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Projektstart "PropCMS"

Ziel dieses neuen Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Realisierung eines Prototypen für ein On- und Offline-Überwachungssystem von Verbundstrukturen, um Strukturschwächungen durch Krafteinwirkung auf Rotorblätter für Propellerflugzeuge in einem möglichst frühen Stadium zu erkennen. Eingesetzt werden soll dieses Condition-Monitoring-System (CMS) zunächst in den Rotorblättern von Luftfahrzeugen. Es soll jedoch so konzipiert werden, dass ein späterer Einsatz in anderen Propellersystemen wie z. B. Windkraftanlagen oder Schiffsantrieben möglich ist.

Die vier Projektpartner des neuen Projektes PropCMS – Fehlerdiagnostik für Propeller und Rotorblätter auf der Basis von Piezosensoren, trafen sich am Dienstag, 10. November 2009 in Straubing zum Kick-Off-Meeting.

Die beteiligten Partner AMITRONICS Angewandte Mikromechatronik GmbH, MT Propeller Entwicklung GmbH, SWAC Schmitt-Walter Automation Consult GmbH sowie die Hochschule Landshut stellten dem Projektträger VDI/VDE-IT die ersten Schritte vor. Das Projektvolumen beläuft sich auf 1,6 Mio. EURO und wird vom VDI/VDE-IT und EFRE - Europäischer Fond für regionale Entwicklung gefördert. Die Realisierung des Projektes ist bis zum 30. Juni 2012 geplant.

Das Projekt findet unter Federführung von Prof. Dr. Helmuth Gesch (Hochschule Landshut, Fakultät Elektrotechnik/Wirtschaftsingenieurwesen) statt, die Durchführung  wird von Prof. Anton Harasim – Leiter des Labors Hybridtechnik betreut. Wissenschaftlicher Mitarbeiter ist Herr M. Eng. Josef Leschik, der mit diesem Thema an der TU Ilmenau bei Prof. Dr. Jens Müller promoviert.

Hervorgegangen ist das Projektthema aus dem Cluster Mikrosystemtechnik der Hochschule Landshut, in dem die Projektpartner AMITRONICS sowie SWAC Mitglieder sind.

Das CMS soll die Belastungen des Propellers im Betrieb kontinuierlich aufzeichnen und eventuelle Strukturveränderungen durch eingebaute Sensoren erkennen. Das vorrangige wirtschaftliche Ziel ist es, die Wartungsintervalle mit Hilfe des CMS zu verlängern und damit von der turnusgemäßen zur zustandabhängigen Wartung und Instandhaltung über zu gehen. Statt wie bisher nach festen Zeitintervallen soll in Zukunft ein Propellersystem nur noch dann ausgetauscht und aufgearbeitet werden, wenn dies durch degenerative Prozesse im Material geboten ist. Dadurch lassen sich immense Material-, Wartungs-, Instandhaltungs- und Ausfallkosten von hochwertigen Maschinen, Anlagen und Systemen einsparen.
Gleichzeitig soll das CMS auch die Sicherheit im Flugverkehr erhöhen, weil es Strukturschwächungen auch vor Ablauf des Wartungsintervalls zuverlässig erkennt.

Das Entwicklungsvorhaben beinhaltet die technologische und elektronische Anpassung von piezoelektrischen Sensor- und Aktor-Elementen auf der Basis von piezokeramischen Faserkompositen (MFC = Macro Fiber Composite) und der entsprechenden Elektronik zur Signalkonditionierung. Weitere Aspekte des Vorhabens sind die mikrosystemtechnische Integration dieser Elemente durch Einlaminieren in das Rotorblatt, die drahtlose, telemetrische Datenübertragung sowie die Aus- und Bewertung der Daten an einem weiter entfernten Ort, Zuverlässigkeitsuntersuchungen am Boden und unter Flugbedingungen.

Weitere Aspekte des Entwicklungsziels umfassen folgende Bereiche: 

  • Integration von Sensor-/Aktor-Elementen, die den in der Luftfahrt geforderten Zuverlässigkeits- und Sicherheitsstandards genügt

  • Erkennen von unterschiedlicher Arten von Strukturschäden (u.a. Risse, Klebestel-lendefekte, Abplatzungen)

  • exakte Lokalisierung der Schadensstelle durch Einsatz mehrerer Sensoren

  • Möglichkeit der Nachrüstung in bestehende Anlagen

  • einfache Auswertung, z.B. durch visuelle Darstellung der Problembereiche

  • Aufbau eines Prototypen, Tests im flugfähigen System

  • Luftfahrtrechtliche Zulassung


Projektpartner:

(Verlinkung extern)

 Projektträger:

 
 
 
 
 
 
 
 

 
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