Drehmomentsensoren für die Flugsicherheit

Einsatz von kabellosen Drehmomentsensoren in Flugzeugprüfständen

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Die Luft- und Raumfahrtbranche ist für ihre hohen Sicherheitsstandards bekannt. Rund um Geräte und Dienstleistungen für die Prüfung von Flugzeugen und deren Subsysteme ist mittlerweile eine eigene, große Branche entstanden.

Flugzeuge sind beim Landen und Starten - vom Aufsetzen des Fahrwerks bis zum Rückschub der Triebwerke - enormen Belastungen ausgesetzt. Diese Belastungen können in schwierigen oder Notsituationen exponentiell ansteigen. Daher sind eine regelmäßige Prüfung und Zertifizierung aller relevanten Teile unerlässlich.

SGN Electrical in Sittingbourne, Kent, hat kürzlich zwei Prüfstände gebaut, einen für die Prüfung des Fahrwerks und einen für die Klappen des Leitwerks. Diese Prüfstände tragen dazu bei, dass transozeanische Verkehrsflugzeuge, die regelmäßig Hunderte von Passagieren transportieren, bei jedem Flug sicher und zuverlässig landen können.

SGN ist bekannt für sein Dienstleistungsangebot im Bereich Elektronik für die meisten Branchen im Südosten von Großbritannien, darunter auch die wichtigsten Flughäfen der Region. Hier sind "right time and right on time" der erwartete Standard - egal wie anspruchsvoll die Arbeit auch sein mag. Die Ingenieure verfügen über umfangreiche Erfahrung in der Inspektion und Prüfung, von kleinen Anlagen bis hin zu explosionsgefährdeten Bereichen in der Luft- und Raumfahrt sowie anderen Fachgebieten.

Ein Prüfstand testet die Kugelumlaufspindeln zum Heben und Senken der Leitwerksklappen. Das Rig simuliert den Hochgeschwindigkeitsluftstrom über dem Flugzeug während des Fluges und verwendet ein hydraulisches Stellglied, um eine kontrollierte, aber variierende Last auf die Kugelumlaufspindeln auszuüben. Der zweite Prüfstand dient zum Testen des Fahrwerks, indem es die Belastungen der Hauptgewindespindel beim Absenken und Aufsetzen der Räder simuliert. Dazu gehören die zusätzlichen Belastungen, die bei schlechtem Wetter auftreten können sowie die plötzlichen Stoßbelastungen bei einer Notlandung.

Das Hauptelement: der kabellose Drehmomentsensor

Beide Prüfstände verwenden als Hauptelement einen Drehmoment-Aufnehmer der Produktreihe „TorqSense“ der Firma Sensor Technology Ltd. in Banbury. Der Aufnehmer arbeitet mit einer berührungslosen Technologie, die reflektierte Radiowellen verwendet, um das Drehmoment in einer rotierenden Welle zu messen.

"Es ist nicht notwendig, bei jeder Benutzung des Rigs Zeit mit der Einrichtung von kniffligen Schleifringen zu verschwenden", erklärt Scott Nicholson von SGN. "Sie richten einfach den Messkopf auf den Prüfling und schon werden Echtzeitdaten gesammelt. Wir nutzen eine Standard-Sensoriksteuerung und die Ergebnisse werden sowohl auf einem digitalen Bildschirm angezeigt als auch für die spätere Analyse gespeichert."

Auf der Messwelle sind zwei metallische Kämme rechtwinklig zueinander aufgeklebt. Diese Kämme reflektieren die von der auf der Welle angebrachten Elektronik erzeugten Signale. Dabei wird das Signal von einem Kamm gestaucht und von dem anderen gestreckt. Die Veränderung des Signals ist proportional zum aufgebrachten Drehmoment.

"Mit TorqSense ist es einfach, einen Prüfstand zu bauen", sagt Scott, "aber viel wichtiger ist, dass die Tests damit schneller und einfacher sind. So können in einem bestimmten Zeitraum mehr Tests durchgeführt werden. Dies bedeutet wiederum, dass die Ergebnisse mehrfach überprüft werden können - was dem für die Flugsicherheit erforderlichen Betriebsverfahren entspricht."