Überwachung von Flugzeugflügeln während des Fluges
Die Reflektometrie ist eine optische Technik zur Berechnung der Form von reflektierenden Oberflächen auf der Grundlage der Verformung eines vordefinierten Musters. Der Messaufbau unterstützt die Montage auf Flugzeugflügeln ohne Beeinträchtigung der aerodynamischen oder strukturellen Eigenschaften. Aufgrund der geometrischen Einschränkungen bei der Flugzeuginstallation muss die Reflexion unter einem kleinen Winkel gemessen werden. Die Forscher des EU-finanzierten Projekts WING REFLECTOMETRY (In-flight monitoring of wing surface with quasi tangential reflectometry and shadow casting) nutzten ein Infrarot-Flash-System, um zusätzliche Einschränkungen zu überwinden. Flügel mit laminarer Strömung haben eine spezifische Krümmung. Darüber hinaus gibt es nur wenig Platz, um Komponenten wie Kameras, Steuerungen und Beleuchtungen zu integrieren. Und jüngste Entwicklungen bei der Flugzeuglackierung fordern die Anwendung der Reflektometrie noch weiter heraus. Die Fähigkeiten des Systems von WING REFLECTOMETRY wurden in zwei Testkampagnen bewiesen. Darüber hinaus wurde es an einem Flügel-Mock-up in vollem Maßstab getestet, mit dem gezeigt werden soll, dass Reflektometrie eine machbare Lösung ist. Die erreichte Auflösung ist deutlich besser als der erforderliche Grenzwert von 0,02 mm. Die Projektmitglieder konnten winzige Deformationen unter Verwendung von Niedrigwinkel- und quasi-tangentialer Reflektometrie messen, während Oberflächenschritte mit digitaler Photogrammetrie auf gegossenen Schatten gemessen wurden. Die Kombination beider Methoden erlaubte Messungen während des Fluges ohne Beeinträchtigung der aerodynamischen Eigenschaften des Flügels. Insbesondere bestätigten die Forscher zunächst die Möglichkeit, lokale Verformungen auf der Flügeloberfläche mit Reflektometrie und einem statischen Referenzmuster zu messen. Für die Validierung von Datenanalyse-Software und Hardware-Architektur, folgten Tests am Labor-Setup weiteren Tests am Flügel-Mock-up. Das Flügel-Mock-up erlaubte dem Team von WING REFLECTOMETRY, das neue optische System in mehreren Konfigurationen zu testen. Um den Betrieb in großer Höhe und unter Unterschreitung der Reisegeschwindigkeiten zu kontrollieren, wird die Ausrüstung an dem bahnbrechenden Laminarflugzeug-Demonstrator in Europa (BLADE) eingesetzt.
Schlüsselbegriffe
Reflektometrie, Laminarströmungsflügel, WING REFLECTOMETRY, Infrarot-Blitz, digitale Photogrammetrie
