Der SFB besteht aus 16 Teilprojekten, die zu den drei Projektbereichen:

1. Struktur-Fluid-Regelung
2. Aktive Schwingungsdämpfung und Formadaption
3. Materialien und Aktorsysteme

zusammengefaßt sind.

Der Projektbereich Struktur-Fluid-Regelung befaßt sich mit der numerischen und experimentellen Modellbildung, Regelung und Simulation gekoppelter Struktur-Fluid Systeme, wie sie im Bereich der Luftfahrt auftreten. Ein wesentliches Kennzeichen der hier auftretenden Probleme ist das dynamische Zusammenwirken von adaptiver Struktur und angrenzendem bzw. umgebendem Fluid.

Im Projektbereich Aktive Schwingungsdämpfung und Formadaption werden mittels aktiver Strukturkonzepte Grundlagen der aktiven Schwingungsdämpfung für Leichtbaustrukturen untersucht sowie Machbarkeitsstudien adaptiver Tragflügel und Schaufelgeometrien zur Verbesserung der Leistungen und Eigenschaften von Flugzeugen und Turbomaschinen durchgeführt. Einen besonderen Schwerpunkt bildet hierbei die angestrebte Umsetzung der Konzepte und die experimentelle Überprüfung der numerischen Simulation. Der Projektbereich Materialien und Aktorsysteme widmet sich der Entwicklung, Charakterisierung und Modellierung aussichtsreicher neuer adaptiver Materialien sowie der Konstruktion, Auslegung und Bewertung verschiedener Aktorsysteme.

Fallbeispiel Rotorblatt
Hubschrauberrotoren neigen infolge ungleichmäßiger Anströmung und ablösender Wirbel zu Schwingungen, die unangenehmen Lärm erzeugen und den Rotor zerstören können. Klassische Rotoren werden während jedes Umlaufs verdreht, um den unterschiedlichen Strömungsverhältnissen am vorlaufenden und rücklaufenden Blatt gerecht zu werden. Künftige adaptive Konstruktionen werden durch in die Blätter eingebettete Sensoren die aktuelle Beanspruchung erfühlen und über flächige Aktoren die Umströmungsverhältnisse optimieren. Die Sensoren und Aktoren werden in diesem Fall piezokeramischer Natur sein.

Künstliche Muskeln
In näherer Zukunft ist abzusehen, daß elektrisch aktivierbare Polymergele in der Art von künstlichen Muskeln für Formadaptionsaufgaben eingesetzt werden. Wenn es zum Beispiel darum geht, einen Flugzeugflügel während des Fluges aufzudicken, um ihn optimal dem Flugzustand anzupassen, so könnten in den Flügeln eingebettete Gele, durch Ionenflüsse aktiviert, ihr Volumen um ein Vielfaches vergrößern und diese Aufgabe übernehmen. Diese Art optimierte Flügel versprechen - neben einer Entlastung der Umwelt - für eine Fluggesellschaft wie zum Beispiel die Lufthansa Treibstoffersparnisse in Millionenhöhe.

Neben den genannten Beispielen gehören aktive Schallreduktion durch bewegte Wände und im Nanometerbereich genau positionierte, etwa 100 Meter lange Teleskopträger im Weltraum zu den im SFB betrachteten Aufgaben.

Sprecher:
Prof. Dr.-Ing. Bernd Kröplin, Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen (ISD)

Geschäftsstelle:
Dipl.-Ing. Franz Baumgartner, ISD, Pfaffenwaldring 27, 70550 Stuttgart
Tel: 0711/685-3651
Fax: 0711/687-3706

E-mail: sfb409@isd.uni-stuttgart.de

Universität Stuttgart:

• Institut für Aerodynamik und Gasdynamik
• Institut für Flugzeugbau
• Institut für Flugmechanik und Flugregelung
• Institut für Luftfahrtantriebe
• Institut für Raumfahrtsysteme
• Institut für Statik und Dynamik der Luft- und Raumfahrtkonstruktionen
• Institut A für Mechanik
• Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde
• Staatliche Materialprüfungsanstalt
• Institut B für Mechanik
• Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen
• Institut für Ni.htmletallische Anorganische Materialien

Universität Tübingen:

• Physiologisches Institut II

Daimler-Benz Aerospace/ Dornier Satellitensysteme GmbH, Friedrichshafen

Eurocopter Deutschland GmbH, Ottobrunn