Neue Dimension bei der Strukturüberwachung von Flugzeugteilen

Den Darmstädter Ingenieuren ist es gelungen, große CFK-Teile zu entwickeln, zu bauen und mit einer Last von zwanzig Tonnen zu testen. Damit stößt das Institut bei der Strukturüberwachung in neue Dimensionen vor.

Die Luftfahrt wird umweltfreundlicher: Treibstoffverbrauch, Schadstoffemissionen und Lärm sollen dank innovativer Technologien sinken. Dazu entwickeln Fraunhofer-Forscher im EU-Projekt „Clean Sky“ neuartige Rumpfstrukturen mit strukturintegrierten Funktionen. Die gezeigten Panels enthalten mehrere Sensoren zur Überwachung der Strukturen, unter anderem sind Akustiksensoren appliziert und optische Dehnungssensoren in das Panel integriert.

Die Entwicklung, Fertigung und Prüfung von Prototypen aus Faserverbundwerkstoffen auch mit besonderen Technologien wie der Funktionsintegration von Sensoren ist eine Domäne des Fraunhofer LBF. Die Entwicklungskette umfasste im Falle der Ausstellungsstücke die Auslegung der Struktur mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), die Detailkonstruktion und Zeichnungsableitung mit CAD, die Konstruktion von Formwerkzeugen und Einspannungen sowie die prototypische Fertigung der Panels mit strukturintegrierten faseroptischen Dehnungssensoren und Sensoren zur Impact-Schadenserkennung.

Fraunhofer LBF entwickelt neues Steckerkonzept

Erstmals wurde ein am Fraunhofer LBF entwickeltes innovatives Steckerkonzept für in Faserverbundwerkstoffen integrierte faseroptische Sensoren in einem seriennahen Fertigungsprozess eingesetzt. Die Panels wurden zerstörungsfrei geprüft mit Lock-In-Thermographie, Ultraschall, Röntgentechnik und zerstörend mit Impact- sowie Ermüdungs- und Restfestigkeitsversuchen.

Am Messestand zeigen die Fraunhofer-Ingenieure ein geprüftes Panel und ein ungeschädigtes Panel. Am funktionstüchtigen Exponat können Besucher ausprobieren, wie die Glasfaser-Dehnungssensoren auf die Belastung des Panels reagieren und dies graphisch am Bildschirm dargestellt wird.

Das Fraunhofer LBF entwickelt, bewertet und realisiert mit ganzheitlicher Kompetenz in Betriebsfestigkeit, Adaptronik, Systemzuverlässigkeit und Kunststoffen unter Leitung von Professor Holger Hanselka gemeinsam mit dem assoziierten Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM an der TU Darmstadt im Team von rund 450 Mitarbeitern maßgeschneiderte Lösungen für alle Sicherheitsbauteile – vom Werkstoff bis zum System, von der Idee bis zum Produkt. Automobil- und Nutzfahrzeugbau, Schienenverkehrstechnik, Schiffbau, Maschinen- und Anlagenbau, Luftfahrt, Energietechnik und andere Branchen nutzen die ausgewiesene Expertise und modernste Technologie auf mehr als 11 560 Quadratmeter Labor- und Versuchsfläche an den Standorten Bartningstraße und Schlossgartenstraße.

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