Intelligente Werkstoffe - sicherere Flugzeuge
Viele Materialien verändern sich in Reaktion auf Reize; sie schrumpfen zum Beispiel bei fallenden Temperaturen und dehnen sich beim Erhitzen aus. Der Unterschied zu den wirklich smarten Materialien liegt hier in der Größenordnung der Reaktion. Eine viel heftigere Reaktion bedeutet aus ingenieurwissenschaftlicher Sicht eine Menge Gutes - etwa ein abstimmbares Band, in welchem man einen vorgegebenen Eingabewert mit größerer Genauigkeit mit einem bestimmten Ausgangswert verknüpfen kann, oder auch eine große Eigenschaftsveränderung, ohne dass ein enormer Eingangswert erforderlich wäre, um nur einiges zu nennen. Intelligente Werkstoffe werden mit Erfolg zur Reduzierung von Geräuschen und Schwingungen eingesetzt. Das Artima-Projekt ("Aircraft reliability through intelligent materials application") wurde ins Leben gerufen, um auf den letzten 20 Jahren Forschung im Bereich intelligente Materialien aufzubauen und einen monumentalen Fortschritt in der Echtzeit-Zustandsüberwachung von Strukturen (Structural Health Monitoring, SHM) für Flugzeuge zu realisieren. Das Projekt konzentrierte sich insbesondere auf die Anwendung intelligenter Materialien zur Schwingungskontrolle (und damit zur Geräuschminderung und zur Reduzierung von Schwingungsermüdung an Bauteilen) sowie zur Erkennung potenzieller oder existierender Materialschäden. Beides hat das Ziel, die Zuverlässigkeit von Flugzeugen zu steigern und gleichzeitig die Wartungskosten zu senken. Derzeit erfolgt die Flugzeugwartung weitgehend fehlerbehebend oder wird bestenfalls zu bestimmten Zeitpunkten durchgeführt. Ein Ersetzen der fehlerbehebenden oder terminierten Wartungsarbeiten durch kontinuierliche Überwachung an Bord würde vorausschauende und proaktive Wartungsmaßnahmen, deutliche Verbesserungen der Sicherheit bei gleichzeitiger Reduzierung der Wartungskosten und der entgangenen Gewinne aufgrund von Annullierungen und Verspätungen ermöglichen. Das Artima-Projekt testete die vielversprechendsten Materialien und Methoden an großen Bauteilen wie dem Jetkörper oder Rumpf aus Metall, Rotorblättern und einem aktiven Flügel eines unbemannten Luftfahrzeugs. Dieses Projekt war somit ein letzter Anstoß, um realistische, industriell anwendbare Lösungen für die Luftfahrtsicherheit unter Nutzung modernster intelligenter Materialien und Technologien bereitzustellen. Die Resultate des Artima-Projekts in Bezug auf die Zustandsüberwachung von Strukturen werden voraussichtlich die Sicherheit wesentlich erhöhen und gleichzeitig eine erhebliche Senkung der Betriebs- und Wartungskosten Realität werden lassen. Außerdem sollten die Ergebnisse hinsichtlich Schwingungskontrolle und Geräuschminderung in noch größerem Maße Sicherheit und Passagierkomfort verbessern. Ein Plus an Komfort und Sicherheit für europäische Flugzeuge bedeutet letztlich einen Wettbewerbsvorteil für die europäische Luft- und Raumfahrtindustrie in Bezug auf Konstruktion und Fertigung sowie die Zufriedenheit und das Vertrauen der Verbraucher.
