Schöner – und sicherer – fliegen
Die Sicherheit komplexer, in Luftfahrzeugen verwendeter, Strukturen wird üblicherweise während der Konstruktionsphase anhand von Untersuchungen zur Schadenstoleranz beurteilt. Während der Nutzung finden ebenfalls regelmäßig Untersuchungen statt. Automatisierte Techniken der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung (NDT, non-destructive testing) können die Inspektionskosten erheblich senken und es ermöglichen, potenzielle Gefahren mithilfe eines zustandsorientierten Wartungsplans leichter zu erkennen. Solch ein Plan umfasst eine ständige (statt periodische) Zustandsüberwachung anhand von Sensortechnologie und automatisierter Schadenserfassung. Das EU-finanzierte Projekt "Aircraft integrated structural health assessment" (AISHA) beurteilte die Verwendung von Ultraschall-Lamb-Wellen zum Erkennen einzelner struktureller Defekte an Luftfahrzeugbauteilen. In Kombination mit Signalauswertungsprozessen zur Bestimmung der verbleibenden Lebensdauer entwickelten die Wissenschaftler außerdem Technologie zum Erkennen der Betriebstüchtigkeit bzw. des Reparaturbedarfs. Die Forscher entwickelten eine Datenbank mit 22 Typen häufiger Luftfahrzeugstrukturbauteile (56 Materialien insgesamt) einschließlich ihrer Eigenschaften, Verschleißmechanismen bei verschiedenen Beladungszuständen sowie NDT-Techniken. Sie entwickelten ein innovatives Sender- und Empfänger-System für Lamb-Wellen, was die Erzeugung von Lamb-Wellen verschiedener Frequenzen für verschiedenste Arten von Defekten ermöglicht. Sie untersuchten und entwickelten automatisierte Techniken zur Signalanalyse, um einen genauen Zusammenhang zwischen den Überwachungsergebnissen und dem tatsächlichen baulichen Zustand sicherzustellen. So konnten sie Rückschlüsse auf die strukturelle Unversehrtheit, verbleibende Lebenszeit und den Reparaturbedarf ziehen. Die Wissenschaftler führten umfassende Tests unter realistischen Umgebungsbedingungen für die folgenden drei Luftfahrzeugbauteile durch: ein Hubschrauberteil aus Verbundwerkstoff, ein Hubschrauberteil aus Aluminiumlegierung und ein Slat Track (ein bewegliches Teil, das die für den Start zur Verfügung stehende Oberfläche variiert) aus Maraging-Stahl. Das integrierte System entdeckte zuverlässig Beschädigungen, lokalisierte die beschädigte Stelle und stellte die funktionelle Unversehrtheit während starker mechanischer Schwingungen sicher. Zusammenfassend entwickelte das AISHA-Projekt erfolgreich eine neuartige Technologie zur Überwachung von Luftfahrzeugen, mithilfe derer die strukturelle Unversehrtheit und zuverlässige Funktionsweise unter realistischen Bedingungen beurteilt werden können. Die Technologie ermöglicht die Schadenserkennung und -lokalisierung sowie die Beurteilung der verbleibenden Lebenszeit und des Reparaturbedarfs. Die Kommerzialisierung der Projektergebnisse verspricht also eine verbesserte Sicherheit europäischer Fluggesellschaften und mehr Vertrauen seitens der Verbraucher, was sowohl der Industrie als auch den Reisenden zugute kommt.
