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Bessere Untersuchung von Flugzeug-Strukturelementen aus Verbundwerkstoffen

Flugzeug-Strukturelemente aus Verbundwerkstoffen unterliegen von ihrem Entwurf bis zu ihrer abschließenden Zertifizierung einer ständigen Verifizierung. Die umfassenden Testverfahren, die damit verbunden sind, sind zweifellos unverzichtbar, verursachen aber auch einen extremen Kosten- und Zeitaufwand. In einem europäischen Verbundprojekt hat man sich daher mit der Entwicklung und Validierung eines neuen Konzepts für eine kostengünstigere Verifizierung von Flugzeugstrukturen beschäftigt, mit der sich der Kosten- und Zeitaufwand für die Inspektions- und Testverfahren erheblich reduzieren lässt.

Industrielle Technologien

Zur Steigerung ihrer Wettbewerbsfähigkeit ist die europäische Luftfahrtindustrie gezwungen, ihre Kosten zu senken. Ein Schlüsselbereich für Kostensenkungen ist die Überprüfung von Verbundwerkstoffstrukturen, bei der für die unterschiedlichsten Zwecke wie z.B. die Werkstoffqualifikation, die Definition von Konstruktionsdaten sowie zur Kontrolle des statischen Verhaltens und der Materialermüdung zahlreiche Tests und Inspektionen durchgeführt werden müssen. Bei alledem ist es natürlich auch von großer Wichtigkeit, der übergeordneten Forderung nach einer Erhöhung der Qualität und Sicherheit der Strukturen gerecht zu werden. Motiviert durch diesen Sachverhalt, führte ein europäisches Gemeinschaftsprojekt mehrerer Firschungsinstitute und Industriebetriebe zur Entwicklung und Validierung eines kostengünstigen Verfahrens zur effizienten Entwicklung und Verifizierung von Verbundwerkstoffstrukturen (Efficient Design And Verification of COmposite Structures, EDAVCOS). Mit Unterstützung durch Experten für Fragen der Lufttüchtigkeit und auf der Grundlage der aus der Anwendung und Gültigkeit dieses Verfahrens abgeleiteten Ergebnisse gelang es dem Konsortium, ein neues, verbessertes und kostengünstiges Verifizerungsverfahren für Verbundwerkstoffstrukturen vorzuschlagen. Das entwickelte Verfahren wurde an zahlreichen typischen Flügel- und Rumpfstrukturen wie z.B. Sandwichplatten, Aussteifungen, Stegen und geschraubten Verbindungen angewandt. In den gut instrumentierten Tests wurden an den Prüfmustern auch Fehleranalysen durchgeführt. Die bei diesen Analysen gewonnenen wertvollen Informationen über Ausfallarten wurden zur weiteren Verbesserung des Verfahrens genutzt. Das neue Verifizerungsverfahren, dessen Leistungsfähigkeit sich in den Projektergebnissen dokumentiert, gestattet nicht nur ein kostengünstiges und zügiges Testen von Strukturen, sondern ist auch ein neues Hilfsmittel bei der Untersuchung von Ermüdungserscheinungen, Aufprallschäden und Umwelteinflüssen. Aus diesem Grund ist es auch hervorragend in anderen Industriezweigen einsetzbar, in denen Verbundmaterialien verarbeitet werden. Speziell in der Luftfahrtindustrie dürften die Projektergebnisse für die angewandten luftfahrttechnischen Technologien wegen der erzielbaren Kosteneffizienz, Gewichtsreduktion und Sicherheit von großem Wert sein.

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