Startbelastungen, Mikrovibrationen und Schockbelastungen sind eine große Herausforderung für Raumfahrtstrukturen. Sie beeinträchtigen die Funktion sensibler Komponenten und begrenzen die Nutzlast. Herkömmliche Vibrationsdämpfer benötigen zusätzliches Gewicht und komplexe Bauweisen. Das Fraunhofer LBF setzt auf das Prinzip akustischer schwarzer Löcher: Durch gezielte Gestaltung der Bauteildicke werden Biegewellen in mechanischen Strukturen eingefangen und lokal dissipiert. So entsteht eine breitbandige Vibrationsminderung, die ohne zusätzliche Masse auskommt und das Leichtbaupotenzial deutlich erhöht.
Mehr Leistung und Sicherheit durch akustische schwarze Löcher
Die Forschenden am Fraunhofer LBF analysieren, wie sich ABHs bestmöglich in komplexen Raumfahrtstrukturen integrieren lassen. Mit numerischer Simulation, experimenteller Validierung und langjähriger Leichtbau-Erfahrung entwickelt das Team eine Methodik von der Anforderungsanalyse bis zum fertigen Demonstrator. Durch die enge Verknüpfung virtueller Entwicklungsmethoden mit experimenteller Validierung schafft das Fraunhofer LBF belastbare Entscheidungsgrundlagen für die Auslegung und Absicherung zukünftiger Raumfahrtsysteme.
Im Projekt werden erstmals komplette Systeme mit ABHs ausgestattet und getestet. Gemeinsam mit OHB System werden Anforderungen aus der Praxis direkt umgesetzt, sodass die Technologie sofort in Satelliten und Instrumententräger einfließen kann.
Technologietransfer für die Industrie – von der Raumfahrt bis zur Automobilbranche
Das Fraunhofer LBF verantwortet Design, Simulation und experimentelle Erprobung der neuen Strukturen. Die Entwicklung von Demonstratoren, Validierung auf Komponenten- und Systemebene sowie der Vergleich mit konventionellen Lösungen zeigen: Akustische schwarze Löcher minimieren das Risiko von Ausfällen und senken die Entwicklungsrisiken für Hersteller. Die Technologie mit großem Potenzial ermöglicht leichtere, präzisere und leistungsfähigere Systeme, die unter extremen Bedingungen zuverlässig funktionieren.
Das neue Wissen wird direkt in die industrielle Praxis transferiert und ist auch für Luftfahrt, Automobilindustrie und Maschinenbau relevant. Projektleiter Heiko Atzrodt aus dem Fraunhofer LBF betont: „Mit ,VibraVoid‘ machen wir den Sprung von der Raumfahrt zurück zur Erde und schaffen neue Standards für vibrationsarmen Leichtbau.“
Die Ergebnisse stärken die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Industrie – von Raumfahrtunternehmen über Zulieferer bis hin zu Betreibern.
