus den gleichen Fasern und dem gleichen Harz aufgebaut sind.The statements made above for the transverse stiffening body apply alternatively or additionally to the longitudinal stiffening element. It is possible, but not necessary, that the Cross stiffening body and the longitudinal stiffening element are constructed from the same fibers and the same resin.

Im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schritt des Umgebens der Faserbündel mit der Matrix aus Elastomer beispielsweise dadurch erreicht, dass ein thermoplastisches Elastomer gewählt wird, beispielsweise thermoplastische Polyurethane und dass dieser Elastomer um vorfixierte Faserbündel herum angeordnet wird. In einem nachfolgenden Schritt wird das Matrixmaterial dann erwärmt, so dass es vernetzt und die Faserbündel umschließt. Wichtig ist jedoch, dass das Matrixmaterial nicht oder zumindest nur unwesentlich in die Faserbündel eindringt. Gleichzeitig oder in einem getrennten Schritt werden die Fasern der Faserbündel mittels eines Harzes miteinander verbunden, so dass sich die Querversteifungskörpermatrix und/oder die Längsversteifungselementmatrix bildet.In the context of a method according to the invention, the step of surrounding the fiber bundles with the matrix of elastomer is achieved, for example, by selecting a thermoplastic elastomer, for example thermoplastic polyurethanes, and by arranging this elastomer around prefixed fiber bundles. In a subsequent step, the matrix material is then heated so that it cross-links and encloses the fiber bundle. It is important, however, that the matrix material does not penetrate the fiber bundle, or at least only insignificantly. Simultaneously or in a separate step, the fibers of the fiber bundles are connected to one another by means of a resin, so that the cross-stiffening body matrix and / or the longitudinal stiffening element matrix is formed.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Konsolidieren der Fasern die Schritte eines Anlegens einer Druckdifferenz zwischen einem ersten Ende des umhüllten Faserbündels und einem zweiten Ende des umhüllten Faserbündels, das dem ersten Ende gegenüberliegt, und eines Durchsaugens und/oder Durchdrückens des Harzes durch das Faserbündel. In anderen Worten wird zunächst die Matrix ausgebildet, die die Faserbündel umgibt oder gegebenenfalls teilweise in die äußersten Schichten des Faserbündels eindringt. Das Innere des Faserbündels bleibt jedoch frei von Matrixmaterial. Diese Zwischenräume werden dann in dem nachfolgenden Schritt mit dem Harz ausgefüllt. Danach wird dieses Harz so ausgehärtet, dass es sich mit der umgebenden Matrix verbindet.According to a preferred embodiment, the consolidation of the fibers comprises the steps of applying a pressure difference between a first end of the covered fiber bundle and a second end of the covered fiber bundle, which is opposite the first end, and of sucking and / or pushing the resin through the fiber bundle. In other words, the matrix is first formed, which surrounds the fiber bundle or possibly partially penetrates into the outermost layers of the fiber bundle. However, the inside of the fiber bundle remains free of matrix material. These gaps are then filled with the resin in the subsequent step. This resin is then cured so that it combines with the surrounding matrix.

Ein alternatives Verfahren wird durchgeführt, indem die mit Harz vorimprägnierten Faserbündel (Prepreg) und das die Faserbündel umgebende Matrixmaterial gleichzeitig erwärmt werden, so dass sich erstens die Fasern des Faserbündels mit dem Harz verbinden, zweitens das Harz sich mit dem Matrixmaterial verbindet und drittens das Matrixmaterial zur Matrix ausgehärtet wird. Insbesondere ist das Aushärten ein Vernetzen, wie auch das Harz vorzugsweise durch Vernetzen ausgehärtet wird.An alternative method is carried out by simultaneously heating the fiber bundles (prepreg) impregnated with resin and the matrix material surrounding the fiber bundles, so that firstly the fibers of the fiber bundle combine with the resin, secondly the resin combines with the matrix material and thirdly the matrix material is cured to the matrix. In particular, curing is crosslinking, just as the resin is preferably cured by crosslinking.

Bei dem ersten Herstellungsverfahren ist es günstig, wenn, um das Harz durch die trockenen Faserbündel zu saugen, ein Vakuum von beispielsweise 0,1 bis 0,8, insbesondere 0,6 bis 0,8, beispielsweise 0,7 bar angelegt wird. Außerdem kann von der gegenüberliegenden Seite das Harz mit einem Druck von 0,3 bis 2,0, beispielsweise 1,1 bar, injiziert werden.In the first production process, it is advantageous if, in order to suck the resin through the dry fiber bundles, a vacuum of, for example, 0.1 to 0.8, in particular 0.6 to 0.8, for example 0.7 bar is applied. In addition, the resin can be injected from the opposite side at a pressure of 0.3 to 2.0, for example 1.1 bar.

Die Temperatur, bei der dieses Verfahren durchgeführt wird, hängt von den verwendeten Materialien ab. Wird beispielsweise als Matrix ein thermoplastisches Polyurethan, beispielsweise Polyurethan (Ether) 4201 AU der Firma Bayer, verwendet, so ist eine Temperatur von 172 bis 173° bei einer Haltezeit von 10 bis 15 Minuten vorteilhaft. Die am besten geeignete Temperatur wird in Vorversuchen ermittelt. Eine zu geringe Temperatur führt zu einer unvollständigen oder zu langsamen Umhüllung der Faserbündel der Querversteifungselemente. Eine zu hohe Temperatur lässt die Matrix durch gesteigerte Fließfähigkeit in die trockenen Faserbündel eindringen.The temperature at which this process is carried out depends on the materials used. If, for example, a thermoplastic polyurethane, for example polyurethane (ether) 4201 AU from Bayer, is used as the matrix, a temperature of 172 to 173 ° with a holding time of 10 to 15 minutes is advantageous. The most suitable temperature is determined in preliminary tests. A temperature that is too low leads to incomplete or slow wrapping of the fiber bundles of the cross-stiffening elements. If the temperature is too high, the matrix will penetrate into the dry fiber bundle due to increased flowability.

Bei dem alternativen Herstellungsverfahren ist eine Materialkombination nötig, bei der die Matrix und das Harz bei der gleichen Temperatur ausgehärtet/verarbeitet werden können. Alle Strukturelemente des Faserverbundbauteils werden dann in einem einzigen Prozessschritt unter definierter Temperatur (125 °C bei einer Matrix aus Gummi: AA6CFZ der Firma Kraiburg und Epoxydharz HexPly913 der Firma Hexcel) und einem atmosphärischen Druck im Autoklaven (4 - 7 bar) ausgehärtet und miteinander verbunden.The alternative manufacturing process requires a combination of materials in which the matrix and resin can be cured / processed at the same temperature. All structural elements of the fiber composite component are then cured in a single process step at a defined temperature (125 ° C with a rubber matrix: AA6CFZ from Kraiburg and epoxy resin HexPly913 from Hexcel) and an atmospheric pressure in an autoclave (4 - 7 bar) .

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 schematisch eine Flügelvorderkante eines erfindungsgemäßen Flügels und den zugehörigen Aufbau der Flügelhaut und
  • 2 einen alternativen Aufbau einer Flügelhaut für einen erfindungsgemäßen Flügel,
  • 3 die Flügelvorderkante im verformten und im unverformten Zustand und
  • 4 eine Vorrichtung zum Herstellen (nach dem ersten Verfahren) eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils, beispielsweise eines erfindungsgemäßen Flügels.
  • 5 einen erfindungsgemäßen Flügel mit Hochauftriebsklappe und
  • 6 zeigt schematisch ein Flugzeug mit einem erfindungsgemäßen Flügel.
The invention is explained in more detail below with reference to the attached figures. It shows
  • 1 schematically a wing leading edge of a wing according to the invention and the associated structure of the wing skin and
  • 2nd an alternative structure of a wing skin for a wing according to the invention,
  • 3rd the leading edge of the wing in the deformed and in the undeformed state and
  • 4th a device for producing (according to the first method) a fiber composite component according to the invention, for example a wing according to the invention.
  • 5 a wing according to the invention with high lift flap and
  • 6 shows schematically an aircraft with a wing according to the invention.

1 zeigt eine Flügelvorderkante 10 eines schematisch eingezeichneten konturveränderlichen Flügels 12. Die Flügelvorderkante 10 umfasst eine Flügelhaut 14 und eine schematisch eingezeichnete Konturveränderungsvorrichtung 16. Die Konturveränderungsvorrichtung 16 umfasst mehrere Übertragerelemente 18.1, 18.2, 18.3, 18.4, die mit der Flügelhaut 14 verbunden sind und in Spannweitenrichtung S verlaufen. 1 shows a leading edge of the wing 10th of a schematically drawn variable wing 12th . The leading edge of the wing 10th includes a wing skin 14 and a schematically drawn contour changing device 16 . The contour changing device 16 comprises several transmitter elements 18.1 , 18.2 , 18.3 , April 18 that with the wing skin 14 are connected and in the span direction S run.

Die Übertragerelemente 18 (Bezugszeichen ohne Zählsuffix beziehen sich auf alle entsprechenden Objekte) sind über Gelenke und Übertragerstangen 20 mit einer Schwenkstange 22 verbunden, die mittels eines schematisch eingezeichneten Schwenkantriebs 24 verschwenkt werden kann. Eine detaillierte Beschreibung, wie eine Konturveränderungsvorrichtung aufgebaut sein kann, findet sich in dem Patent DE 29 07 912 A1 von Dornier.The transmitter elements 18th (Reference symbols without a counting suffix refer to all corresponding objects) are above joints and transmission rods 20th with a swivel rod 22 connected that by means of a schematically shown swivel drive 24th can be pivoted. A detailed description of how a contour changing device can be constructed can be found in the patent DE 29 07 912 A1 by Dornier.

Im unteren Teil von 1 ist ein Ausschnitt aus der Flügelhaut gezeigt. Die Flügelhaut 14 umfasst eine Matrix 26 aus einem Matrixmaterial, im vorliegenden Fall aus der Gummimischung AA6CFZ der Firma Kraiburg. Die Flügelhaut 14 umfasst zudem eine Vielzahl von untereinander disjunkten Querversteifungskörpern 28, von denen die Querversteifungskörper 28.1, 28.2, 28.3 und 28.4 eingezeichnet sind. Die Querversteifungskörper 28 erstrecken sich entlang der Spannweitenrichtung S.In the lower part of 1 a section of the wing skin is shown. The wing skin 14 includes a matrix 26 from a matrix material, in the present case from the rubber compound AA6CFZ from Kraiburg. The wing skin 14 also includes a large number of cross-stiffening bodies that are disjoint from one another 28 , of which the cross stiffeners 28.1 , 28.2 , 28.3 and April 28 are drawn. The cross stiffeners 28 extend along the span direction S .

Die Flügelhaut 14 besitzt ein Längsversteifungselement 30 in Form eines flächigen Laminats. Schematisch sind mehrere Fasern 32.1, 32.2, ... eingezeichnet, die alle parallel zueinander verlaufen und sich senkrecht zu den Querversteifungskörpern 28 erstrecken. Eingezeichnet ist zudem eine neutrale Faser N. Im Teilbild ganz unten ist der Ausschnitt der Flügelhaut 14 nach einer Konturveränderung in einer Längsbiege-Ebene E gezeigt.The wing skin 14 has a longitudinal stiffening element 30th in the form of a flat laminate. Several fibers are schematic 32.1 , 32.2 , ... are drawn in, which all run parallel to each other and are perpendicular to the cross-bracing members 28 extend. A neutral fiber is also shown N . In the drawing at the bottom is the cutout of the wing skin 14 after a contour change in a longitudinal bending plane E shown.

Die Fasern 32 des Längsversteifungselements 30 sind in eine Längsversteifungselementmatrix 34 eingebettet, die aus einem Duroplast besteht. Im vorliegenden Fall ist die Längsversteifungselementmatrix 34 durch ein Epoxydharz gebildet. Die Fasern 32 sind Glasfasern. Das Längsversteifungselement 30 besitzt eine Dicke D von cirka 0,8 mm.The fibers 32 of the longitudinal stiffening element 30th are in a longitudinal stiffening element matrix 34 embedded, which consists of a thermoset. In the present case, the longitudinal stiffening element matrix 34 formed by an epoxy resin. The fibers 32 are glass fibers. The longitudinal stiffening element 30th has a thickness D of approximately 0.8 mm.

Die Querversteifungskörper 28 umfassen jeweils ein Faserbündel 36, für das auch der englische Begriff Roving verwendet werden könnte. Beispielsweise besitzt der Querversteifungskörper 28.4 ein Faserbündel 36.4, das in einer Querversteifungskörpermatrix 38.4 eingebettet ist. Die Faserbündel 36 sind aus Kohlenstofffasern aufgebaut, die Querversteifungskörpermatrix 38 aus Epoxydharz.The cross stiffeners 28 each comprise a fiber bundle 36 , for which the English term roving could also be used. For example, the cross stiffener has April 28 a bundle of fibers 36.4 that in a cross stiffener matrix 38.4 is embedded. The fiber bundle 36 are made of carbon fibers, the cross-bracing matrix 38 made of epoxy resin.

In 3 ist die Kontur der Flügelvorderkante 10 in einem Koordinatensystem mit der dimensionslosen Flügeltiefe c und der normierten Flügeldicke t einmal in einem Zustand mit kleinem Auftriebsbeiwert (durchgehende Linie) und einmal in einem Zustand mit erhöhtem Auftriebsbeiwert (gestrichelte Linie) aufgetragen. Durch Betätigen des Schwenkantriebs 24 ändert sich die Kontur der Flügelvorderkante 10, wie dies schematisch in 3 gezeichnet ist. Dabei deformiert sich die Matrix 26. Der Bereich der Matrix 26, der in 1 oberhalb des Längsversteifungselements 30 angeordnet ist, wird beispielsweise gestreckt, der darunter liegende Bereich gestaucht.In 3rd is the contour of the leading edge of the wing 10th in a coordinate system with the dimensionless wing depth c and the standardized wing thickness t applied once in a state with a small lift coefficient (solid line) and once in a state with an increased lift coefficient (dashed line). By actuating the part-turn actuator 24th the contour of the leading edge of the wing changes 10th how this is shown schematically in 3rd is drawn. The matrix deforms 26 . The area of the matrix 26 who in 1 above the longitudinal stiffening element 30th is arranged, is stretched, for example, the area below it is compressed.

4 zeigt, wie zum Herstellen eines derartigen konturveränderlichen Flügels 12 bzw. eines erfindungsgemäßen Faserverbundbauteils zunächst Faserbündel 36 mit einem Legekopf 40 auf eine Matte aus thermoplastischem Elastomer gelegt werden. Nachfolgend wird eine weitere Elastomermatte aufgelegt und es werden mit dem Legekopf 40 die Fasern 32 für das Längsversteifungselement 30 gelegt, die senkrecht zu den zuerst gelegten Faserbündeln verlaufen. Diese Schicht wird erneut mit einer Matte aus thermoplastischem Elastomer abgedeckt. Es folgt eine weitere Lage an Faserbündeln, die parallel zu den zuerst gelegten Faserbündeln verlaufen. Auch diese werden mit einer Matte aus thermoplastischem Elastomer abgedeckt. 4th shows how to make such a contour-changing wing 12th or a fiber composite component according to the invention initially fiber bundles 36 with a laying head 40 placed on a mat made of thermoplastic elastomer. Another elastomer mat is then placed on top and the laying head is used 40 the fibers 32 for the longitudinal stiffening element 30th placed perpendicular to the fiber bundles placed first. This layer is covered again with a mat made of thermoplastic elastomer. Another layer of fiber bundles follows, which run parallel to the fiber bundles laid first. These are also covered with a mat made of thermoplastic elastomer.

Im nächsten Schritt wird dieser Aufbau einem Vakuum von 0,7 bar und einer Temperatur von 172,5 °C ausgesetzt. Dadurch schmilzt das thermoplastische Elastomer um die trockenen Faserbündel 36. Als nächstes wird ein kalt aushärtendes Harz in die Zwischenräume der trockenen Faserbündel 36 (durch Anlegen einer Druckdifferenz) gebracht. Das Harz und die Fasern 32 bilden die Quer- und Längsversteigerungselemente und verbindet beim Aushärten diese mit der Matrix 26.In the next step, this structure is exposed to a vacuum of 0.7 bar and a temperature of 172.5 ° C. This melts the thermoplastic elastomer around the dry fiber bundle 36 . Next, a cold curing resin is placed in the spaces between the dry fiber bundles 36 (by applying a pressure difference). The resin and the fibers 32 form the transverse and longitudinal auction elements and, when hardened, connects them to the matrix 26 .

2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Flügelhaut 14, bei der das Längsversteifungselement 30 außen liegend angeordnet ist. 2nd shows an alternative embodiment of the wing skin 14 , in which the longitudinal stiffening element 30th is arranged outside.

5 zeigt einen erfindungsgemäßen Flügel 12 mit einer Hochauftriebsklappe 42 und einer Ausblasöffnung 44, aus der im Betrieb ein tangentialer Luftstrom ausgeblasen wird. Die Isobaren zeigen die entstehenden Druckgradienten. Die Hochauftriebsklappe 42 umfasst eine nicht eingezeichnete Hochauftriebsklappen-Bewegungsvorrichtung, mittels der die Neigung der Klappe zum Rest des Flügels 12 verändert werden kann. 5 shows a wing according to the invention 12th with a high lift flap 42 and a blow-out opening 44 , from which a tangential air flow is blown out during operation. The isobars show the resulting pressure gradients. The high-lift flap 42 comprises a high lift flap movement device, not shown, by means of which the inclination of the flap to the rest of the wing 12th can be changed.

6 zeigt ein Flugzeug 46 mit drei Triebwerken 48.1, 48.2, 48.3 von denen ein einstellbarer Strom an Zapfluft durch einen nicht eingezeichneten Kanal zu den Ausblasöffnungen 44 der Flügel 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 geleitet wird. 6 shows an airplane 46 with three engines 48.1 , 48.2 , 48.3 of which an adjustable flow of bleed air through an unillustrated channel to the exhaust openings 44 the wing 12.1 , 12.2 , 12.3 , 12.4 is directed.

BezugszeichenlisteReference list

1010th
FlügelvorderkanteLeading edge
1212th
Flügelwing
1414
FlügelhautWing skin
1616
KonturveränderungsvorrichtungContour changing device
1818th
Übertragerelement Transmitter element
2020th
ÜbertragerstangeTransmission rod
2222
SchwenkstangeSwivel rod
2424th
SchwenkantriebSwivel drive
2626
Matrixmatrix
2828
Querversteifungskörper Cross stiffening body
3030th
LängsversteifungselementLongitudinal stiffening element
3232
Faserfiber
3434
LängsversteifungselementmatrixLongitudinal stiffening element matrix
3636
FaserbündelFiber bundle
3838
Querversteifungskörpermatrix Cross stiffener matrix
4040
Legekopf [ohne Bezugszeichen in 4]Laying head [without reference number in 4th ]
4242
HochauftriebsklappeHigh-lift flap
4444
AusblasöffnungDischarge opening
4646
Flugzeugplane
4848
Triebwerk Engine
SS
SpannweitenrichtungSpan direction
DD
Dickethickness
AA
AnströmrichtungFlow direction
EE
Längsbiege-EbeneLongitudinal bending plane
NN
neutrale Faser neutral fiber
cc
FlügeltiefeWing depth
tt
FlügeldickeWing thickness

Claims (9)

Konturveränderlicher Flügel (12), der sich in eine Spannweitenrichtung (S) erstreckt und (i) eine Flügelhaut (14) und (ii) eine Konturveränderungsvorrichtung (16), mittels der ein Auftriebsbeiwert des Flügels (12) durch Ändern einer Kontur der Flügelhaut (14) an einer Flügelvorderkante (10) veränderbar ist, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass (iii) die Flügelhaut (14) (a) eine Matrix (26) aus einem Matrixmaterial, (b) zumindest einen Querversteifungskörper (28), der sich entlang der Spannweitenrichtung (S) erstreckt, und (c) zumindest ein Längsversteifungselement (30), das sich entlang einer Anströmrichtung (A) von anströmender Luft im Betrieb des Flügels (12) erstreckt, aufweist, (d) wobei die Matrix (26) eine geringere Steifigkeit besitzt als das Längsversteifungselement (30), sodass bei einer Konturveränderung der Flügelhaut (14) in einer Längsbiege-Ebene (E), die senkrecht zu den Querversteifungskörpern (28) verläuft, eine neutrale Faser (N) im Längsversteifungselement (30) verläuft.Contour-changing wing (12), which extends in a span direction (S) and (i) a wing skin (14) and (ii) a contour changing device (16), by means of which a lift coefficient of the wing (12) by changing a contour of the wing skin ( 14) can be changed on a leading edge (10) of the wing, characterized in that (iii) the wing skin (14) (a) a matrix (26) made of a matrix material, (b) at least one transverse stiffening body (28) which extends along extends in the span direction (S), and (c) has at least one longitudinal stiffening element (30) which extends along an inflow direction (A) of inflowing air during operation of the wing (12), (d) the matrix (26) being a has less rigidity than the longitudinal stiffening element (30), so that when the contour of the wing skin (14) changes in a longitudinal bending plane (E) that is perpendicular to the transverse stiffening bodies (28), a neutral fiber (N) in the longitudinal stiffener tion element (30). Konturveränderlicher Flügel (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsversteifungselement (30) eine gekrümmte Fläche bildet, die sich entlang der Flügelvorderkante (10) erstreckt.Contour-variable wing (12) after Claim 1 , characterized in that the longitudinal stiffening element (30) forms a curved surface which extends along the leading edge of the wing (10). Konturveränderlicher Flügel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Längsversteifungselement (30) eine Dicke (D) von höchstens 2 Millimetern, insbesondere höchstens 1 Millimeter, besitzt.Contour-variable wing (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal stiffening element (30) has a thickness (D) of at most 2 millimeters, in particular at most 1 millimeter. Konturveränderlicher Flügel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Querversteifungskörper (28) aus einem Faserverbundmaterial aufgebaut ist und eine Vielzahl an parallel verlaufenden Fasern (32) in einer Querversteifungskörpermatrix (38) aufweist.Contour-variable wing (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one cross-stiffening body (28) is constructed from a fiber composite material and has a multiplicity of fibers (32) running in parallel in a cross-stiffening body matrix (38). Konturveränderlicher Flügel (12) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen zweiten Querversteifungskörper (28.4), der sich entlang der Spannweitenrichtung (S) erstreckt, wobei das Längsversteifungselement (30) zwischen dem ersten Querversteifungskörper (28.1) und dem zweiten Querversteifungskörper (28.4) angeordnet ist.Contour-variable wing (12) according to one of the preceding claims, characterized by at least one second transverse reinforcement body (28.4) which extends along the span direction (S), the longitudinal reinforcement element (30) between the first transverse reinforcement body (28.1) and the second transverse reinforcement body (28.4 ) is arranged. Verfahren zum Herstellen eines konturveränderlichen Flügels (12), mit den Schritten: (i) Umgeben von Faserbündeln (36), die aus einer Mehrzahl an Fasern (32) bestehen, mit einer Matrix (26) aus Elastomer, so dass umhüllte Faserbündel (36) entsteht, und (ii) anschließend Konsolidieren der trockenen Fasern (32) der umhüllten Faserbündel (36) mit einem Harz, so dass das Harz die Fasern (32) miteinander verbindet und mit der Matrix (26) eine Verbindung eingeht.Method for producing a contour-changing wing (12), comprising the steps: (i) Surrounding fiber bundles (36), which consist of a plurality of fibers (32), with a matrix (26) made of elastomer, so that covered fiber bundles (36) are formed, and (ii) subsequently consolidating the dry fibers (32) of the coated fiber bundles (36) with a resin, so that the resin connects the fibers (32) to one another and forms a connection with the matrix (26). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Konsolidieren der Fasern (32) die folgenden Schritte umfasst: - Anlegen einer Druckdifferenz zwischen einem ersten Ende des umhüllten Faserbündels (36) und einem zweiten Ende des umhüllten Faserbündels (36), das dem ersten Ende gegenüber liegt, und - Durchsaugen und/oder Durchdrücken des Harzes durch das Faserbündel (36).Procedure according to Claim 6 characterized in that consolidating the fibers (32) comprises the steps of: applying a pressure difference between a first end of the covered fiber bundle (36) and a second end of the covered fiber bundle (36) opposite the first end, and - Sucking through and / or pushing the resin through the fiber bundle (36). Verfahren zum Herstellen eines konturveränderlichen Flügels (12), mit den Schritten: - Umgeben einer Mehrzahl an Faserbündeln (36), die mit einem Harz vorimprägniert sind, mit einem Matrixmaterial aus einem Elastomer und - gleichzeitiges Erwärmen der Faserbündel (36), des Harzes und des Matrixmaterials, so dass das Faserbündel (36) von der Matrix umschmolzen wird und die vorimprägnierten Faserbündel (36) durch aufschmelzendes Harz eine Verbindung mit der Matrix (Elastomer) (26) eingehen.Method for producing a contour-changing wing (12), comprising the steps: - Surrounding a plurality of fiber bundles (36), which are pre-impregnated with a resin, with a matrix material made of an elastomer and - Simultaneously heating the fiber bundles (36), the resin and the matrix material, so that the fiber bundle (36) is melted by the matrix and the pre-impregnated fiber bundles (36) form a connection with the matrix (elastomer) (26) by melting resin. Faserverbundbauteil, gekennzeichnet durch (a) eine Matrix (26) aus einem Matrixmaterial, (b) eine Mehrzahl an Querversteifungskörpern (28), die - jeweils ein Faserbündel (36), das durch ein Harz gebunden ist, aufweisen, - in der Matrix (26) eingebettet sind, - jeweils eine Längserstreckung haben und - parallel zueinander angeordnet sind, und (c) zumindest ein Längsversteifungselement (30), das - eine Vielzahl an Fasern (32), die durch ein Harz gebunden sind und die hauptsächlich parallel zueinander verlaufen, aufweist, und - unter einem Winkel von zumindest 75° zu den Querversteifungskörpern (28) verläuft, (d) wobei die Matrix (26) eine geringere Steifigkeit besitzt als das Längsversteifungselement (30), sodass bei einer Konturveränderung des Faserverbundbauteils in einer Längsbiege-Ebene (E), die senkrecht zu den Querversteifungskörpern (28) verläuft, eine neutrale Faser (N) im Längsversteifungselement (30) verläuft und (e) wobei eine Quer-Biegesteifigkeit bezüglich einer Biegung in einer Querbiege-Ebene zumindest das Achtfache einer LängsBiegesteifigkeit bezüglich einer Biegung in der Längsbiege-Ebene (E) beträgt.Fiber composite component, characterized by (a) a matrix (26) made of a matrix material, (b) a plurality of transverse stiffening bodies (28) which - each have a fiber bundle (36) which is bound by a resin, - are embedded in the matrix (26), - each have a longitudinal extension and - are arranged parallel to one another, and (c) at least one longitudinal stiffening element (30) which - has a multiplicity of fibers (32) which are bound by a resin and which run essentially parallel to one another, and - runs at an angle of at least 75 ° to the transverse stiffening bodies (28), (d) the matrix (26) has a lower rigidity than the longitudinal stiffening element (30), so that when the contour of the fiber composite component changes in a longitudinal bending plane (E), which is perpendicular to the transverse stiffening bodies (28), a neutral fiber (N) runs in the longitudinal stiffening element (30) and ( e) wherein a transverse bending stiffness with respect to a bend in a transverse bending plane bet at least eight times a longitudinal bending stiffness with respect to a bend in the longitudinal bending plane (E) struggles.
DE102013208215.0A 2013-05-06 2013-05-06 Contour-changing wing and method for producing such a wing Expired - Fee Related DE102013208215B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208215.0A DE102013208215B4 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Contour-changing wing and method for producing such a wing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208215.0A DE102013208215B4 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Contour-changing wing and method for producing such a wing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013208215A1 DE102013208215A1 (en) 2014-11-06
DE102013208215B4 true DE102013208215B4 (en) 2020-04-23

Family

ID=51727432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013208215.0A Expired - Fee Related DE102013208215B4 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Contour-changing wing and method for producing such a wing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013208215B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022124091A1 (en) 2022-09-20 2024-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fiber composite component for a vehicle

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907912A1 (en) 1979-03-01 1980-09-11 Dornier Gmbh CROSS-ARM BODY WITH CHANGEABLE PROFILING, IN PARTICULAR AIRCRAFT WING
US20060145031A1 (en) 2004-12-16 2006-07-06 Japan Aerospace Exploration Agency Aircraft wing, aircraft wing composite material, and method of manufacture thereof
WO2009118509A1 (en) 2008-03-28 2009-10-01 Hexcel Composites Limited Improved composite materials
DE102009003696A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Contitech Elastomer-Beschichtungen Gmbh Membrane, in particular gas storage membrane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2907912A1 (en) 1979-03-01 1980-09-11 Dornier Gmbh CROSS-ARM BODY WITH CHANGEABLE PROFILING, IN PARTICULAR AIRCRAFT WING
US20060145031A1 (en) 2004-12-16 2006-07-06 Japan Aerospace Exploration Agency Aircraft wing, aircraft wing composite material, and method of manufacture thereof
WO2009118509A1 (en) 2008-03-28 2009-10-01 Hexcel Composites Limited Improved composite materials
DE102009003696A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Contitech Elastomer-Beschichtungen Gmbh Membrane, in particular gas storage membrane

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208215A1 (en) 2014-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2904262B1 (en) Composite component for a rotor blade
EP2254749B1 (en) Core for producing an fiber reinforced composite part
EP3496936B1 (en) Spar cap made of prefabricated elements with laid fabric and method for producing same
EP2046564B1 (en) Method for production of several fibre composite components
DE3806594C2 (en) Detachable or swiveling component for covering openings in the fuselage of an aircraft, and method for producing the component and device for carrying out the method
DE102010042128A1 (en) Structural component, aerospace vehicle or process
DE102012109231B4 (en) Integral reinforcing elements
DE102006056568A1 (en) Core structure manufacturing method for airplane, involves positioning core layers with defined distance, and inserting reinforcement unit in hollow space between layers, where reinforcement unit and layers form integral core structure
DE102011086101A1 (en) Method for the automated production of a fiber composite component with integrated lightning protection and fiber composite component
DE102011120762A1 (en) Cover device and aircraft area with cover device
EP3286078B1 (en) Control surface element
DE102005030939A1 (en) Method for producing a substantially cup-shaped component
DE102008059653B4 (en) Flat component of an aircraft and method for its production
DE102010042186A1 (en) Composite, aerospace vehicle or method
EP2682537A1 (en) Core layer for a sandwich composite component, sandwich composite component and method for producing a sandwich composite component
EP2890552A1 (en) Method for producing a rotor blade and rotor blade of a wind turbine
DE102013208215B4 (en) Contour-changing wing and method for producing such a wing
DE2424068C3 (en) Process for the production of a composite layer
EP4010178A1 (en) Method for repairing a fibre composite component
DE102014221356B4 (en) Assembly with individual components made of a fiber-reinforced composite material
DE10340561A1 (en) Aircraft used as rotary-wing aircraft, e.g. helicopter, comprises structural component at risk from impact/explosion which is made of lightweight composite material with rigid, strong support layer and fiber-reinforced elastomer layer
DE102011077609B4 (en) Production of a rotor blade shell
DE102011079943A1 (en) Device for producing an adhesive component with fiber-reinforced plastics and method
DE102006048641B4 (en) Connection structure for an aircraft or spacecraft and method of manufacturing the same
DE102020108246A1 (en) Method for producing a fiber composite component

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R082 Change of representative

Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee