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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Forscher wollen Flugzeuge mit "Nerven" ausstatten |
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| | | Wissenschaftler der Austrian Research Centers (ARC) wollen Flugzeuge in Zukunft mit einem Sensorensystem überziehen, das Schäden melden und Ausfällen vorbeugen soll. |
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Das Forschungsprojekt "STA-SHM: Structural Health Monitoring" läuft im Rahmen des Forschungsförderungsprogramms "Take Off" und in Kooperation mit EADS und Airbus Germany.
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Kleine Materialschäden permanent überprüft |
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Das so genannte "Damage Tolerant Design" hat sich in den vergangenen Jahren in der Luftfahrt durchgesetzt. Dabei werden kleine Schäden wie Risse in Metallen oder Auflösungserscheinungen in Verbundwerkstoffen eines Flugzeugs toleriert und die Teile nicht sofort ausgetauscht.
Erst wenn es - inklusive Sicherheitszuschlag - kritisch wird, erfolgt eine Reparatur. Voraussetzung für "Damage Tolerant Design" sind allerdings geeignete Prüfsysteme, die möglichst oft den Zustand der Strukturen eines Flugzeugs überprüfen.
Diese Tests müssen verständlicherweise zerstörungsfrei - beispielsweise über Ultraschall - ablaufen, es dürfen also weder Löcher gebohrt noch sonst Materialproben entnommen werden.
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Heute zumeist in der Werkstatt |
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Heute erfolgen solche Prüfungen durchwegs am Boden, sprich in der Werkstatt. "Je älter ein Flugzeug wird, in desto kürzeren Abständen müssen derartige Inspektionen erfolgen", erklärte dazu Projektleiter Michael Scheerer vom Department Functional Materials.
Das bringt nicht nur höhere Kosten durch die Inspektionen selbst, sondern auch unerwünschte Standzeiten der Maschinen. Ein besonderes Problem sind schwer zugängliche Stellen an den Flugzeugen, hier müssen zuerst aufwändig Teile demontiert werden, bevor der Techniker einen prüfenden Blick darauf werfen kann.
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F&E-Programm "Take Off"
Die österreichische Luftfahrtzulieferindustrie ist seit Jahren im Steigflug: Die Branchenumsätze kletterten seit 1988 von 30 Millionen Euro auf rund 470 Millionen Euro 2005, die Zahl der Beschäftigten stieg um das Fünffache auf 3.200 an. Seit fünf Jahren sorgt das vom Infrastrukturministerium (bmvit) gestartete F&E-Programm "Take Off" für zusätzlichen Schub. Seit dem Programmstart 2002 wurden 39 Projekte mit insgesamt 20 Millionen Euro gefördert. |
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 Take Off (bmvit) |
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Sensoren sollen Zustand künftig überprüfen |
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Fortschritte in der Sensortechnik sollen es in Zukunft möglich machen, die Flugzeuge mit einem permanenten Netz aus Fühlern auszustatten, die während des Fluges laufend über einen Computer den Zustand der tragenden und sonstigen Materialien messen.
Der langsame Abbau etwa von Metallen oder Verbindungsteilen kann so laufend dokumentiert werden. Wird ein kritischer Wert überschritten, muss die jeweilige Komponente getauscht oder repariert werden.
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Ultraschall zur Kontrolle |
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Eine Möglichkeit zur ständigen Kontrolle von Materialien ist der Einsatz von Piezo-aktiven Sensoren. Dabei schickt ein Sender Ultraschall durch eine Komponente des Flugzeuges, ein Empfänger lauscht, wie sich der Schall ausbreitet. Dabei sind Schäden - wie Risse - tatsächlich als Störungen zu hören.
Die Forscher setzen aber auch auf Dehnungssensoren. So kann vor allem die Betriebsgeschichte eines Flugzeugs aufgezeichnet werden, beispielsweise wie oft und wie heftig ein Flügel während seiner Lebensdauer auf und ab geschwungen hat.
Derartige Sensoren sind heute teilweise schon in Militär-Maschinen eingebaut, die oft an den Grenzen der Belastung bewegt werden.
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In fünf Jahren erste Prototypen |
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Bei der Entwicklung des ganzen Systems sind die Sensoren ein Teil, die Software, welche die Informationen sammelt, eine andere. Der Computer sammelt die Informationen und vergleicht die Werte mit Erfahrungen aus dem Bereich der Materialermüdung und der Bruchmechanik.
Derzeit rechnen die Forscher, dass es frühestens in drei bis fünf Jahren erste Prototypen des Nervennetzes für Flugzeuge geben könnte.
[science.ORF.at/APA, 19.3.07]
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01.01.2010 |
