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FP6

MESEMA — Ergebnis in Kürze

Project ID: 502915
Gefördert unter: FP6-AEROSPACE
Land: Italien

"Intelligente" Werkstoffe für sicherere, komfortablere Flüge

Als aktive oder auch "intelligente" Werkstoffe werden Werkstoffe bezeichnet, die sich unter Einwirkung eines elektromagnetischen Feldes verformen. Obwohl viele Werkstoffe auf elektromagnetische Felder reagieren, zeichnen sich aktive Werkstoffe durch ihre besonders heftige und schnelle Reaktion darauf aus.
"Intelligente" Werkstoffe für sicherere, komfortablere Flüge
Aus diesen Materialien lassen sich durch Integration von Sensoren und Aktoren (Geräte, die aufgrund eines empfangenen Signals auf eine andere Struktur einwirken) und eines Steuerungssystems, das die Antwort des Aktors auf den Stimulus steuert, sogenannte intelligente Strukturen fertigen. Diese intelligenten Strukturen können sich ähnlich biologischen Systemen an Änderungen der Umgebung anpassen oder Schäden selbst beheben.

Das Interesse an magnetoelastischen Werkstoffen nimmt stetig zu, da sie schwingungsdämpfende Eigenschaften besitzen und Energie aufnehmen können. Das EU-finanzierte Projekt "Magnetoelastic energy systems for even more electric aircraft" (Mesema) widmete sich der Entwicklung von Systemen, die magnetoelastische Werkstoffe beinhalten und in Schwingungssensoren integriert werden. Diese wandeln mechanische Schwingungsenergie in ein elektrisches Ausgangssignal um. Mithilfe dieses Ausgangssignals werden bestimmte Aktorensysteme für Geräte in Flugzeugen betrieben.Zunächst erforschten und entwickelten die Wissenschaftler magnetoelastische Werkstoffe sowie Sensoren und Steuermodule für die Integration in intelligente Strukturen. Im nächsten Schritt wurden magnetoelastische Werkstoffe in die Aktorensteuersysteme integriert. So konnten sowohl breitbandige Geräusche in der Kabine des Turbofan-Flugzeugs als auch die Schwingungen des Rumpfes deutlich vermindert werden. Mithilfe ähnlicher Materialien konnte die Schwingungsdämpfung so angepasst werden, dass die durch Turbulenzen verursachten Geräusche in Hubschraubern reduziert werden konnten.

Dank eines aus intelligenten Werkstoffen gefertigten Aktors konnte die Leistung hydraulischer Generatoren erheblich verbessert werden. Außerdem prüften die Wissenschaftler, ob intelligente magnetostriktive Metalle in einem Prototypen eines mit Luft betriebenen Notstromaggregats eingesetzt werden können.

Die Wissenschaftler entwickelten auch ein innovatives Verfahren zur besseren Positionsbestimmung für Aktoren, das bei der Zustandsüberwachung verwendet wird. Mit dem System konnten Schäden an Flugzeugbauteilen aus Metall und Verbundwerkstoffen zuverlässig festgestellt und lokalisiert werden.

Im Rahmen des Mesema-Projekts wurde eine nützliche Datenbank magnetoelastischer Werkstoffe erstellt, die zukünftig die Anwendung und Nutzung dieser intelligenten Werkstoffe erleichtern wird. Die Wissenschaftler entwickelten Sensor-Aktor-Systeme und integrierten aktive Werkstoffe. Diese Systeme werden in Flugzeugen zur Lärm- und Vibrationskontrolle und zur Stromgewinnung aus mechanischer Schwingungsenergie eingesetzt. Außerdem kommen sie auch bei der Zustandsüberwachung von Flugzeugen zum Einsatz. Zahlreiche Innovationen und Geräte der Entwicklungsphase waren unabhängige Produkte, die auch für viele andere Geräte verwendet werden könnten. Das sehr erfolgreiche Projekt weckte großes Interesse auf Seiten der Partner aus der Industrie. Die in der Zukunft erfolgende praktische Umsetzung der Projektergebnisse wird sicher einen wirtschaftlichen Vorteil für Europa bedeuten und Sicherheit und Komfort der Fluggäste erhöhen.

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