Sensorleichtgewichte für Flugzeugzellen
Der Luftverkehrssektor hat auf die öffentliche Besorgnis in Hinsicht auf Umweltverschmutzung und Klimawandel reagiert. Clean Sky ist eine mehrere Projekte umfassende gemeinsame Initiative der Luftfahrtindustrie und der Europäischen Kommission, die auf die Entwicklung und Vermarktung neuer umweltfreundlicher Flugzeugtechnologien abzielt. Das von der EU finanzierte Projekt "Strain monitoring in composite stiffened panels using sensors" (STRAINMON) war Teil von Clean Sky. Das Projekt hatte das Ziel, Prozeduren zur Implementierung eines Zustandsüberwachungssystems (Structural Health Monitoring) auf der Basis von FOBG-Sensoren (faseroptische Bragg-Gitter) und Dehnungsmessstreifen zu entwickeln. Das neue System sollte auf einer versteiften Flugzeugrumpfplatte aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff installiert werden. Zweck des FOBG-Sensors war die Überwachung der strukturellen Integrität beeinträchtigter und ermüdeter Platten unter Druckbelastung. Der Vorteil der neuen Technik gegenüber den heute üblichen Überwachungssystemen ist die Gewichtseinsparung. Das zwei Mitglieder umfassende Konsortium arbeitete von Januar bis August 2012. Das Projekt stellte sich acht technischen Ziele, die auf die Definition der Systemanforderungen, die Anfertigung eines Prüfstandes und die Erprobung hinausliefen. Die Arbeit resultierte darin, dass das Team ein Verfahren zur Einbettung der Sensoren in das Bauteil entwickelte, welches im Zusammenhang mit dem Fertigungsprozess im Autoklaven steht. Bei der Entwicklung des Verfahren achtete die Gruppe besonders auf Eintritts-/Austrittspunkte und auf eine Definition geeigneter Sensoren. Man entwickelte einen geeigneten Testplan; danach wurden geeignete Prüfstände entworfen und gebaut. Zwei Platten wurden mit geringer Anprallkraft angeschlagen und unter Einsatz des Projektsystems statischen Tests wie auch Ermüdungstests unterzogen. Die FOBG-Daten stimmten mit konventionellen Testsystemen überein, was letztlich bedeutet, dass die FOBG-Sensoren eine adäquate Alternative sein könnten. STRAINMON führte mit Erfolg vor, dass die FOBG-Sensoren in Kompositflugzeugstrukturen eingebaut werden können und gleichermaßen auf effektive Weise die Bauteilebelastung überwachen können. Mit dem Einsatz der Sensoren wird man das Gewicht reduzieren können, was letztlich Kraftstoffeinsparungen und weniger Umweltverschmutzung sowie verkürzte Wartungsintervalle bedeutet.
Schlüsselbegriffe
leichte Sensoren, Flugzeugzelle, Clean Sky, Flugzeugindustrie, versteifte Kompositplatte, Zustandsüberwachung, Structural Health Monitoring, Glasfaser-Bragg-Gitter, Dehnungsmessstreifen, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, Flugzeugrumpf, Druckbelastun
