Systeme zur Strukturüberwachung (Structural Health Monitoring – SHM) können Bauteile im Betrieb kontinuierlich auf Schädigungsereignisse und -fortschritt überprüfen. So können unerwartete Schadensereignisse bewertet und angepasste Wartungs- und Reparaturmaßnahmen abgeleitet werden.
Auf diese Weise können zum Beispiel die Verfügbarkeit von Flugzeugen erhöht sowie die Wartungskosten reduziert werden.
Perspektivisch besteht auch die Möglichkeit, durch die Reduktion von Sicherheitsfaktoren Luftfahrtstrukturen leichter zu bauen und damit den Ausstoß von Emissionen zu reduzieren.
Ein SHM-System besteht aus einem Netzwerk von dauerhaft angebrachter Sensorik, Aktuatorik sowie aus Hard- und Softwarekomponenten zur Signalanregung, -verarbeitung und -analyse. Gemessen wird mittels geführter Ultraschallwellen, die die Struktur angeregen. Die Wellen breiten sich großflächig in der Struktur aus und interagieren mit Schäden. Anhand verschiedener Interaktionsmechanismen lassen sich Rückschlüsse auf Schadensort, -art und -größe ziehen.
Die zentrale Fragestellung der Forschenden am DLR war, inwieweit sich durch den Flugbetrieb erzeugte Signalstörungen – beispielsweise Grenzschichtströmungen oder Triebwerksschwingungen – negativ auf die Schadensdetektion auswirken. Im Rahmen der Flugversuche wurden SHM-Messungen in unterschiedlichen Flugzuständen und -manövern durchgeführt: für Geradeausflüge, Schiebeflüge und Kurvenflüge von 45° bis 60° Neigung in Höhen von 12.000 und 20.000 Fuß bei jeweils 180 und 300 Knoten. Damit steht jetzt ein einzigartiger Datenschatz zur Verfügung, der über viele Jahre als Basis für die Entwicklung und Erprobung von SHM-Algorithmen genutzt werden kann.
Bild oben: Vom Labor in die Anwendung – Strukturüberwachung im Flugversuch (Quelle: DLR)
Quelle und weitere Infos: Blogbeitrag
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