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Adaptive Multifunctional Test Rigs for Aeronautical Structures

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Umweltfreundlichere Prüfstände für Flugzeugbauteile

Die Europäische Kommission lässt die wachsende Luftfahrtindustrie umweltfreundlicher werden, indem sie dem Sektor in allen Bereichen – von der Fertigung bis zum Transport – mehr Effizienz verleiht. Ein Forschungsteam hat nun ein anpassbares, multifunktionelles System entwickelt, mit dem Flugzeugbauteile schneller und kostengünstiger erprobt werden können.

Verkehr und Mobilität

Clean Sky 2 ist eine Initiative der Europäischen Kommission, welche die europäische Luftfahrt umweltfreundlicher gestalten soll. Ganz ähnlich hofft die Agenda Flightpath 2050, Flugreisen durch bessere Bodeninfrastrukturen auf vier Stunden verkürzen zu können. Der Plan Flightpath 2050 hat die Optimierung der Technologieentwicklung und Fertigung in der EU sowie die Senkung der CO2- und NOx-Emissionen um 75 % bzw. 90 % zum Ziel. Am wichtigsten für das EU-finanzierte Projekt AMTRAS ist die Zielstellung von Flightpath 2050, Forschung, Testanlagen und Weiterbildung zu priorisieren, um auf der Grundlage der Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschungsinstituten ein Netzwerk aus multidisziplinären Technologieclustern zu schaffen. Das Ziel des Projekts AMTRAS bestand in der Entwicklung adaptiver Prüfstände für die mechanische Prüfung neuer Flugzeugbauteile. Das Forschungsteam realisierte diese Prüfstände, sodass die Entwicklung neuer Flugzeugbauteile nun schneller und kostengünstiger erfolgen kann und die bisherigen Leistungen bei der technischen Entwicklung auf diesem Gebiet genutzt werden können.

Entwicklungserfolg: vier neue Prüfstände

„Einen sehr wichtigen Teil der Entwicklung eines neuen Flugzeugbauteils bildet der Messprozess innerhalb der mechanischen Prüfung. Deshalb ist es immer wichtiger geworden, neue Technologien zu untersuchen, die konventionelle Messgeräte ersetzen könnten“, erklärt Projektkoordinator Julio López. AMTRAS untersuchte die Implementierung der Technologie des maschinellen Sehens, bei der berührungslose Messungen zur Objekterkennung eingesetzt werden, um den Prozess des mechanischen Prüfens und Messens schneller und kostengünstiger zu gestalten. In Hinsicht auf die technisch anspruchsvolleren Teile der Entwicklung neuer adaptiver Prüfstände arbeitete AMTRAS mit Drittanbietern zusammen. Das Projekt entwickelte vier verschiedene Prüfstände und übernahm die Entwicklung in vier Phasen: Anforderungsdefinition, mechanisches Design und Simulationen mit der Finite-Elemente-Methode, Fertigung und Montage sowie Prüfungen. Das Forschungsteam führte verschiedene Validierungsprozesse für jede Phase durch und stellte alle Prüfstände fertig, bis Bereitschaft zur Durchführung mechanischer Prüfungen bestand.

Blick in die Zukunft

„Eines der wichtigsten und vielversprechendsten Ergebnisse ist unser Beleg der Eignung des maschinellen Sehens als Ersatz für die konventionellen Messverfahren, die für das mechanische Prüfen gebraucht werden“, betont López. Diese Technologie muss noch etwas länger reifen, bevor sie in größeren, komplexeren Prüfständen zum Einsatz kommen kann, aber das AMTRAS-Team zeigte sich bereits von der Wiederholbarkeit der Messungen beeindruckt. AMTRAS konnte den Zeit- und Kostenaufwand für die Anpassung veralteter und ungenutzter Prüfstände an die Entwicklung neuer Flugzeugbauteile reduzieren. Das Team stellte fest, dass sich die technischen Anstrengungen nun darauf konzentrieren können, die für neue Bauteile eingesetzten Werkzeuge mithilfe von Simulationen entsprechend der Finite-Elemente-Methode zu optimieren. Das Projekt verfolgt einen ehrgeizigen Geschäftsplan, um das im Projektverlauf hinzugewonnene Wissen und die neuen Erfahrungen zur Gründung eines Dienstes für Industriezweige zu nutzen, die auf hochpräzise Prüfverfahren angewiesen sind. Das Team geht davon aus, dass dadurch, dass die Prüflösungen nicht nur der Luft- und Raumfahrtindustrie, sondern auch dem Fahrzeug- und Energiesektor angeboten werden, innerhalb der nächsten fünf Jahre ein Gesamteinkommen von 3,75 Mio. EUR generiert werden kann.

Schlüsselbegriffe

AMTRAS, Prüfstände, Flightpath 2050, Flugzeugbauteile, Clean Sky 2, maschinelles Sehen

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