Entfaltungsmechanismen für den Leichtbau auf Basis bionischer Elemente

Abstract

Entfaltbare Leichtbaustrukturen spielen in vielen technischen Anwendungen eine zunehmend wichtige Rolle. Grundlegende Designanforderungen nach Mobilität und einfachem Transport, nach geringer Systemkomplexität und damit Robustheit sowie nach einer energieeffizienten Entfaltung finden sich bei technischen Systemen genauso wie bei natürlichen Vorbildern. Biologische Entfaltungsprozesse liefern daher wichtige Ansätze, die auf technische Entwicklungen Einfluss nehmen können. Typische Anwendungsgebiete sind entfaltbare Raumfahrtsysteme und Strukturen der temporären Architektur für den Einsatz im Katastrophenschutz. Der Entfaltungsprozess eines Libellenflügels verläuft zum Beispiel ähnlich dem Aufblasen druckbeaufschlagter technischer Systeme und die Entfaltung eines Chamäleonschwanzes findet ihre Analogie bei einem aufgerollten Ultraleichtbaumast, den das DLR als lasttragendes Element zur Entwicklung treibstoffloser Solar Sail Raumfahrtantriebe einsetzt. Im Rahmen der Studie werden biologische Vorbilder analysiert und ihr Potenzial im Hinblick auf eine technische Anwendung sowohl in der Raumfahrt als auch für terrestrische Strukturen untersucht. Einfache Tests zeigen Möglichkeiten aber auch Grenzen der bionischen Lösungsansätze