DE20220600U1 - 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 - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL TERRITORY
Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, und insbesondere einen Hubschrauber.The invention relates to an aircraft, especially a rotary wing aircraft, and especially a helicopter.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Neuere Forderungen an Luftfahrzeugstrukturen beziehen sich insbesondere auf passive Sicherheit, Crashsicherheit, Hitzebeständigkeit, Wärmeisolierung, Beständigkeit gegen allgemeine Stoß- und Einschlagsbelastungen wie beispielsweise durch Beschuss und umherfliegende Teile, hohe dynamische Festigkeit und Schadenstoleranz, Dichtigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Gewichtseinsparung und letztendlich eine technisch möglichst einfache und wirtschaftliche Verarbeitbarkeit. Es wäre es also wünschenswert, eine Luftfahrzeugstruktur bzw. ein Luftfahrzeug bereitstellen zu können, welches möglichst viele dieser geforderten Eigenschaften möglichst optimal erfüllt.Recent demands on aircraft structures relate in particular to passive safety, crash safety, Heat resistance, Thermal insulation, resistance against general shock and impact loads such as shelling and flying parts, high dynamic strength and damage tolerance, Tightness, corrosion resistance, Weight saving and ultimately one technically possible easy and economical processability. So it would be desirable, provide an aircraft structure or an aircraft can, which as many as possible fulfills these required properties as optimally as possible.
Ein spezielles und höchst diffiziles Problem stellt in der Luftfahrzeugtechnik die Crashsicherheit auf Wasser dar, was für Flächenflugzeuge und Drehflügelflugzeuge gleichermaßen gilt. Bei einem Crash auf Wasser können nämlich anders als bei einem Crash auf festem Land keine Fahrwerke oder Landewerke -stoßmindernd zur Wirkung kommen. Vielmehr werden die crashbedingten Belastungen direkt in die Rumpf- und oder Tragflächenstruktur des Luftfahrzeuges eingeleitet. Hier bestehen folglich extrem hohe Anforderungen an die für die Struktur bzw. die Strukturbauteile des Luftfahrzeuges verwendeten Werkstoffe und Materialien. Eine ähnliche Problematik tritt auch bei einem Crash auf Schlamm oder tiefem Schnee auf. Es wäre folglich wünschenswert, das Crashverhalten verbessern zu können.A special and extremely difficult Crash safety poses a problem in aircraft technology Water what what wing aircraft and rotary wing aircraft equally applies. A crash on water can be different than a crash No landing gear or landing gear on firm land - to reduce impact come into effect. Rather, the crash-related loads directly into the fuselage and or wing structure of the aircraft initiated. Consequently, there are extremely high requirements here the for the structure or the structural components of the aircraft used materials and materials. A similar Problems also arise in the event of a crash on mud or deep snow on. It would be therefore desirable that To be able to improve crash behavior.
Faser-Kunststoff-Verbundmaterialien sowie Faser-Kunststoff-Metall-Verbundmaterialien haben sich für luftfahrzeugtechnische Anwendungen grundsätzlich bewährt. Die Verarbeitung derartiger Materialen ist jedoch sehr anspruchsvoll, und zwar nicht nur aufgrund des erforderlichen apparativen Aufwandes und der notwendigen handwerklichen Fähigkeiten, sondern auch aufgrund der teilweise sehr unterschiedlichen bzw. gegensätzlichen Eigenschaften der am jeweiligen Materialverbund beteiligten Einzelwerkstoffe. Aus dem letztgenannten Grund ist auch die praktische Anwendung von Verbundmaterialien in einem Bauteil im Hinblick auf einen gewünschten praktischen Einsatz dieses Bauteils ein komplexes Fachgebiet. Ein Verbundmaterial, welches für eine bestimmte Anwendung oder ein bestimmtes Verarbeitungsverfahren günstig ist, kann sich für eine andere Anwendung oder ein anderes Verarbeitungsverfahren als höchst problematisch herausstellen.Fiber-reinforced plastic materials and fiber-plastic-metal composite materials have opted for Aircraft applications basically proven. The processing of such However, materials is very demanding, and not just because of it the necessary equipment and the necessary manual work Skills but also due to the sometimes very different or contradicting ones Properties of the individual materials involved in the respective material composite. For the latter reason, the practical application of Composite materials in a component in terms of a desired practical Use of this component is a complex subject. A composite material which for a specific application or processing method Cheap is, can stand up for another application or processing method other than maximum highlight problematic.
Dies ist in der Luftfahrzeugtechnik, in welcher Verbundmaterialien zumeist als hochgradig multifunktionale Werkstoffe eingesetzt werden, von besonderer Bedeutung, denn die Verbundmaterialien können infolge der zuvor geschilderten Problematik die Summe der für eine Anwendung gewünschten Eigenschaften in der Regel nicht oder nicht optimal erfüllen bzw. viele Werkstoffeigenschaften nicht optimal ausnutzen.This is in aircraft technology, in which composite materials mostly as highly multifunctional Materials are used, of particular importance, because the Composite materials can as a result of the problems described above, the sum of those for an application desired Usually do not or do not optimally fulfill properties or do not make optimal use of many material properties.
Aus der
Ein ähnliches Verbundmaterial, jedoch
ohne die zuvor erwähnte
Metallmaschenschicht, ist in der
Des Weiteren sind in der Werkstofftechnik sogenannte Faser-Kunststoft-Verbundmaterialien bekannt, welche Verstärkungsfasern, wie zum Beispiel Glas-, Aramid- oder Kohlefasern, Borfasern, ultrafeste Polyethylenfasern usw. aufweisen, welche in eine Kunststoffmatrix, wie zum Beispiel ein Polyester- oder Epoxydharz eingebettet sind. Derartige Materialien sind im Fahrzeugbau, insbesondere dem Luftfahrzeugbau recht verbreitet.Furthermore, so-called Fiber-plastic composite materials known which reinforcing fibers, such as glass, aramid or carbon fibers, boron fibers, ultra-strong Have polyethylene fibers etc., which are in a plastic matrix, such as a polyester or epoxy resin are embedded. Such materials are used in vehicle construction, especially aircraft construction quite common.
Ferner sind Faser-Kunststoff-Metall-Verbundmaterialien bekannt, wie sie für luftfahrttechnische Anwendungen zum beispielsweise unter dem Handelsnamen Glare® oder Arall® der Fa. Fokker Aerostructures B.V. vertrieben werden. Bei diesen Materialien handelt es um plattenförmige Verbundelemente aus Metallblechen und Faser-Kunststoff-Verbundplatten, die miteinander verklebt sind. Glare® stellt zum Beispiel einen Verbund aus mindestens zwei Aluminiumsblechen und einer Faser-Epoxydverbundplatte dar.Furthermore, fiber-plastic-metal composite materials known as for aeronautical applications for example under the trade name Glare® or Arall® the Fokker Aerostructures B.V. to be expelled. With these materials it is plate-shaped Composite elements made of sheet metal and fiber-plastic composite panels, that are glued together. For example, Glare® is a composite from at least two aluminum sheets and a fiber-epoxy composite panel represents.
Aus der
Ferner ist aus der
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION THE INVENTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe bzw. das technische Problem zugrunde, ein Luftfahrzeug (insbesondere ein Drehflügelflugzeug bzw. einen Hubschrauber) zu schaffen, welches über eine verbesserte Crashsicherheit und ein verbessertes Impact-Verhalten verfügt.The object of the invention is the technical problem underlying an aircraft (in particular a rotary wing aircraft or a helicopter), which has improved crash safety and has improved impact behavior.
Die vorhergenannte Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The aforementioned task is carried out according to a solved first aspect of the invention by an aircraft according to the invention with the features of claim 1.
Dieses Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, insbesondere ein Hubschrauber, oder aber auch ein Flugkörper oder ein Raumflugzeug, umfasst ein stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdetes Strukturbauteil aus einem platten- oder schalenförmigen Leichtbau-Verbundmaterial mit mindestens einer ersten dehnsteifen, zugfesten Trägerschicht, die aus wenigstens einem Metallwerkstoff hergestellt ist, und mindestens einer mit dieser Trägerschicht fest verbundenen Elastomerschicht, die im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzt ist und eine Matrix für die Verstärkungsfasern bildet. Ein plattenförmiges Material umfasst im Sinne der Erfindung auch ein streifenförmiges Material.This aircraft, in particular a rotary wing aircraft, in particular a helicopter, or else a missile or a spacecraft, includes an impact and / or impact and / or explosion endangered Structural component made of a plate or shell-shaped lightweight composite material with at least a first rigid, tensile carrier layer, which is made of at least one metal material, and at least one with this backing layer firmly bonded elastomer layer, which is essentially entirely of reinforcing fibers is interspersed and a matrix for the reinforcing fibers forms. A plate-shaped For the purposes of the invention, material also comprises a strip-shaped material.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 2.The basis of the invention The task is also solved by an aircraft according to the invention with the features of claim 2.
Dieses Luftfahrzeug, insbesondere ein Drehflügelflugzeug, insbesondere ein Hubschrauber, oder aber auch ein Flugkörper oder ein Raumflugzeug, umfasst ein stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdetes Strukturbauteil aus einem Leichtbau-Verbundmaterial mit mindestens einer ersten dehnsteifen, zugfesten Trägerschicht, die aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, und mindestens einer mit dieser Trägerschicht fest verbundenen Elastomerschicht, die im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzt ist und eine Matrix für die Verstärkungsfasern bildet.This aircraft, in particular a rotary wing aircraft, in particular a helicopter, or else a missile or a spacecraft, includes an impact and / or impact and / or explosion endangered Structural component made of a lightweight composite material with at least a first rigid, tensile carrier layer made of a composite material, in particular a fiber composite material is produced, and at least one with this backing layer firmly bonded elastomer layer, which is essentially entirely made of reinforcing fibers is interspersed and a matrix for that reinforcing fibers forms.
Unter „stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdeten" Bauteilen, Strukturen und Komponenten sind im Sinne der Erfindung solche zu verstehen, die in einem praktischen Einsatz des Luftfahrzeugs einer hohen Belastung durch Crash, Unfall, umherfliegende Teile (z.B. bei Triebwerksversagen), Beschuss, Explosionskörpereinwirkung usw. ausgesetzt sein können. Bei derartigen Bauteilen und Strukturen handelt es sich beispielweise um Außenhautelemente von Raumflugkörpern, die durch Weltraumschrott (Debris) gefährdet sind, Radoms, Pylons, Antennenverkleidungen, andere externe Zusatzgeräte, Triebwerksummantelungen und andere Triebswerksturkuren, insbesondere von Turbinen, Tanks, Cockpitverkleidungen, explosionssichere Luftfahrzeugcontainer usw.Under "impact and / or impact and / or explosion-prone" components, structures and components are to be understood within the meaning of the invention, in a practical use of the aircraft a high load due to crash, accident, flying parts (e.g. in the event of engine failure), Bombardment, explosion impact etc. may be exposed. Such components and structures are, for example around skin elements of spacecraft, that are at risk from space debris (radoms, pylons, Antenna fairings, other external accessories, engine shrouds and other engine turkeys, especially of turbines, tanks, Cockpit fairings, explosion-proof aircraft containers, etc.
Die von den Verstärkungsfasern durchsetzte (weiche) Elastomerschicht wird nachfolgend auch kurz als Faser-Elastomerverbundschicht bezeichnet werden.The (soft) penetrated by the reinforcing fibers The elastomer layer is also briefly referred to below as a fiber-elastomer composite layer be designated.
Dehnsteif und zugfest bedeutet im Hinblick auf die Trägerschicht, dass diese eine im Vergleich zur Faser-Elastomerverbundschicht erheblich größere Dehnsteifigkeit und Zugfestigkeit besitzt, was nachfolgend aus der beispielhaften Beschreibung der für die Trägerschicht und die Faser-Elastomerverbundschicht verwendeten Werkstoffe und deren Anordnung noch deutlicher werden wird. Die Verstärkungsfasern können in isotroper, anisotroper oder orthotroper Anordnung vorliegen, d.h. beispielweise in Gestalt von uni- oder multidirektionalen Faseranordnungen, Rovings, Fasermatten oder Vliesen mit einem Agglomerat von Einzelfasern (Lang- oder Kurzfasern), Gelegen, Geweben, Gewirken usw., oder in Mischformen daraus vorgesehen sein. Derartige Faserstrukturen lassen sich sowohl ein- als auch mehrschichtig bereitstellen. Als Verstärkungsfasern kommen vorzugsweise Fasern aus Glas, Kohlenstoff, Aramid, Metall, und auch Naturfasern (z.B. Hanf, Flachs, Jute), oder ein Hybrid aus diesen Fasern zur Anwendung.Stiff and tensile means in With regard to the backing layer, that this is significant compared to the fiber-elastomer composite layer greater stiffness and has tensile strength, which follows from the exemplary Description of the for the backing layer and the fiber-elastomer composite layer used materials and the arrangement of which will become even clearer. The reinforcing fibers can are in an isotropic, anisotropic or orthotropic arrangement, i.e. for example in the form of unidirectional or multidirectional fiber arrangements, Rovings, fiber mats or nonwovens with an agglomerate of individual fibers (Long or short fibers), laid fabrics, woven fabrics, knitted fabrics etc., or in mixed forms be provided from it. Such fiber structures can be both provide single and multi-layered. As reinforcing fibers preferably come fibers made of glass, carbon, aramid, metal, and also natural fibers (e.g. hemp, flax, jute), or a hybrid from these fibers for use.
„Vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzt" bedeutet in dem o.g. Zusammenhang und im Sinne der Erfindung, dass die Verstärkungsfasern nicht nur an einem äußeren Randbereich der Elastomerschicht, sondern auch in anderen Schicht- oder Dickenbereichen der Elastomerschicht vorhanden bzw. in der Dickenrichtung vorzugsweise gleichmäßig verteilt sind. Der Faseranteil in der Elastomerschicht beträgt ca. 20 bis 80%, vorzugsweise 30 bis 70 %, noch bevorzugter 35 bis 60%, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diese Wertebereiche beschränkt ist.“Completely made of reinforcing fibers enforced "means in the above Context and in the sense of the invention that the reinforcing fibers are not only on an outer edge area the elastomer layer, but also in other layer or thickness areas the elastomer layer or preferably in the thickness direction equally distributed are. The fiber content in the elastomer layer is approx. 20 up to 80%, preferably 30 to 70%, more preferably 35 to 60%, however, the invention is not limited to these ranges of values.
Für eine aus wenigstens einem Metallwerkstoff hergestellte Trägerschicht werden vorzugsweise Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stahllegierungen, einschließlich korrosionsbeständiger Stähle, Titan und Titanlegierungen verwendet. Die Trägerschicht kann auch aus mehreren metallischen Einzelschichten aufgebaut sein. Bei einer aus einem Verbundwerkstoff hergestellten Trägerschicht kann es sich beispielsweise um ein Faser-Kunststoff-Verbundmaterial, sowohl mit einer Matrix aus einem duroplastischen als auch thermoplastischen Kunststoff, oder um ein Faser-Kunststoff-Metall-Verbundmaterial (z.B. Glare ®), das auch ein feines Netz aus einem Kupferwerkstoff enthalten kann, oder eine Mischform daraus handeln.Aluminum, aluminum alloys, steel alloys, including corrosion-resistant steels, titanium and titanium alloys are preferably used for a carrier layer made of at least one metal material. The carrier layer can also be constructed from a plurality of metallic individual layers. A carrier layer made of a composite material can, for example, be a fiber-plastic composite material, both with a matrix made of a thermosetting and thermoplastic plastic, or a fiber-plastic-metal composite material (eg Glare ®), which can also contain a fine mesh made of a copper material, or a mixture of these.
Für die Elastomerschicht, welche die Matrix bzw. Elastomermatrix für die Verstärkungsfasern bildet, kann grundsätzlich jeder geeignete Elastomerwerkstoff verwendet werden, insbesondere auch Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Acrylat-Kautschuk (ACM), Butylgummi, Chloroprenkautschuk (CR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), Fluorkautschuk (FKM), Gummi oder gummiartige Werkstoffe, wie zum Beispiel Naturkautschuk, ferner hydrierter Nitrilkautschuk (HNBR), Neopren, Nitrilkautschuk (NBR), Polyurethanelastomere (AU, EU), Silikon-Kautschuk (VMQ), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), sowie thermisch verarbeitbare Elastomere (TPE).For the elastomer layer, which is the matrix or elastomer matrix for the reinforcing fibers forms, can in principle any suitable elastomer material can be used, in particular also acrylonitrile butadiene rubber (NBR), acrylate rubber (ACM), Butyl rubber, chloroprene rubber (CR), ethylene propylene rubber (EPDM), fluororubber (FKM), rubber or rubber-like materials, such as natural rubber, also hydrogenated nitrile rubber (HNBR), neoprene, nitrile rubber (NBR), polyurethane elastomers (AU, EU), silicone rubber (VMQ), styrene-butadiene rubber (SBR), as well as thermally processable elastomers (TPE).
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug besitzt aufgrund des genannten, für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil verwendeten Leichtbau-Verbundmaterials eine verbesserte Chrashsicherheit und ein verbessertes Impact-Verhalten. Das Strukturbauteil besitzt ein geringes Gewicht, was es für Leichtbauanwendungen bzw. zur Erzielung von Gewichtseinsparungen geeignet macht, eine hohe dynamische Belastbarkeit, eine hohe Restfestigkeit nach dynamischen Beanspruchungen sowie allgemein eine hohe Schadenstoleranz mit einer geringen Rissfortschrittsneigung bzw. niedriger Rissfortschrittsgeschwindigkeit nach einem Schaden. Darüber hinaus verfügt es über gute Dämpfungseigenschaften, insbesondere bei hochfrequenten Schwingungen, sowie gute Stoßabsorptionseigenschaften. Ferner hat das Strukturbauteil aus dem besagten Leichtbau-Verbundmaterial eine gute Biegesteifigkeit und sehr hohe Dehnfähigkeit bei gleichzeitig geringer Dehn- und Schubsteifigkeit der Faser-Elastomerverbundschicht. Da das Material insbesondere bei einer Trägerschicht aus Metall in seiner Gesamtheit gut verformbar bzw. verformungsfähig ist, ist das Strukturbauteil auch relativ einfach herstellbar. Es verfügt aber auch über eine hohe Durchschlagsfestigkeit bzw. Beständigkeit gegen allgemeine Stoß- und Einschlagsbelastungen (impact) wie sie beispielsweise bei einem Crash, durch Beschuss, eine Explosion oder durch umherfliegende Teile auftreten können. Aufgrund einer geringen Wärmeleitfähigkeit in Dickenrichtung des für das Strukturbauteil verwendeten Materials ist eine hohe Hitzebeständigkeit und eine hohe Durchbrennfestigkeit erzielbar, und dadurch wiederum sind gute Feuerschutzeigenschaften bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug erreichbar. Aufgrund des genannten Materials können die entsprechenden Strukturbauteile des Luftfahrzeugs darüber hinaus auch gut wärmeisolierend und flüssigkeitsdicht ausgeführt werden, und es ist eine gute Korrosionsfestigkeit bzw. -beständigkeit erzielbar. Da das für das Strukturbauteil benutzte Leichtbau-Verbundmaterial zudem eine gute Kaltverformbarkeit besitzt und leicht zu verarbeiten ist, ist eine technisch relativ einfache und wirtschaftliche Herstellung von hochwertigen Bauteilen des Luftfahrzeugs möglich.The aircraft according to the invention has of the above, for the impact and / or impact and / or explosive Structural component used lightweight composite material an improved Crash safety and improved impact behavior. The structural component has a low weight, which makes it suitable for lightweight applications or suitable for achieving weight savings, a high dynamic resilience, high residual strength after dynamic stress and generally a high damage tolerance with a low tendency to crack or lower crack propagation speed after damage. About that beyond it about good Damping properties, especially with high-frequency vibrations, as well as good shock absorption properties. Furthermore, the structural component made of said lightweight composite material has one good bending stiffness and very high elasticity at the same time less Elongation and shear stiffness of the fiber-elastomer composite layer. Because the material especially with a carrier layer made of metal as a whole is easily deformable or deformable, the structural component is also relatively easy to manufacture. But it does also about a high dielectric strength or resistance to general impact and impact loads like in a crash, by fire, an explosion or can occur due to flying parts. Because of a minor thermal conductivity in the thickness direction of for Structural component material used is high heat resistance and a high burn-through resistance can be achieved, and thereby again are good fire protection properties in the aircraft according to the invention reachable. Due to the material mentioned, the corresponding structural components can of the aircraft above it also good thermal insulation and liquid-tight be carried out and it is good corrosion resistance achievable. Because that for the structural component also used a lightweight composite material has good cold formability and is easy to process a technically relatively simple and economical production of high-quality components of the aircraft possible.
Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug verfügt somit über eine verbesserte Crashsicherheit und passive Sicherheit, was in der Luftfahrzeugtechnik von besonderem Interesse ist.The aircraft according to the invention thus has a improved crash safety and passive safety, which in aircraft technology by is of particular interest.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 3 bis 11.More preferred and advantageous Design features of the aircraft according to the invention are the subject the dependent Expectations 3 to 11.
Bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug kann das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdetes Strukturbauteil aus einem Zwischenprodukt hergestellt werden, welches umfasst: mindestens eine Prepregschicht und/oder mindestens eine ungebundene Verstärkungsfaserschicht für die mindestens eine erste dehnsteife, zugfeste Verbundwerkstoff-Trägerschicht; sowie mindestens eine mit der Prepregschicht oder der ungebundenen Verstärkungsfaserschicht verbundene Elastomerschicht, die im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzt ist.In the aircraft according to the invention can the shock and / or impact and / or explosion endangered Structural component can be produced from an intermediate product, which comprises: at least one prepreg layer and / or at least one unbound reinforcing fiber layer for the at least one first rigid, tensile composite support layer; and at least one with the prepreg layer or the unbound Reinforcing fiber layer bonded elastomer layer that is essentially entirely of reinforcing fibers is enforced.
Mit Prepreg bezeichnet man im allgemeinen bereits werkseitig mit Spezialharz getränkte bzw. imprägnierte Gelege und Gewebe. Unter einer ungebundenen Verstärkungsfaserschicht ist eine Faserschicht, z.B. in der Form eines Vlieses, eines Gewebe oder dergleichen (s.o.) zu verstehen, dass noch nicht mit einem Matrixwerkstoff (z.B. Harz) versehen ist. Die ungebundene Verstärkungsfaserschicht ist daher recht flexibel. Sowohl die Prepregschicht als auch die ungebundene Verstärkungsfaserschicht können neben den reinen Verstärkungsfasern grundsätzlich weitere Zusatzkomponenten wie z.B. eine Netzstruktur aus dünnem Kupferdraht oder dergleichen enthalten. Ferner können die Prepregschicht oder die ungebundene Verstärkungsfaserschicht formschlüssig und/oder mittels eines geeigneten Haftmittels, Klebemittels (einschließlich Klebefolien), oder dergleichen mit der Faser-Elastomerverbundschicht verbunden sein. Diese Verbindungen können sowohl flächig, vollflächig als auch nur örtlich oder punktuell ausgeführt sein. Überdies können im erfindungsgemäßen Zwischenprodukt die Prepregschicht bzw. die ungebundene Verstärkungsfaserschicht und die Faser-Elastomerverbundschicht zunächst einen relativ losen Verbund bilden, der jedoch eine Einheit darstellt, und erst in einen späteren Bearbeitungsschritt fest miteinander verbunden werden.Prepreg is generally already used factory-impregnated with special resin or impregnated Scrim and fabric. Under an unbound reinforcing fiber layer is a fiber layer, e.g. in the form of a fleece, a tissue or the like (see above) to understand that not yet with one Matrix material (e.g. resin) is provided. The unbound reinforcing fiber layer is therefore quite flexible. Both the prepreg layer and the unbound reinforcing fiber layer can besides the pure reinforcement fibers in principle other additional components such as a network structure made of thin copper wire or the like included. Furthermore, the prepreg layer or the unbound reinforcing fiber layer is form-fitting and / or by means of a suitable adhesive, adhesive (including adhesive films), or the like with the fiber-elastomer composite layer. These connections can be both area, entire area as well locally or executed selectively his. moreover can in the intermediate according to the invention the prepreg layer or the unbound reinforcing fiber layer and the Fiber-elastomer composite layer initially a relatively loose composite form, which however represents a unit, and only in a later processing step be firmly connected.
Das Zwischenprodukt ist auf einfache und effektive Art und Weise zu dem besagten Strukturbauteil des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs zu verarbeiten bzw. zu bearbeiten und ermöglicht es, das Strukturbauteil auf rationelle und wirtschaftliche Weise herzustellen, wobei auch dreidimensionale Formen und Bauteile realisierbar sind.The intermediate is simple and effective way to said structural component of the aircraft according to the invention to process or edit and allows the structural component to produce in a rational and economical manner, including three-dimensional shapes and components can be realized.
Das bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil verwendete Leichtbau-Verbundmaterial kann mittels eines Verfahrens aus dem zuvor beschriebenen Zwischenprodukt, das mit mindestens einer ungebundenen Verstärkungsfaserschicht für die mindestens eine erste dehnsteife, zugfeste Verbundwerkstoff-Trägerschicht versehen ist, hergestellt werden, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst, jedoch nicht zwingenderweise in der gegebenen Reihenfolge: Verformen der ungebundenen Verstärkungsfaserschicht durch Krafteinwirkung; und dadurch elastisches Verformen der mindestens einen, im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzten Elastomerschicht, wobei die in die Elastomermatrix eingebetteten Verstärkungsfasern durch die Elastizität der Elastomermatrix einen der elastischen Verformung im Wesentlichen folgenden, geänderten Faserverlauf annehmen; Aufbringen eines harzartigen Kunststoffmaterials auf die ungebundene Verstärkungsfaserschicht (dies kann manuell oder auch maschinell erfolgen, z.B. in einem Injektions- oder Düsenauftragsverfahren); Aushärten des aufgebrachten harzartigen Kunststoffmaterials, wodurch sich eine dehnsteife, zugfeste Trägerschicht aus einem ausgehärteten, festen Faser-Kunststoff-Verbund bildet; und Aufrechterhalten der elastischen Verformung der Elastomerschicht und des geänderten Faserverlaufes ihrer Verstärkungsfasern mittels des ausgehärteten, festen Faser-Kunststoff-Verbundes.The in the aircraft according to the invention for the shock and / or impact and / or ex The lightweight composite material used for the structural component that is at risk of explosion can be produced by means of a method from the intermediate product described above, which is provided with at least one unbound reinforcing fiber layer for the at least one first rigid, tensile composite carrier layer, the method comprising the following steps, but not necessarily in in the given order: deformation of the unbound reinforcing fiber layer by the action of force; and as a result elastic deformation of the at least one elastomer layer which is substantially completely penetrated by reinforcing fibers, the reinforcing fibers embedded in the elastomer matrix adopting a changed fiber course which essentially follows the elastic deformation due to the elastic deformation; Applying a resinous plastic material to the unbound reinforcing fiber layer (this can be done manually or by machine, for example in an injection or nozzle application process); Curing the applied resin-like plastic material, whereby a stretch-resistant, tensile carrier layer is formed from a hardened, solid fiber-plastic composite; and maintaining the elastic deformation of the elastomer layer and the changed fiber course of its reinforcing fibers by means of the hardened, solid fiber-plastic composite.
Darüber hinaus kann das bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil verwendete Leichtbau-Verbundmaterial mittels des oben genannten Zwischenproduktes, das mit mindestens einer Prepregschicht für die mindestens eine erste dehnsteife, zugfeste Verbundwerkstoff-Trägerschicht versehen ist, nach einem Verfahren hergestellt werden, das folgende Schritte umfasst, jedoch nicht zwingenderweise in der gegebenen Reihenfolge: Verformen der Prepregschicht, vorzugsweise unter Wärmeeinwirkung, durch Krafteinwirkung; und dadurch elastisches Verformen der mindestens einen, im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzten Elastomerschicht; wobei die in die Elastomermatrix eingebetteten Verstärkungsfasern durch die Elastizität der Elastomermatrix einen der elastischen Verformung im Wesentlichen folgenden, geänderten Faserverlauf annehmen; Aushärten der mindestens einen Prepregschicht unter Wärmeeinwirkung; und Aufrechterhalten der elastischen Verformung der Elastomerschicht und des geänderten Faserverlaufes der Verstärkungsfasern mittels der verformten und ausgehärteten Prepregschicht. Insbesondere beim Kaltverformen der Prepregschicht ist darauf zu achten, dass der Verformungsgrad so gewählt ist, dass sich die Verstärkungsfasern der Prepregschicht nicht von ihrem Matrixwerkstoff lösen. Im Falle eines Verformens unter Wärmeeinwirkung hingegen wird der Matrixwerkstoff des Prepregs plastisch, so dass hier größere Verformungen durchgeführt werden können. Natürlich ist auch zu beachten, dass sich die Verstärkungsfasern der Elastomerschicht nicht von der Elastomermatrix lösen.In addition, the aircraft according to the invention for the impact and / or impact and / or explosive Structural component used lightweight composite material by means of Above intermediate, which with at least one prepreg layer for the at least a first rigid, tensile composite carrier layer is provided, can be produced by a method, the following Steps include, but not necessarily in the given Sequence: deformation of the prepreg layer, preferably under the influence of heat, by force; and thereby elastic deformation of the at least one, essentially complete of reinforcing fibers interspersed elastomer layer; being the one in the elastomer matrix embedded reinforcement fibers through the elasticity of the elastomer matrix essentially one of the elastic deformation following, changed Accept fiber orientation; Harden the at least one prepreg layer under the action of heat; and maintain the elastic deformation of the elastomer layer and the modified Fiber course of the reinforcing fibers by means of the deformed and hardened prepreg layer. In particular when cold shaping the prepreg layer, make sure that the Degree of deformation selected in this way is that the reinforcing fibers do not detach the prepreg layer from its matrix material. in the In case of deformation under the influence of heat in contrast, the matrix material of the prepreg becomes plastic, so that here larger deformations carried out can be. Naturally it should also be noted that the reinforcing fibers of the elastomer layer do not detach from the elastomer matrix.
Das Verformen kann durch die Gewichtskraft des Zwischenproduktes (z.B. durch Einlegen des Zwischenproduktes in eine einfache Laminierform) oder auch durch gezieltes Ausüben einer äußeren, flächigen oder linienförmigen Kraft auf einen vorbestimmten Flächenbereich des Zwischenproduktes (z.B. durch Vakuumpressen oder Pressen mit Stempel und Matrize) erfolge. Das Verformen kann unter Zuhilfenahme von mindestens einem Hilfswerkzeug durchgeführt werden, welches die gewünschte Oberflächenform eines aus dem Zwischenprodukt bzw. dem daraus resultierenden Verbundmaterials herzustellenden Bauteils abbildet. Ferner können Hilfsmittel zum Erzielen einer verbesserten Oberflächengüte des Leichtbau-Verbundmaterials eingesetzt werden.The deformation can be caused by the weight of the Intermediate product (e.g. by inserting the intermediate product in a simple form of lamination) or by deliberately exercising an outer, flat or linear Force on a predetermined area of the intermediate product (e.g. by vacuum pressing or pressing with Stamp and die). Deformation can be done with the help be carried out by at least one auxiliary tool which has the desired surface shape one from the intermediate or the resulting composite material reproduces the component to be produced. Furthermore, tools can be used to achieve this an improved surface quality of the lightweight composite material be used.
Mit den zuvor geschilderten Verfahren lassen sich auf einfache und effektive Art und Weise aus dem Zwischenprodukt dreidimensional geformte, stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Bauteile des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs herstellen. Der elastische Verformungszustand der Faser-Elastomerverbundschicht wird hierbei durch die fertiggestellte Verbundwerkstoff-Trägerschicht (d.h. die ausgehärtete Prepregschicht bzw. die in die ausgehärtete Kunststoftmaterialmatrix eingebettete Verstärkungsfaserschicht) „eingefroren" und stabilisiert. Dies kann durch die natürliche Relaxation des elastisch verformten Elastomerwerkstoffes unterstützt werden. Werden die reinen Verformungsschritte weggelassen, so sind auf einfache Art und Weise ebene, platten- oder streifenförmige erfindungsgemäße Leichtbau-Verbundmaterialien herzustellen.With the previously described procedures can be obtained from the intermediate in a simple and effective manner three-dimensionally shaped, and / or components of the aircraft according to the invention that are subject to impact and / or explosion produce. The elastic deformation state of the fiber-elastomer composite layer is here through the finished composite backing (i.e. the hardened Prepreg layer or in the hardened plastic material matrix embedded reinforcing fiber layer) "frozen" and stabilized. This can be done through natural Relaxation of the elastically deformed elastomer material are supported. If the pure deformation steps are omitted, then simple Way flat, plate or strip-shaped lightweight composite materials according to the invention manufacture.
Das bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil verwendete Leichtbau-Verbundmaterial, welches mit einer dehnsteifen, zugfesten Trägerschicht versehen ist, die aus wenigstens einem Metallwerkstoff, einem Thermoplast oder aus einem thermoplastischen Faserverbundwerkstoff hergestellt ist, kann auch nach einem Verfahren bearbeitet werden, das folgende Schritte umfasst, jedoch nicht zwingenderweise in der gegebenen Reihenfolge: Plastisches Verformen der mindestens einen Trägerschicht und dadurch elastisches Verformen der mindestens einen, im Wesentlichen vollständig von Verstärkungsfasern durchsetzten Elastomerschicht, wobei die in die Elastomermatrix eingebetteten Verstärkungsfasern durch die Elastizität der Elastomermatrix einen der elastischen Verformung im Wesentlichen folgenden, geänderten Faserverlauf annehmen; und Aufrechterhalten der elastischen Verformung der Elastomerschicht und des geänderten Faserverlaufes der Verstärkungsfasern mittels der plastisch verformten Trägerschicht.That in the aircraft according to the invention for the shock and / or impact and / or hazardous Structural component used lightweight composite material, which with a rigid, tensile carrier layer is provided, which consists of at least one metal material, a thermoplastic or made of a thermoplastic fiber composite material can also be edited according to a procedure, the following Steps include, but not necessarily in the given Sequence: plastic deformation of the at least one carrier layer and thereby elastically deforming the at least one, substantially completely of reinforcing fibers penetrated elastomer layer, the embedded in the elastomer matrix reinforcing fibers through the elasticity of the elastomer matrix essentially one of the elastic deformation following, changed Accept fiber orientation; and maintaining the elastic deformation the elastomer layer and the modified Fiber course of the reinforcing fibers by means of the plastically deformed carrier layer.
Beim Verformen der Trägerschicht ist darauf zu achten, dass der Verformungsgrad so gewählt ist, dass sich bei der daraus resultierenden Verformung der Faser-Elastomerverbundschicht deren Verstärkungsfasern nicht von der Elastomermatrix lösen.When deforming the backing is on it Ensure that the degree of deformation is selected so that the resulting deformation of the fiber-elastomer composite layer does not detach its reinforcing fibers from the elastomer matrix.
Das plastische Verformen der Trägerschicht und damit des gesamten erfindungsgemäßen Leichtbau-Verbundmaterials kann durch einen geeigneten Umform-Schritt, wie zum Beispiel Druckformen, Zugdruckumformen, Zugumformen, Biegeumformen, Schubumformen, insbesondere auch Umformen mit Stempel und Matrize oder Patritzenformverfahren, Streckziehen, Tiefziehen einschließlich Vakuumformen (Positiv- und Negativverfahren), Sicken, usw., realisiert werden. Bei einer Trägerschicht aus einem Thermoplast oder einem thermoplastischen Faserverbundwerkstoff wird das plastische Verformen der Trägerschicht und damit des gesamten Leichtbau-Verbundmaterials zweckmäßigerweise unter geeigneter Wärmeeinwirkung durchgeführt.The plastic deformation of the carrier layer and thus the entire lightweight composite material according to the invention through a suitable forming step, such as printing forms, Train pressure forming, train forming, bending forming, shear forming, in particular also forming with a stamp and die or a molding process, stretch drawing, Deep drawing including Vacuum forming (positive and negative processes), beads, etc., realized become. With a carrier layer made of a thermoplastic or a thermoplastic fiber composite material is the plastic deformation of the carrier layer and thus the entire Lightweight composite material expediently under suitable the effect of heat carried out.
Ist die Trägerschicht hingegen aus einem Metallwerkstoff hergestellt, so erfolgt das plastische Verformen der Trägerschicht und damit das Verformen des gesamten Leichtbau-Verbundmaterials vorzugsweise kalt (Kaltumformen). Eine Wärmeeinwirkung ist aber auch hier optional denkbar. Das Kaltumformen ist mit den meisten Metallwerkstoffen leicht realisierbar, wobei lediglich bei Titan Einschränkungen zu machen sind; Titan kann jedoch superplastisch gut verformt werden, was indes eine nicht unerhebliche Wärmeeinwirkung erfordert und im Hinblick auf die Verarbeitung des Leichtbau-Verbundmaterials daher allenfalls für sehr dünne Titanschichten denkbar ist. Bei einer Warmverformung ist in jedem Falle darauf zu achten, dass der Elastomerwerkstoff der Faser-Elastomerverbundschicht nicht thermisch geschädigt wird.In contrast, the carrier layer is made of a metal material manufactured, the carrier layer is plastically deformed and thus the deformation of the entire lightweight composite material preferably cold (cold forming). But there is also a heat optional here. Cold forming is with most metal materials easy to implement, but only with titanium restrictions are to be made; However, titanium can be deformed very well, which, however, requires a considerable amount of heat and with regard to the processing of the lightweight composite material therefore at most for very thin Titanium layers is conceivable. With hot forming in any case make sure that the elastomer material of the fiber-elastomer composite layer not thermally damaged becomes.
Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren ist es also möglich, das bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil verwendete Leichtbau-Verbundmaterial in seiner Gesamtheit ähnlich wie einen konventionellen Metallwerkstoff oder Thermoplastwerkstoff umzuformen, insbesondere aber auch kalt umzuformen. Derartige Techniken waren bei Faserverbundwerkstoffen bisher nicht realisierbar. Mit dem Verfahren lassen sich für das erfindungsgemäße Luftfahrzeug hochwertige dreidimensionale Bauteile und Strukturen besonders einfach, effektiv und wirtschaftlich herstellen.With the procedure described above so is it possible that in the aircraft according to the invention for the shock and / or structural component that is subject to impact and / or explosion Lightweight composite material in its entirety similar to a conventional one Form metal material or thermoplastic material, in particular but also to be cold formed. Such techniques were used in fiber composites so far not feasible. The method can be used for the aircraft according to the invention high-quality three-dimensional components and structures particularly simple, manufacture effectively and economically.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn
bei dem erfindungsgemäßen Luftfahrzeug,
insbesondere bei einem Drehflügelflugzeug
bzw. Hubschrauber, das stoß-
und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil
Als Beispiel sei erwähnt, dass bei einem Hubschrauber der Tank üblicherweise in der Bodenbaugruppe der Hubschrauberzelle angeordnet und ergo im Falle einer harten Notlandung oder eines Crashs, insbesondere auf Wasser, besonders gefährdet ist. Hier muss ein Aufplatzen des Tankes soweit wie nur möglich verhindert werden. Gleichermaßen soll aber auch ein Eindringen von Wasser in die Zelle oder Bodenstruktur des Hubschraubers verhütet werden. Hier kommen die positiven Eigenschaften des verwendeten Leichtbau-Verbundmaterials voll zum Tragen, und das Crashverhalten und die Sicherheit des Hubschraubers kann erheblich verbessert werden.As an example it should be mentioned that in the case of a helicopter, the tank usually arranged in the base assembly of the helicopter cell and ergo in the event of a hard emergency landing or a crash, in particular on water, particularly at risk is. Here the bursting of the tank must be prevented as far as possible become. equally However, water should also penetrate the cell or soil structure of the helicopter prevented become. Here are the positive properties of the used Lightweight composite material fully bearable, and the crash behavior and the safety of the helicopter can be improved significantly.
Überdies hat es sich als günstig erwiesen, dass das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdete Strukturbauteil des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs ein Brandschutzelement ist. Die Vorteile ergeben sich hierbei ebenfalls aus den bereits eingangs im Detail erörterten positiven Eigenschaften des verwendeten Leichtbau-Verbundmaterials.moreover it turned out to be cheap proved that the shock and / or impact and / or hazardous Structural component of the aircraft according to the invention a fire protection element is. The advantages also result from the already discussed in detail at the beginning positive properties of the lightweight composite material used.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit weiteren Ausgestaltungsdetails ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.A preferred embodiment the invention with further design details is below with reference to the accompanying drawings described in more detail and explained.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION THE DRAWINGS
Es zeigt:It shows:
DARSTELLUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELSPRESENTATION A PREFERRED EMBODIMENT
In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich ist.In the following description and in the figures, identical parts and components are also identified with the same reference numerals to avoid repetition, provided that none ne further differentiation is required.
Die
Die von den Verstärkungsfasern
Die Trägerschicht
In der
Die zuvor erläuterten Leichtbau-Verbundmaterialien werden beispielsweise in der Form von platten- oder streifenförmigen Halbzeugen für die Fertigung der betreffenden Strukturbauteile bereit gestellt. Unter einer Platten- oder Streifenform sind hierbei nicht nur ebene Gebilde, sondern beispielsweise auch gekrümmte oder wellblechartige Formen zu verstehen. Darüber hinaus können die verwendeten Leichtbau-Verbundmaterialien grundsätzlich auch in Form von Halbzeugen mit offenen oder geschlossenen Querschnittsformen oder in Gestalt eines aus dem Leichtbau-Verbundmaterial gefertigten Bauteils zur Verfügung stehen.The previously discussed lightweight composite materials are for example in the form of plate or strip-shaped semi-finished products for the Manufacturing of the relevant structural components provided. Under a plate or strip shape are not just flat structures, but also curved ones, for example or to understand corrugated sheet-like shapes. In addition, the used lightweight composite materials basically also in the form of semi-finished products with open or closed cross-sectional shapes or in shape a component made of the lightweight composite material disposal stand.
In der
Es wird nun ein erstes Beispiel für ein Verfahren
zum Herstellen eines dreidimensional geformten Leichtbau-Verbundmaterials
aus einem Zwischenprodukt nach
Eine auf ein gewünschtes Maß zugeschnittene Bahn des Zwischenproduktes
wird in eine konkave Gelegeform eingelegt, wobei sich das Zwischenprodukt
aufgrund seines Eigengewichtes der Innenkontur der Form weitgehend
anpasst. Bei diesem Vorgang werden die äußeren, ungebundenen Verstärkungsfaserschichten
Aufgrund der Faser-Elastomerverbundschicht
Mit Hilfe des auf die ungebundenen
Verstärkungsfaserschichten
Die bei dem zuvor beschriebenen Vorgang erzielte
elastische Verformung der Elastomerschicht bzw. Faser-Elastomerverbundschicht
Bei einem zweiten Beispiel für ein Verfahren zum
Herstellen eines dreidimensional geformten Leichtbau-Verbundmaterials
aus einem Zwischenprodukt nach
Bei einem dritten Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensional geformten Leichtbau-Verbundmaterials wird ein Zwischenprodukt verwendet, bei dem anstelle ungebundener Verstärkungsfaserschichten vorbereitete Prepregschichten vorhanden sind. Da die Prepregschichten bereits mit einem Harz versehen sind, kann ein separates Auftragen von Harz entfallen. Die Schritte des Verformens der Prepregschichten und der Faser-Elastomerverbundschicht können beispielsweise analog zu denen der zuvor beschriebenen zwei Verfahrensvarianten ausgeführt werden. Das Aushärten der Prepregschichten erfolgt unter Wärmeeinwirkung, zum Beispiel im Autoklaven. Die dabei auftretenden bzw. erzielten Effekte sind die gleichen wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen. Bei der Herstellung komplexerer dreidimensionaler Bauteilformen empfiehlt es sich, auch das Verformen der Prepregschichten unter Wärmeeinwirkung vorzunehmen, da die Prepregschichten bei geeigneter Temperatur dann plastische oder teilweise plastische Eigenschaften zeigen.In a third example of a method for Manufacture of a three-dimensionally shaped lightweight composite material an intermediate product is used in which instead of unbound Layers of reinforcing fibers prepared prepreg layers are available. Because the prepreg layers are already provided with a resin, can be applied separately of resin are eliminated. The steps of deforming the prepreg layers and the fiber-elastomer composite layer can for example be analog to which the two method variants described above are carried out. The curing the prepreg layers take place under the influence of heat, for example in the autoclave. The effects that occur or are achieved the same as in the previous embodiments. When making more complex three-dimensional component shapes, it is also recommended to deform the prepreg layers under the influence of heat make, because the prepreg layers at a suitable temperature then plastic or show some plastic properties.
Es wird nun ein Verfahren zum Bearbeiten
eines für
ein stoß-
und/oder einschlags- und/oder
explosionsgefährdetes
Strukturbauteil des Hubschraubers von
Das zuvor erläuterte Verfahren ist grundsätzlich auch zum Bearbeiten von Leichtbau-Verbundmaterialien geeignet, die über eine oder mehrere Trägerschichten aus einem Thermoplast oder einem thermoplastischen Faserverbundwerkstoff verfügen. Hierbei erfolgt das plastisches Verformen der Trägerschicht dann jedoch unter Wärmeeinwirkung, was eine leichtere Verformbarkeit der Trägerschicht gewährleistet.The procedure explained above is basically also suitable for processing lightweight composite materials that have a or several carrier layers made of a thermoplastic or a thermoplastic fiber composite material feature. in this connection the plastic deformation of the carrier layer then takes place under Heat, which ensures easier deformability of the carrier layer.
Sofern bei den im Rahmen der vorliegenden Beschreibung
erläuterten
Verfahren ein Leichtbau-Verbundmaterial zum Einsatz kommt, bei dem die
mit Verstärkungsfasern
Das beschriebene Leichtbau-Verbundmaterial kann vorzugsweise auch für ein Brandschutzelement und/oder ein anderes stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdetes Strukturbauteil des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs verwendet werden, so z.B. für eine Komponente eines Triebwerkes der Luftfahrzeuges. Wie bereits erwähnt, eignet es sich jedoch besonders für eine Bodenbaugruppe oder Bodenbaugruppenkomponente des erfindungsgemäßen Luftfahrzeugs.The lightweight composite material described can preferably also for a fire protection element and / or another impact and / or impact and / or explosion endangered Structural component of the aircraft according to the invention used e.g. For a component of an engine of the aircraft. As before mentioned, However, it is particularly suitable for a floor assembly or Floor assembly component of the aircraft according to the invention.
Bei dem Leichtbau-Verbundmaterial, das im Rahmen des endungsgemäßen Luftfahrzeugs für das stoß- und/oder einschlags- und/oder explosionsgefährdetes Strukturbauteil verwendet wird, können sowohl die Trägerschicht als auch die Faser-Elastomerverbundschicht weitere Zusatzstoffe enthalten, welche die Eigenschaften des Materials zusätzlich beeinflussen. An der Stoßfläche zwischen einer Trägerschicht und der Faser-Elastomerverbundschicht bzw. einem daran angrenzenden Bereich können Mittel zur Verbesserung des flächigen Zusammenhaltes zwischen der Trägerschicht und der Faser-Elastomerverbundschicht vorgesehen sein (z.B. In der Form von Haftmitteln, Klebemitteln, Verankerungen usw.).With the lightweight composite material, that within the scope of the aircraft according to the invention for the shock and / or structural component which is subject to impact and / or explosion will, both the backing layer as well as the fiber-elastomer composite layer contain other additives that affect the properties of the material additionally influence. At the joint between a carrier layer and the fiber-elastomer composite layer or an adjoining one Area can means to improve the flat Cohesion between the carrier layer and the fiber-elastomer composite layer be provided (e.g. in the form of adhesives, adhesives, Anchorages, etc.).
Des Weiteren ist bei dem besagten Leichtbau-Verbundmaterial neben den oben rein beispielhaft gegebenen Dickenangaben für die Trägerschicht eine Dicke in einem Bereich von 0,1 mm bis größer 1,5 mm, insbesondere 0,2 mm bis größer 1 mm, und für die Faser-Elastomerverbundschicht eine Dicke von 0,2 mm bis größer 10 mm, insbesondere 0,8 mm bis 6 mm, bevorzugt. Die Gesamtdicke des Leichtbau-Verbundmaterials kann daher je nach Anwendungszweck und Ausführungsform zwischen einem Bruchteil eines Millimeters bis zu einigen Zentimetern betragen, wobei aus Gewichtsgründen eine Gesamtdicke im Millimeterbereich bevorzugt ist.Furthermore, said Lightweight composite material in addition to the examples given above Thickness information for the carrier layer one Thickness in a range from 0.1 mm to greater than 1.5 mm, in particular 0.2 mm to greater than 1 mm, and for the fiber-elastomer composite layer has a thickness of 0.2 mm to greater than 10 mm, in particular 0.8 mm to 6 mm, preferred. The total thickness of the lightweight composite can therefore, depending on the application and embodiment, between a fraction one millimeter to a few centimeters, whereby from weight reasons an overall thickness in the millimeter range is preferred.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.Reference signs in the claims, the The description and the drawings serve only for a better understanding of the Invention and are not intended to limit the scope.
Es bezeichnen:Designate it:
Bezugszeichenliste
- 2
- Trägerschichten)
- 4
- Elastomerschicht
- 6
- Verstärkungsfasern in 4
- 8
- Faser-Elastomerverbundschicht(en) aus 4 und 6
- 10
- Ungebundene Verstärkungsfaserschicht(en)
- 12
- Hubschrauber
- 14
- Zelle
- 16
- Treibstofftank
- 18
- Bodenelement
- 2
- Backings)
- 4
- elastomer layer
- 6
- Reinforcing fibers in 4
- 8th
- Fiber-elastomer composite layer (s) from 4 and 6
- 10
- Unbonded reinforcing fiber layer (s)
- 12
- helicopter
- 14
- cell
- 16
- fuel tank
- 18
- floor element
Claims (11)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20220600U DE20220600U1 (en) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 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 |
Applications Claiming Priority (2)
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DE20220600U DE20220600U1 (en) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | 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 |
DE10241830 | 2002-09-09 |
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Family
ID=30116665
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005068289A2 (en) * | 2004-01-05 | 2005-07-28 | Airbus Deutschland Gmbh | Fuselage |
DE102005060958A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-21 | Airbus Deutschland Gmbh | Aircraft structure protection, against damage from birds in flight, is an outer skin of glass fiber reinforced aluminum with a hollow zone to allow skin distortion through an impact |
-
2002
- 2002-09-09 DE DE20220600U patent/DE20220600U1/en not_active Expired - Lifetime
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WO2005068289A3 (en) * | 2004-01-05 | 2005-12-01 | Airbus Gmbh | Fuselage |
DE102005060958A1 (en) * | 2005-12-20 | 2007-06-21 | Airbus Deutschland Gmbh | Aircraft structure protection, against damage from birds in flight, is an outer skin of glass fiber reinforced aluminum with a hollow zone to allow skin distortion through an impact |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20040205 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20051007 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20081013 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20100927 |
|
R071 | Expiry of right | ||
R071 | Expiry of right | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GPI & ASSOCIES, FR Representative=s name: , |