Zukünftige Trägerraketen-Konzepte sollen leichter, zuverlässiger und
wirtschaftlicher sein. Damit diese ehrgeizigen Anforderungen erreicht
werden, ist die Entwicklung neuer Materialien und multifunktionaler
Strukturen sowie innovativer Fertigungstechnologien unerlässlich. Im
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
wurde die Umsetzung der vibroakustischen Metamaterialien-Technologie für
eine zylindrische Leichtbaustruktur aus Verbundwerkstoff untersucht. Diese
stellt die Oberstufe einer konzeptionellen Ariane 6-Trägerrakete dar.
Schwingungsreduktionen von bis zu 30 Dezibel (dB) im Frequenzbereich
zwischen 150 Hertz (Hz) und 200 Hertz wurden erreicht.

Verbundwerkstoffe (beispielsweise Kohlefaserverbundwerkstoff, kurz CFK)
ermöglichen große Masseneinsparungen bei Trägerraketen und werden für die
Anwendung in verschiedenen Systemen und Komponenten in Betracht gezogen.
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) will bis 2025 eine Oberstufe
komplett aus Kohlefaserverbundwerkstoff für die neue Generation der Ariane
6 entwickeln, mit dem Ziel, die Nutzlastkapazität um zwei Tonnen zu
erhöhen.

Hohes Potenzial: vibroakustische Metamaterialien

Obwohl Oberstufen aus Verbundwerkstoffen im Vergleich zu metallischen
Materialien ein höheres Steifigkeits-Masse-Verhältnis aufweisen, können
sie bei bestimmten Frequenzen zu höheren Schwingungsamplituden führen, die
insbesondere in der Startphase kritisch sind. Ein innovativer Ansatz zur
Reduzierung von Schwingungen sind vibroakustische Metamaterialien. Mit
Metamaterialien wird ein in der Natur nicht vorkommendes Verhalten
erzeugt. Neben optischen und elektromagnetischen Metamaterialien werden
spezielle Formen von Metamaterialien auch zur Lärm- und
Schwingungsminderung eingesetzt. Vibroakustische Metamaterialien werden
aus mehreren periodisch angeordneten Einheitszellen gebildet - dem
kleinsten identischen Teil der Grundstruktur, auf dem ein Resonator
(Feder-Masse System) sitzt. Die lokalen Resonatoren sind gezielt auf der
Subwellenlängenskala der einfallenden Welle platziert. Sie sind auf eine
Resonanzfrequenz abgestimmt, bei der eine Schwingungsreduktion
erforderlich ist. Die Wechselwirkung zwischen den lokalen Resonatoren und
der einfallenden Welle führt zu einem Stoppband - einem Frequenzbereich
mit hoher Schwingungsreduktion.

Das Potenzial von vibroakustischen Metamaterialien wurde sowohl für die
Luftfahrt als auch für die Raumfahrt erkannt, wo sie beispielsweise bei
der Nutzlastumhausung eingesetzt werden. Im Forschungsprojekt »Silent
Running« liegt der Fokus auf dem Design von vibroakustischen
Metamaterialien, die in der Oberstufe einer konzeptionellen Ariane
6-Trägerrakete eingesetzt werden sollen. »Am Fraunhofer LBF entwickeln
unsere Fachteams effiziente numerische Routinen zur Beschreibung des
dynamischen Verhaltens von vibroakustischen Metamaterialien. Diese
Routinen werden für das Design von branchenspezifischen Produkten
eingesetzt«, erläutert Projektleiter Heiko Atzrodt, verantwortlich für die
Abteilung Strukturdynamik und Schwingungstechnik im Fraunhofer LBF.

Konzeptionelle und numerische Ansätze für ein Design mit hohen
Dämpfungseigenschaften

Die Forschenden haben drei Konzepte von lokalen Resonatoren numerisch
betrachtet und experimentell validiert. Für eine detaillierte Untersuchung
des Verhaltens von vibroakustischen Metamaterialien in einem endlichen
Bauteil wurden Plattendemonstratoren aus CFK realisiert, die den
Schwerpunkt dieses Forschungsprojekts bilden. Die Resonatorkonzepte wurden
simuliert und ihre Wirkung numerisch bewertet. Dazu werden die Resonatoren
auf der CFK-Platte angebracht, um eine Metamaterialstruktur zu erzeugen.
Im ersten Schritt wird die Wellenausbreitung der unendlichen, periodischen
Struktur anhand des Dispersionsverhaltens (Zusammenhang zwischen der
Wellenlänge und -frequenz) einer einzelnen Einheitszelle untersucht. Damit
werden Stoppbänder im Frequenzbereich ermittelt, in denen keine freie
Wellenausbreitung möglich ist. Im nächsten Schritt wird eine endliche
Plattenstruktur modelliert, um Stoppbänder in Frequenzgangfunktionen bei
realen Randbedingungen auszuwerten. Für alle Konzepte traten Reduktionen
von Schwingungsamplituden von bis zu 30 dB im Frequenzbereich zwischen 150
Hz und 200 Hz in den numerischen Simulationen auf. Durch den gezielten
Einsatz geeigneter Materialien wird zusätzlich zum Stoppband ein
verbessertes Schwingungsverhalten oberhalb des Stoppbandes erreicht.

Experimentelle Validierung

Das Schwingungsreduktionsverhalten von vibroakustischen Metamaterialien
haben die Darmstädter Forschenden experimentell an planaren Proben
untersucht. »Wir haben unser Ziel erreicht, für die drei Konfigurationen
wird ein deutlich verbessertes Schwingungsverhalten nach der eingestellten
Eigenfrequenz des Resonators beobachtet«, bestätigt Heiko Atzrodt den
Projekterfolg.

Die experimentelle Umsetzung einer CFK-Probeplatte mit der Anwendung
vibroakustischer Metamaterialien-Technologie zeigt ab der
Resonatoreigenfrequenz von rund 150 Hz ein deutlich verbessertes
Schwingungsverhalten. Dank der Anwendung eines hochgedämpften Materials
für die Resonatoren wird das Schwingungsverhalten auch nach dem
Stoppbandbereich optimiert. Die Schwingungsreduktion beträgt im erwarteten
Stoppbandbereich bis 25 dB und im höheren Frequenzbereich (ab circa 250
Hz) bis 15 dB.

Mehr dazu auf der Messe »Space Tech Expo Europe«, Bremen, 16. bis 18.
November 2021, Fraunhofer-Stand N 40.

Das neue D·I·R Jahrbuch ist am 02.10.2021 erschienen: Aktuelle Fakten zu
Kinderwunschbehandlungen. Der Weg zum Wunschkind ist für jedes sechste
Paar nicht auf natürlichem Weg möglich, sondern mit medizinischer Hilfe
verbunden. Doch die Chancen nach mehreren Behandlungszyklen durch eine
künstliche Befruchtung ein Kind zu bekommen, sind hoch. Wegweisend ist im
neuen D·I·R Jahrbuch eine Untersuchung zur kumulativen
Schwangerschaftsrate nach mehreren Embryotransfers, die aus frisch
gewonnenen Eizellen nach Hormontherapie und/oder den daraus folgenden
Embryotransfers nach Einfrieren ausgewertet wurde.

Der Weg zum Wunschkind ist für jedes sechste Paar nicht auf natürlichem
Weg möglich, sondern mit medizinischer Hilfe verbunden. Doch die Chancen
nach mehreren Behandlungszyklen durch eine künstliche Befruchtung ein Kind
zu bekommen, sind hoch.

21.588 Babys kamen 2019 mit Hilfe der Reproduktionsmedizin zur Welt.
Detaillierte Zahlen und Informationen zur Kinderwunschbehandlung in
Deutschland bietet das Deutsche IVF-Register (D·I·R)® in seinem aktuellen
Jahrbuch, dass am 02.10.2021 erschien. 134 Mitgliedszentren dokumentieren
darin 116.306 Behandlungszyklen für das Jahr 2020, die damit verbundenen
Methoden und deren Erfolgsaussichten. „Schwangerschafts- und Geburtenraten
hängen natürlich auch vom Alter ab. Ungewollte Kinderlosigkeit ist aber
sehr gut behandelbar“, erklärt Dr. med. Ute Czeromin, Gelsenkirchen, die
Vorstandsvorsitzende des D·I·R. Das Register verzeichnet 340.053 Kinder,
die nach In-vitro-Fertilisationszyklen in Deutschland geboren wurden. Das
entspricht zahlenmäßig den Einwohnern einer Stadt wie Bielefeld oder
Wuppertal.

Wegweisend ist im neuen D·I·R Jahrbuch eine Untersuchung zur kumulativen
Schwangerschaftsrate nach mehreren Embryotransfers, die aus frisch
gewonnenen Eizellen nach Hormontherapie und/oder den daraus folgenden
Embryotransfers nach Einfrieren ausgewertet wurde. Demnach kommt es nach
einem ersten Embryotransfer in 34,5 Prozent der Behandlungen mit einem
Transfer zu einer Schwangerschaft. Nach zwei Transfers erhöht sich diese
bereits auf 52,4 Prozent und liegt bei 61,5 Prozent nach drei
Behandlungen. „Ein negativer Schwangerschaftstest nach einer ersten
Kinderwunschbehandlung ist traurig, aber die Tatsache, dass nach vier
Behandlungen zwei von drei Patientinnen schwanger sind, sollte Paaren Mut
machen“, sagt Dr. med. Andreas-Tandler-Schneider, Berlin,
Vorstandsmitglied des D·I·R. Eine wichtige Rolle nimmt dabei das
Einfrieren, die Kryokonservierung, ein: „Das wird in Zukunft deutlich mehr
werden. Viele Zyklen werden dann mit dem Einfrieren und anschließendem
Auftauen von Eizellen, Vorkernstadien und Embryonen einhergehen “, sagt
Dr. Tandler-Schneider. Für die betroffene Patientin bedeutet das, sie
benötigt keine erneute Hormonstimulation oder Eizellentnahme. „Insofern
ist es eine zusätzliche Chance, mit deutlich geringerem Aufwand“, ergänzt
er. Bisher wird das Verfahren der Kryokonservierung (Einfrieren) nicht von
den Krankenkassen übernommen. Die Datenlage des neuen D·I·R Jahrbuchs gibt
Aufschluss darüber, dass die Schwangerschaftsrate nach dem ersten Transfer
mit einem Auftauzyklus (33,2 Prozent) dem Frischzyklus (34,8 Prozent)
vergleichbar ist.

Für Kinderwunschbehandlungen ist darüber hinaus das Alter ein extrem
wichtiger Faktor. Seit 2017 steigt das Alter der Kinderwunschpatientinnen
kontinuierlich an. Es liegt aktuell bei 35,6 Jahren. Das mittlere Alter
der Partner liegt stabil bei 38,5 Jahren. Auch der Anteil der
Patientinnen, die älter als 40 Jahre sind, nimmt stetig zu. „Die größte
Gruppe unserer Patientinnen ist zwischen 35 und 39 Jahren alt. Während die
35-jährigen einen Schwangerschaftsrate von 38,8 Prozent und eine
Geburtenrate von 30 Prozent haben, sinkt sie bei Frauen ab 40 Jahren
deutlich. Die Schwangerschaftsrate liegt dann bei 18,9 Prozent und die der
Geburten bei 10,6 Prozent“, sagt Dr. Czeromin. Bei Patientinnen mit und
über 45 Jahren kam es lediglich noch zu fünf Geburten in ganz Deutschland.
„Wir schließen aus diesen Daten, dass die Kinderwunschbehandlung auch
unter Nutzung von Maßnahmen der Fortpflanzungsmedizin zeitnah stattfinden
und mit der Realisierung des Kinderwunsches nicht zu lange gewartet werden
sollte“, stellt sie fest. „Wenn sich der Kinderwunsch auf natürlichem Weg
nach einem Jahr nicht erfüllt, sollte das Paar überlegen, eine Beratung in
einem Kinderwunschzentrum in Anspruch zu nehmen.“

Weitere Informationen, Zahlen und Analysen bietet das Deutsche IVF-
Register (D·I·R)® in seinem aktuellen Jahrbuch, das am 02.10.2021 erschien
und als Premiere auch eine Sonderausgabe für ungewollt kinderlose Paare,
Patientinnen und Patientin sowie die Öffentlichkeit bietet: https://www
.deutsches-ivf-register.de/jahrbuch.php

Über das Deutsche IVF-Register

Die Öffentlichkeit fordert Information und Transparenz im Hinblick auf
Diagnostik und Behandlungen auf dem sensiblen Gebiet der
Kinderwunschmedizin. Diese Forderung ist berechtigt. Nur mit einer
zuverlässigen und kontinuierlichen Auswertung der Behandlungsergebnisse
möglichst vieler Kinderwunschzentren, wie sie das Deutsche IVF-Register
leistet, kann dieser Forderung gefolgt werden.  Darüber hinaus dient diese
Auswertung wissenschaftlichen Erkenntnissen und damit verbunden
Verbesserungen der medizinischen Versorgung und Ergebnisse. Aber auch bei
der Beratung und letztlich der Entscheidungsfindung der ungewollt
kinderlosen Paare sind die Auswertungen des Deutschen IVF-Registers von
elementarer Bedeutung.

Mit der Auswertung der Behandlungen und ihrer Ergebnisse aus nahezu allen
deutschen Kinderwunschzentren stellt das Deutsches IVF-Register (D·I·R)®
einen einzigartigen Datenschatz dar, der mittlerweile fast 2 Millionen
Behandlungen und über 340.000 geborene Kinder in Deutschland enthält. Das
Deutsche IVF-Register (D·I·R)® ist ein gemeinnütziger Verein.

Mit der Fertigstellung der Schwalbennestorgel im Paulinum – Aula und
Universitätskirche St. Pauli schlägt die Universität Leipzig in diesem
Herbst ein neues Kapitel in ihrer Musikgeschichte auf. Das Instrument nach
dem Vorbild einer Renaissanceorgel wird aktuell von der Orgelbaufirma
Metzler mit elf noch ausstehenden Registern vollendet und schließt damit
eine stilistische Lücke in der ostdeutschen Orgellandschaft. Erstmals zu
hören ist die Schwalbennestorgel bei den XII. Leipziger
Universitätsmusiktagen vom 21. bis 28. November 2021. Am 5. Oktober 2021
konnten Medienvertreter:innen einen ersten exklusiven Blick hinter die
Kulissen werfen und sich von der Klangqualität der Orgel überzeugen.

„Mit der Vollendung der Schwalbennestorgel kommt der Neubau des Paulinums
– Aula und Universitätskirche St. Pauli jetzt auch hinsichtlich seiner
Ausstattung mit Musikinstrumenten zum Abschluss," so das Fazit von
Universitätsmusikdirektor Prof. David Timm. Auch Universitätsorganist
Daniel Beilschmidt sieht der Fertigstellung mit wachsender Vorfreude
entgegen: „Ein Instrument wird vollendet, das in Deutschland und auch
international keinen Qualitätsvergleich zu scheuen braucht und dazu noch
konzeptionell und stilistisch einmalig ist.”

Tatsächlich habe es über Jahrhunderte in der Region keine Renaissanceorgel
mehr gegeben, so dass mit der Vollendung der Schwalbennestorgel eine
stilistische Lücke in der ostdeutschen Orgellandschaft geschlossen werde,
erklärt David Timm. „Dem Leipziger Musikwissenschaftler Prof. Dr. Winfried
Schrammek (1929-2017) verdanken wir die Idee, eine Orgel, welche Michael
Praetorius in „Syntagma Musicum“ für die „Paulinerkirchen zu Leipzig“ von
1619 vermerkt, als Grundkonzeption für einen Neubau heranzuziehen. So
wurde die besondere Idee für ein einmaliges Instrument geboren!“

Die Gesamtkosten für die Schwalbennestorgel belaufen sich auf rund 650.000
Euro. Das Instrument wurde über Spenden finanziert, weshalb sie zunächst
nur mit sieben Registern übergeben wurde. Zuletzt war das Spendenvolumen
schließlich – auch dank einer Förderung aus den „Mauerfonds“ – so weit
gewachsen, dass die restlichen Register beauftragt werden konnten.

„Bereits mit den bislang sieben klingenden Registern, deren Disposition
einem Instrument des ausgehenden 15. Jahrhunderts entspricht, ist die
Orgel für den Einsatz in Gottesdiensten und Konzerten ein Kleinod,“
berichtet Daniel Beilschmidt. „Mit der Vervollständigung der ausstehenden
elf Register wird sie die volle Farbpalette der Gotik, Renaissance und des
Frühbarocks in ihrem ganzen Klangreichtum hörbar machen. Ihre mitteltönige
Stimmung konfrontiert moderne Hörgewohnheiten mit völlig neuen
Klangwelten.“

In den fünf Jahren, in denen die Orgel in ihrer ersten Ausbaustufe genutzt
wurde, hat sie sich bereits einen guten Ruf erworben: Die erste CD
„Fortunata desparata” von Universitätsorganist Daniel Beilschmidt wurde
für den Preis der Deutschen Schallplattenkritik nominiert.

Zur Einweihung der fertiggestellten Schwalbennestorgel werden die XII.
Leipziger Universitätsmusiktage vom 21. bis 28. November 2021 dem
Instrument gewidmet. Dabei wird die Musik alter Meister genauso neu zu
entdecken sein wie Neukompositionen, die die Klänge des Mittelalters und
der Renaissance mit denen des 20. und 21. Jahrhunderts verbinden. Mehr
Informationen sind auf  der Webseite der Universitätsmusik zu finden.


Oberwerk:
00:04 Prinzipal 16'
00:42 Prinzipal 8'
01:00 +Oktave 4'
01:15 +Quinte 3'
01:47 +Oktave 2'
02:07 +Rauschpeifzimbel 2', dazu Posaune im Pedal
03:02 Messing-Regal mit Rauschpfeifzimbel 2'
03:33 Großprinzipal + Rohrflöte 8' + Prinzipal 8' + Quinte 3'

Unterwerk:
06:16 Grobgedackt 8' + Subbass 16'
07:03 Mittelgedackt 4'
07:41 +klein Oktävelein 1'
08:10 Grobgedackt 8' + Prinzipal 4' + Zimbel 2' und 1' + Posaune (Pedal)
09:00 groß blechen Kälber Regal (noch nicht fertig intoniert)
10:32 kl. Zimbelstern + Messingregal
13:31 mittl. Zimbelstern + UW
14:56 Volles Werk + großes Glockenrad

Die Gesundheitsbranche ist im Wandel, er weiß, was sie bewegt:
Trendforscher Ulrich Köhler ist bei „WINGS on Air“ am 21. Oktober zu Gast:
„Bei mir erfahren Sie, wie die Pandemie gesellschaftliche Erwartungen an
Gesundheit und Soziales verändert hat.“ In seinem Exklusivvortrag für
WINGS, den bundesweiten Fernstudienanbieter der Hochschule Wismar, wird es
um den Megatrend „Healthification“ gehen.

„Am Puls der Zeit – was die Gesundheitsbranche bewegt“ lautet der Titel
des Online-Events, Beginn ist um 17.30 Uhr. Keynote-Speaker Ulrich Köhler
wird die Veranstaltung mit seinem Impulsvortrag eröffnen. Weitere Vorträge
bei „WINGS on Air“ werden von Professor Christian Benden, Dozent im MBA
Gesundheitsmanagement, und Professor Dr. med. Thomas Tischer, Kursleiter
der Weiterbildung Sportmedizin, gehalten. Im Anschluss daran werden zwei
Alumni aus ihrem Studienalltag berichten und ihre Erfolgsgeschichten
teilen.

WINGS ist im Bereich Gesundheit und Soziales Vorreiter. Mit dem
Onlinestudium MBA Gesundheitsmanagement bieten wir das zurzeit modernste
Fernstudium der deutschen Gesundheitsbranche an. Bei „WINGS on Air“ wollen
wir Ihnen das Cluster Gesundheit und Soziales anhand aktueller Themen
vorstellen. Es ist das zweite Event der Reihe, das sich an Entscheider
sowie an alle an Gesundheitsthemen Interessierte richtet.

Die Gesundheitsbranche als Ganzes und ihre aktuellen Herausforderungen
nimmt Ulrich Köhler in seinem Vortrag in den Blick. Als Geschäftsführer
des Trendbüros beobachtet er den gesellschaftlichen Wandel und dessen
Auswirkungen auf Konsumenten, Branchen und Organisationen. Die Corona-
Pandemie habe Entwicklungen wie Digitalisierung beschleunigt und die
wachsenden Forderungen nach Transparenz und das Bedürfnis nach
persönlichen Kontakten verdeutlicht. Der Wertewandel der letzten 18 Monate
habe zu einem radikalen Umdenken bei Unternehmen und Organisationen
geführt, so Köhler.
Auch Professor Christian Benden hat die Folgen des Virus in seinem Vortrag
im Fokus. Er hat in der Schweiz täglich miterlebt, wie Ärzte für die
Organspende und lebensnotwendige Transplantationen während der Corona-
Pandemie gekämpft haben. „Corona hat massiv auf die Organspende und
Organtransplantationen eingewirkt. Ich zeige Ihnen, wie wir in einer
konzertierten nationalen Aktion in der Schweiz einen kompletten Stillstand
vermeiden konnten.“

Professor Thomas Tischer wird über ein echtes Dauerthema sprechen:
Knieverletzungen im Sport. Kniegelenksverschleiß ist geradezu eine
Volkskrankheit, doch für den Chefarzt der Orthopädie und Unfallchirurgie
im Malteser Waldkrankenhaus St. Marien, bedeuten Knieverletzungen nicht
mehr das Ende der Bewegung. „Bei mir erfahren Sie, wie digitaler
Fortschritt Ihr Knie retten kann“, sagt Tischer.

Die Gäste erwartet ein informativer und spannender Abend zu den aktuellen
Entwicklungen in der Gesundheitsbranche. Die Teilnahme am Online-Event ist
kostenfrei. Weitere Infos zur Veranstaltung: » wings.de/onair