Strukturelles Flügelbauteil für ein Kleinflugzeug («Winglet structure»)

Strukturelle Flugzeugteile gehören zu den höchstbeanspruchten Bauteilen, denn Flugzeuge verbringen jede mögliche Minute in der Luft, und jedes Bauteil muss stets einwandfrei funktionieren. Darüber hinaus zählt in der Luftfahrt jedes Gramm: Überflüssiges Gewicht verbraucht Treibstoff und schränkt die Zuladung ein. 
Zu diesen Teilen zählt auch die «Winglet-Struktur», die an der Flügelspitze von Kleinflugzeugen oder unmanned aerial vehicles (UAV) zum Einsatz kommt.

Für diese Art von strukturellen und semi-strukturellen Anwendungen im Flugzeugbau werden oft Composite-Materialien verwendet. In Aussenhaut und Flügel werden Bauteile aus kohlefaserverstärktem Polyphenylensulfid (PPS) eingesetzt, da dieses Material viele Eigenschaften vereint, die in strukturellen Bauteilen auf der Aussenseite von Flugzeugen verlangt werden, darunter hervorragende spezifische mechanische Eigenschaften und eine sehr hohe chemische Beständigkeit, z.B. gegenüber Hydraulik-Flüssigkeiten, Benzin und Kerosin sowie Enteisungsflüssigkeiten.

PPS CFK Composite in der Luftfahrt

Ein solches kohlefaserverstärktes PPS (Polyphenylensulfid) ist TECATEC PPS CW50 black, welches häufig in der Luftfahrt eingesetzt wird. Grund dafür ist neben den hervorragenden mechanischen Eigenschaften durch die Verstärkung mit endlosen Kohlefasern die exzellente chemische Beständigkeit des Matrixmaterials PPS. Bauteile aus TECATEC PPS CW50 black können aufgrund der geringen Kriechneigung von PPS Dauertemperaturen von deutlich über 200°C ertragen, mit kurzfristigen Temperaturen über 250°C. Für den Einsatz unter extremen Bedingungen spricht ausserdem eine geringe Wasseraufnahme, insbesondere im Vergleich zu technischen Kunststoffen wie Polyamiden. Im Gegensatz zu CFK auf Duromerbasis zeichnet sich faserverstärktes PPS durch eine hohe Schlagzähigkeit aus und erfüllt alle Brand- und Flammschutzbestimmungen für Flugzeugaussenbauteile.
 

Composite Platten – eine Alternative zur Formpressung

Während in der Grossserie meist Bauteile mit aufwändigen Pressformen hergestellt werden, stellt sich im Prototypen- und Kleinserienbau die Frage nach einer wirtschaftlichen Lösung. Gefragt sind dabei Bauteile, die die mechanischen und physikalischen Eigenschaften eines Serienbauteils haben, ohne die für eine Serienfertigung nötigen Kosten zu verursachen. 
Neben formgepressten PPS CFK Teilen bieten wir alternativ TECATEC PPS CW50 black Platten. Daraus können insbesondere flache Bauteile mittels Wasserstrahlschneiden oder spanender Bearbeitung kostengünstig hergestellt werden und nahezu die Eigenschaften der gepressten Bauteile erreichen.
Mit mechanischen Eigenschaften, die jene von kurzfaserverstärktem PPS um ein Vielfaches übersteigen und einer chemischen Beständigkeit, die fast auf dem Niveau von PEEK liegt, ist TECATEC PPS CW50 black eine kosteneffiziente Lösung für Kleinserien- und Prototypenbauteile im Flugzeugaussenbereich. Neben Prototypen für Grossserienflugzeuge sind Flugzeuge mit kleinen Stückzahlen, Versuchsflugzeuge, UAVs, Drohnen und andere Flugkörper potentielle Einsatzbereiche für kohlefaserverstärkte PPS Platten.