Um das Gewicht von Flugzeugen weiter zu reduzieren, greifen Konstrukteure vermehrt zu kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffteilen (CFK). Entscheidend ist es, die Zuverlässigkeit dieser Komponenten im Flugbetrieb nachzuweisen. Dank eines neuartigen Strukturüberwachungssystems für eine Flugzeug-Rumpfstruktur hat nun das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Zusammenarbeit mit 2 weiteren Fraunhofer-Instituten diesen Nachweis erbracht. Im Rahmen des europäischen Luftfahrtforschungsprojekts Clean Sky entwickelten sie ein Messkonzept, das in einem Flugzeugrumpf installiert und erprobt wurde. Mithilfe von optischen Messfasern und pie-zo-basierten Sensoren konnten die realen Lasten in großer Höhe ermittelt und die Struktur überwacht werden. Basierend auf diesen Ergebnissen ist es nun möglich, Komponenten zu optimieren und damit Gewicht zu sparen. Darüber hinaus können diese Leichtbauteile auch länger in Betrieb bleiben. Mit einem speziellen Messaufbau überwachten Forscher des Fraunhofer LBF, Darmstadt, den Rumpf eines Flugzeugs, um das Verhalten großer CFK-Strukturen während des Flugs zu untersuchen. Als Testflugzeug diente ein Mittelstreckenmodell für etwa 70 Passagiere. Ziel der Messungen war es, robuste Daten zu erhalten, die mit den theoretischen Berechnungen der Flugzeughersteller über das Verhalten von CFK-Großstrukturen verglichen werden können, um damit zukünftig solche Bauteile effizienter auszulegen. Dazu wurde der Flugzeugrumpf in einem Bodentest einer zyklischen Innendruckbelastung sowie mehreren Flugtests in unterschiedlichen Flughöhen unterzogen. Mit dem wiederholten Aufblasen des abgeschlossenen Rumpfs am Boden wurde die Ausdehnung der Struktur in großer Flughöhe bei konstanter Temperatur simuliert, um die Einflüsse der Kälte auszuschließen, die in großen Höhen zusätzlich auf die Struktur einwirken.
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