Als een haarscheurtje in de wand van bijvoorbeeld een vliegtuig langere tijd onopgemerkt blijft, kan het gemakkelijk groter worden en mensenlevens in gevaar brengen. Daarom valt elke component onder internationale onderhoudsreglementen. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) in Darmstadt hebben een sensorsysteem ontwikkeld waarmee technici continu de toestand van een vliegtuig kunnen bewaken en elke schade in een vroeg stadium waarnemen.
De romp van elk vliegtuig moet iedere 15 tot 18 maanden, afhankelijk van het type toestel, nauwkeurig geïnspecteerd worden. Voor inspectie van de romp moeten technici vaak het interieur van een vliegtuig demonteren. Dit is een tijdrovend dus dure klus omdat de machine dan een aantal dagen stilstaat in de hangar.
Het door Fraunhofer IFF ontwikkelde systeem is gebaseerd op sensoren met piëzokristallen op de vliegtuigromp, die in een netwerk zijn verbonden. Het speciale aan deze sensoren is, dat ze beginnen te oscilleren als er een elektrische spanning op wordt aangesloten en zelf spanning opwekken als er druk op wordt uitgeoefend. De wetenschappers maakten gebruik van beide effecten: terwijl één piëzo-element trillingen in de romp opwekt, meten de andere elementen de reacties in de romp.
Andere frequenties
“We hebben het trillingsgedrag van beschadigde delen in een vliegtuigromp onderzocht en vergeleken met delen die in goede staat waren,” verklaart LBF projectleider Dirk Mayer. “Als een component defect is, oscilleert het – na aansturing door het piëzokristal – op een andere frequentie dan wanneer de component intact is. Net zoals een gebroken glas anders klinkt na een tik met de nagel.” Op deze wijze kunnen de onderzoekers nauwkeurig fouten natrekken en de ontwikkelingen volgen, of het nu vermoeidheidsscheurtjes zijn in de romp of vleugels, of klinknagels of andere verbindingsdelen die losraken. Deze observatievorm is dan ook bekend als ’structual health monitoring’ (SHM).
“Met behulp van dit systeem kan elke schade achter bekleding en op moeilijk bereikbare plaatsen snel en gemakkelijk worden ontdekt. Hierdoor ontstaan besparingen op onderhoudstijd en inspectiekosten”, aldus Mayer. De onderzoekers hebben testen uitgevoerd op een deel van de romp in het laboratorium en gaan nu de nieuwe technologie met standaardcomponenten invoeren. Het systeem zal dan ook bruikbaar zijn voor gebruik in voertuigfabricage, bij motoren en in landbouwconstructies.
