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Flugzeugrumpf in membranunterstützter Vakuuminfusionstechnik

Bachelorarbeit - offen!

 
Elektrotechnik Leichtbau- und Faserverbundtechnologie Rettungsdrohne
Rumpf in membranunterstützter Vakuuminfusionstechnik
Laminieren in membranunterstützter Vakuuminfusionstechnik / Friedrich Beckmann
30.07.2021

Studiengang

Mechatronik (B. Eng.)
Elektrotechnik (B.Eng.)

Projektbeschreibung

Im Rahmen des Systems Engineering 2 Projektes "Faserverbundrumpf" im WS 2020/21 haben Stefan Laimer und Maximilian Schäferle einen Entwurf für einen Rumpf in Faserverbundtechnik gemacht. Aus Rampf Raku-Tool MB-0600 Polyurethanblockmaterial habe ich mit der Fräse im Holzlabor eine Laminierform gefräst. Erste Testlaminierungen mit der membranunterstützten Vakuuminfusionstechnik bei der Firma Composyst in Landsberg zeigen ein vielversprechendes, qualitativ hochwertiges, wasserdichtes Laminat. 

Aufbauend auf diesen Vorarbeiten soll im Rahmen der Bachelorarbeit in vollständiger Rumpf gefertigt werden. Für einen vollständigen Rumpf sind noch einige Detaillösungen zu erarbeiten und zu untersuchen. Das Konzept sieht bislang vor, dass der Flügel in positiver Faserverbundtechnik mit einem XPS Kern hergestellt wird. Der Flügel wird dann von oben reversibel dicht auf den Rumpf montiert und dient gleichzeitig als Wartungszugang. Der Motor wird hinten an den Rumpf montiert. Hierfür soll hinten ein Motorhalter mit einer wasserdichten Kabeldurchführung in den Rumpf geklebt werden. Das Flugzeug hat kein Seitenruder um die Anzahl der Servos zu reduzieren und die Robustheit zu erhöhen. Das Höhenleitwerk ist als T-Tail konzipiert. Für das Höhenruder muss noch eine geeignete wasserdichte Ansteuerung in das Seitenleitwerk integriert werden. 

In dieser Arbeit soll der wasserdichte Wartungszugang und die Flügelbefestigung untersucht werden. Der Motorhalter und das Höhenleitwerk sollen zunächst ohne die Anforderung an Wasserfestigkeit aufgebaut werden, jedoch soll das Konzept eine Möglichkeit zur wasserdichten Weiterentwicklung berücksichtigen.

Für die wasserdichte Flügelbefestigung ist eine O-Ring Dichtung als Flanschdichtung vorgesehen. Dazu ist ein geeigneter O-Ring auszuwählen und die Nut muss passend zum O-Ring konstruiert werden. Dabei bildet der Flügel den Flanschdeckel. Hierzu muss ein geeigneter Anschluss mit der Nut bevorzugt als Faserverbundbauteil konstruiert werden. Der Flügel als Flanschdeckel muss mindestens als Anschlussstück mit der späteren Flügelprofilierung hergestellt werden um die Funktion als Dichtung / Wartungsöffnung / Verbindung zum Rumpf zu testen. Dazu muss auch eine geeignete Befestigung des Flügels am Rumpf, bevorzugt als Schraubverbindung, konstruiert werden. Die folgenden Arbeiten sind im Rahmen der Bachelorarbeit geplant

  • Herstellung der Laminierform Rumpf links mit der Holzfräse im Holzlabor
  • Konstruktion des Dichtungsstücks inklusive O-Ring Nut als dichte Verbindung zwischen Rumpf und Flügel
  • Konstruktion der mechanischen Flügelbefestigung am Rumpf 
  • CAM und Herstellung Laminierformen für das Dichtungsstück
  • Konstruktion und Herstellung mindestes eines Flügelsegments in Positivtechnik
  • Laminieren/Herstellung der Rumpfhälften
  • Einkleben/Laminieren der Befestungselemente für den Flügel im Rumpf
  • Konstruktion und Herstellung der Motorhalterung
  • Konstruktion der Befestigung des Höhenleitwerks am Seitenleitwerk
  • Konstruktion und Herstellung der Ansteuerung des Höhenruders
  • Verbindung der beiden Rumpfhälften durch Kleben/Laminieren
  • Test der Verbindung der Rumpfhälften auf Wasserdichtigkeit und Festigkeit
  • Test der Verbindung Flügel/Rumpf auf Dichtigkeit und Festigkeit
  • Falls möglich Flugtests

Die Arbeit kann im September 2021 beginnen.

 

 

Beteiligte Personen

Prof. Dr.-Ing. Friedrich Beckmann

 

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