RapidEF Enablers
Ein entscheidender und zeitaufwendiger Prozess in der Flugzeugentwicklung sind Großzellen-Ermüdungsversuche für Strukturbautele. Aktuell genutzte Regelungen für die hydraulischen Belastungseinheiten erlauben keine hohen Anregungsfrequenzen und bedingen somit lange Versuchslaufzeiten. Ziel von „Rapid EF Enablers“ ist es daher, die Anregungsfrequenzen durch eine Optimierung der Reglung zu erhöhen.
| Nutzen | Vorgehen |
|---|---|
| Unterdrückung unerwünschter dynamischer Effekte, die den Ermüdungsversuch verfälschen | Aufbau eines Hardware in the Loop Prüfstands |
| Verkürzung der Versuchslaufzeit bei der Entwicklung von Flugzeug-Strukturbauteilen | Entwicklung einer optimierten Regelung |
| Verkürzung der gesamten Flugzeugentwicklung | Erprobung und Validierung der Regelung in einem Vielkanalprüfstand mit realem Bauteil |
Im Förderverbundprojekt „Rapid EF Enablers“ wird eine Verkürzung der Flugzeugentwicklung auf 5 Jahre angestrebt. Ein entscheidender und zeitaufwendiger Prozess in der Flugzeugentwicklung sind Großzellen-Ermüdungsversuche für Strukturbauteile. Diese können bis zu 5 Jahre dauern. Die aktuell genutzte Regelung für die Ermüdungsversuche erlaubt im Schnitt lediglich Anregungsfrequenzen bis 1 Hz. Bei Erhöhung der Versuchsgeschwindigkeit treten ungewollte dynamische Effekte auf und verfälschen das Versuchsergebnis. Die Entwicklung einer optimierten Reglung durch das ifas, soll die Anregungsfrequenzen steigern und somit die Versuchslaufzeit verkürzen.
Hardware-in-the-Loop Prüfstand
Im ersten Arbeitspaket wird ein Hardware-in-the-Loop Prüfstand konstruiert. Dieser besteht aus einem Aktuator, einer Belastungseinheit zur hochdynamischen Aufprägung der Systemantwort und einem echtzeitfähigen Regelsystem. Belastungseinheit und Aktuator werden durch drei Zylinder realisiert, wobei einer der Zylinder für die Steuerung des Systems und die anderen beiden für die Abbildung des Reaktionsverhaltens des angeregten Bauteils genutzt werden. Am HiL-Prüfstand kann nun die optimierte Regelung entwickelt und getestet werden.
Vielkanalprüfstand
Durch den Projektpartner wird ein Vielkanalprüfstand mit bis zu fünf hydraulischen Aktuatoren entwickelt. In diesem wird ein existierendes schlankes Flugzeugbauteil eingespannt und die Regelung an diesem geprüft und validiert.
Verbundprojekt
Das hier vorgestellte Projekt entspricht dem Arbeitspaket 2 im Gesamtprojekt Rapid EF Enablers. Das Arbeitspaket 2 wird in Zusammenarbeit zwischen der Airbus Operations GmbH und dem ifas bearbeitet. Die Arbeitspakete 1 und 3 werden von denen unten genannten Verbundpartner bearbeitet.
| Airbus Operations GmbH |
| Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH |
| RWTH Aachen Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme |
| GOM GmbH |
| Hottinger Bruel & Kjaer GmbH |
| Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt |
| Institut für Zerstörungsfreie Prüfver-fahren der Fraunhofer Gesellschaft |
Danksagung
Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) innerhalb des Rahmenkonzeptes „LuFo VI-2“ gefördert und vom Projektträger Luftfahrtforschung im DLR e.V. (PT-LF) betreut. Das ifas bedankt sich herzlich bei allen Projektteilnehmern.