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Fallstudie

3D-gedruckten Mikrolamellen helfen der US-Luftwaffe, die Treibstoffkosten für die C-17 jährlich um 14 Millionen Dollar zu senken


Mehr als nur das Datenblatt: Unidirektionale Materialprüfungen können in der Fertigung zu Fehleinschätzungen führen

Painted Microvane

Unternehmensprofil

Die US-Luftwaffe betreibt eine der leistungsfähigsten Lufttransportflotten der Welt und unterstützt damit globale Einsätze, darunter Truppentransporte, Frachtbeförderung, Luftbetankung, humanitäre Hilfe und schnelle Einsatzbereitschaft. Innerhalb dieser Flotte dient die C-17 Globemaster III als strategisches Transportflugzeug für die Luftwaffe, die Air National Guard und die Air Force Reserve und leistet Mobilitätsunterstützung für anspruchsvolle Einsätze auf der ganzen Welt.

Problem

Der nach oben geschwungene Bereich der Ladetür der C-17 erzeugt Luftwiderstand, was den Treibstoffverbrauch erhöht und die Missionseffizienz einschränkt. Bei einer großen Flotte können selbst kleine Ineffizienzen zu erheblichen Betriebskosten und einer verringerten Reichweite führen. Die Luftwaffe benötigte eine kostengünstige Modifikation, die die Treibstoffeffizienz verbessern konnte, ohne die Verfügbarkeit der Flugzeuge zu beeinträchtigen oder anspruchsvolle Einsatzprofile wie Luftbetankung, Einsätze auf provisorischen Landebahnen und Abwurfmissionen zu gefährden.

Lösung

Das „Operational Energy and Air Mobility Command“ der Luftwaffe leitete die abschließende Evaluierungsphase für 3D-gedruckte Mikrolamellen ein, die in Zusammenarbeit zwischen dem Air Force Research Laboratory, der Privatwirtschaft und dem Air Force Lifecycle Management Center entwickelt wurden. Jedes Mikroschaufelblatt ist ein dünnes, schaufelartiges Bauteil im Stil des 3D-Drucks mit den Maßen von etwa 4 mal 16 Zoll (102 x 406 mm). Sie werden auf einem F900®-3D-Drucker mit dem für die Luft- und Raumfahrt geeigneten technischen Thermoplast Antero® 800NA gedruckt und zu zwölft mithilfe einer robusten Klebeverbindung an der hinteren Außenfläche der C-17 befestigt. Die Vorrichtungen reduzieren den durch die Geometrie der hinteren Frachttür des Flugzeugs verursachten Luftwiderstand, verbessern die Treibstoffeffizienz und verlängern die Einsatzreichweite.

Auswirkungen

Mit „Microvane“ ausgestattete C-17-Maschinen wiesen im Vergleich zu unmodifizierten Flugzeugen eine Verringerung des Luftwiderstands und des Treibstoffverbrauchs um 1 % auf. Bei einer flächendeckenden Installation in der gesamten C-17-Flotte der US-Luftwaffe, einschließlich der Flugzeuge der Air National Guard und der Air Force Reserve, wird die Technologie voraussichtlich jährlich mehr als 14 Millionen US-Dollar einsparen und sich innerhalb von sieben Jahren amortisieren.

Jede eingesparte Gallone Kraftstoff stärkt unsere Einsatzbereitschaft und operative Leistungsfähigkeit

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7 Monate

Prognostizierte Kapitalrendite

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über 14 Mio. $

Prognostizierte jährliche Kraftstoffeinsparungen

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1 %

Luftwiderstand und Senkung des Kraftstoffverbrauchs