Auslegung von Anlagen für den Lastfall Flugzeugabsturz mittels FEM-Simulation

Der Lastfall Flugzeugabsturz ist seit den 70er Jahren bei der Auslegung von kerntechnischen Anlagen in Deutschland im Rahmen der Risikobewertung zu berücksichtigen. Damals war aufgrund der geopolitischen Lage der Absturz eines Militärflugzeugs relevant, seit 9/11 ist es auch der Absturz von Passagierflugzeugen.

Der Lastfall wird hauptsächlich für kerntechnische Anlagen untersucht, kann aber auch auf andere kritische Infrastrukturen übertragen werden.

Untersuchung mittels integraler Simulationsmethode und Modellen zahlreicher Flugzeug- und Turbinentypen

Wir arbeiten seit den 70er Jahren an diesem Lastfall und waren an der stetigen Weiterentwicklung der Methoden zur Untersuchung beteiligt. Stand der Technik ist derzeit die integrale Simulationsmethode. Um realistische Aussagen zum Aufprall-Szenario zu erzielen, werden hier Flugzeug, Projektil, Gebäude sowie deren Interaktion in einer Simulation berücksichtigt.

Hierzu haben wir verschiedene Flugzeugmodelle, beispielsweise für

  • Kurzstreckenflüge (A320),
  • Mittelstreckenflüge (B767) und
  • Langstreckenflüge (B747 und A380) sowie
  • Militärjets (Phantom F4)

aufgebaut und anhand von veröffentlichten Daten validiert.

Alternativ kann auch der Trümmerlastfall einer Turbine untersucht werden; hierfür verfügen wir über Modelle verschiedener Turbinentypen.

Über Weiterentwicklungen mit der SPH-Methode können auch Aussagen zu Brandlasten infolge des Kerosinausflusses gemacht werden (Animation).

Unser Leistungsportfolio im Bereich des Lastfalls Flugzeugabsturz:

  • Qualitative und quantitative Risikoanalysen zur Identifikation relevanter und maßgebender Szenarien
  • Ermittlung von Kraft-Zeit-Verläufen und quasistatischen Ersatzlasten für entkoppelte Verfahren
  • Risiko des Versagens der äußeren Hülle sowie Ermittlung der durch den Aufprall entstandenen Schäden
  • Bewertung von zusätzlichen Maßnahmen zur Erhöhung der Protection Capacity
  • Ermittlung von Antwortspektren für die Auslegung von Komponenten im Inneren
  • Ermittlung der Kerosin-Ausbreitung infolge des Aufpralls
  • Bewertung und Auslegung von Bauteilen und Bauwerken für Anpralllasten sowie Robustheitsuntersuchungen (Progressiver Kollaps)

Neben dem Flugzeugabsturz können Anpralllasten auch durch Fahrzeuge, Schiffe, Trümmerlasten und andere Objekte verursacht werden. Auch hierbei setzen wir für jedes Projekt spezifisch die verfügbaren Verfahren optimal ein – von der Lastabschätzung mittels eines einfachen nichtlinearen Einmassenschwingers bis zur integralen Simulation.


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Ich berate Sie gerne bei Fragen rund um die Auslegung von Anlagen und Komponenten für Betriebs- und Sonderlasten.

Dr.-Ing. Marcus Ries

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