Europäische Luftfahrt profitiert vom Zusammenwirken physischer und virtueller Tests
Das EU-finanzierte Projekt MOTIVATE erarbeitete einen Durchbruch für das Zusammenwirken von Simulationen (auch virtuelle Tests genannt) und physischen Tests in einer Industrieumgebung. „Wir hatten uns zum Ziel gesetzt, eine intelligentere Methodologie für die Validierung von Computersimulationen zu entwickeln“, meint Projektkoordinator Eann Patterson. Zur Validierung der Ergebnisse wird ausgewertet, wie exakt Vorhersagen eines Modells die Wirklichkeit beschreiben, die das Modell repräsentieren soll.
Innovative Technologien
MOTIVATE hatte drei Hauptzielsetzungen. Die erste war die Entwicklung einer robusten und reproduzierbaren Methode für die Quantifizierung von Messunsicherheiten in Industrieumgebungen. Daraufhin erstellten Projektpartner fortgeschrittene strukturelle Testprotokolle mit einer verbundenen Methodologie zur Validierung von Simulationen und Daten. Diese wurden während eines strukturellen Testfalls als Demonstration angewendet. Das Ergebnis war eine Methodologie für die Validierung von Simulationsmodellen in der strukturellen Mechanik sowie ein Protokoll für die Validierung numerischer Ergebnisse aus Simulationen eines Tests von Flugzeugteilkomponenten, das auf Messungen mit digitaler Bildkorrelation aufbaute. Schließlich entwickelten Forschende Protokolle und bestmögliche „doppelblinde“ Anwendungsverfahren für das Protokoll und die Umsetzung der Validierungsmethode. In dem Testfall wurden die Messungen aus physischen Tests, einschließlich der Deformation einer Rumpfplatte, mit den Vorhersagen aus dem Computermodell kombiniert. Somit konnten Forschende ihre neuen Ansätze zur Validierung der Vorhersagen mithilfe tatsächlicher Messungen untersuchen. „Durch die enge Zusammenarbeit mit Airbus konnten wir unsere innovativen Technologien im großen Maßstab und in einer Industrieumgebung testen, was zu deren Anwendung bei Airbus und hoffentlich auch anderswo führt“, merkt Patterson an.
Schneller, günstiger, sicherer
Dieser Ansatz zur Quantifizierung von Messunsicherheiten und zur Verwendung von Messbereichen, welche die strukturelle Deformation beschreiben, zur Validierung von computergestützten Ergebnissen verändert von nun an die strukturellen Testvorgänge in der Luftfahrt. Linden Harris, Verantwortlicher im Themenmanagement bei Airbus dazu: „Diese Veränderungen werden die Entwicklungszeiten und -kosten der Luftfahrtindustrie verringern. Die neue Validierungsmethode wird die Rolle der virtuellen Tests in der Luftfahrtindustrie stärken und die Abhängigkeit von teuren, zeitaufwändigen physischen Tests mindern. Gleichzeitig werden die Konstruktion effizienter und unsere Produkte sicherer.“ Außerdem wird MOTIVATE den Technologie-Reifegrad von Validierungsverfahren für computergestützte solide mechanische Modelle von Grad 4 auf Grad 6 anheben. „Konstrukteure großer Passagierflugzeuge werden davon profitieren, da sie weniger abhängig von physischen Tests sein werden und die digitale Welt besser für sich nutzen können – sogar digitale Zwillinge (digitale Nachbildungen physischer Elemente)“, so Harris abschließend. Unterdessen entwickelt DIMES, das Schwesterprojekt von MOTIVATE, das auch mit Airbus zusammenarbeitet, ein innovatives kostengünstiges Messsystem, das noch mehr Daten liefern soll, um den Validierungsvorgang für Simulationen zu unterstützen.
Schlüsselbegriffe
MOTIVATE, Simulation, Luftfahrt, Airbus, Industrieumgebung, struktureller Test, Messdaten, digitale Bildkorrelation
