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Vortrag (20 Min. Vortrag, 5 Min. Diskussion, 5 Min. Raumwechsel)

Entwicklung gradiert poröser Aluminiumwerkstoffe als Beitrag zur Minderung von Flugzeuglärm

Freitag (20.09.2019)
09:30 - 10:00 Uhr Appendix

Entwicklung gradiert poröser Aluminiumwerkstoffe als Beitrag zur Minderung von Flugzeuglärm

J. Tychsen und J. Rösler

Technische Universität Braunschweig, Institut für Werkstoffe, Langer Kamp 8, 38106 Braunschweig

Zunehmender Flugverkehr und zunehmende Umweltanforderungen bringen es mit sich, dass die Lärmemission bei Start und Landung von Flugzeugen drastisch gesenkt werden muss. Insbesondere bei der Landung wird ein wesentlicher Teil des Flugzeuglärms an der umströmten Tragflügelhinterkante erzeugt. Seit längerem ist bekannt, dass diese Lärmquelle durch den Einsatz poröser Materialien entlang der Flügelhinterkante gemindert werden kann. Untersuchungen an verschiedenen porösen Metallen ergaben dabei ein erhebliches Potential von porösen Aluminiumwerkstoffen, die gießtechnisch mittels Platzhaltern hergestellt werden [1]. Allerdings zeigte sich auch, dass der abrupte Permeabilitätssprung am Übergang zwischen dem Vollmaterial des Tragflügels und dem porösen Material erheblichen Zusatzschall erzeugt und dadurch die positive Wirkung des porösen Einsatzes gemindert wird. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein neues Walzverfahren entwickelt. Mit Hilfe eines zeitlich variablen Walzspaltes ermöglicht es, den Porenvolumenanteil und damit die Permeabilität des porösen Aluminiums in Walzrichtung zu gradieren, wodurch der Permeabilitätssprung am Übergang zwischen dem Vollmaterial des Tragflügels und dem porösen Einsatz gemindert bzw. vermieden werden kann. In diesem Vortrag wird das eingesetzte Walzverfahren vorgestellt sowie die Wechselwirkung zwischen Prozessparametern, Mikrostruktur, Permeabilität und mechanischen Eigenschaften erörtert. Es wird gezeigt, dass sich große Umformgrade erzielen lassen, ohne das mechanische Verhalten ungünstig zu beeinflussen. Dadurch wird es möglich, erhebliche Eigenschaftsgradienten einzustellen und Aluminiumeinsätze mit maßgeschneiderten akustischen Eigenschaften für den Einsatz an Tragflügeln herzustellen.

[1] M. Herr, K.-S. Rossignol, J. Delfs, M. Mößner, N. Lippitz, Specification of Porous Materials for Low-Noise Trailing-Edge Applications, 20th AIAA/CEAS Aeronautics Conference 2014, doi.org/10.2514/6.2014-3041.

 

Sprecher/Referent:
Prof. Dr. Joachim Rösler
Technische Universität Braunschweig