Fordon
Forskare stresstestar kompositplan
Detta regionalflygplan för ca 70 passagerare har en taksektion (orange) på 5 x 3 meter i kolfiberkomposit. På denna har forskarna testat påfrestningar med hjälp av fiberoptiska instrument. Foto: Alenia Aermacchi
Hur beter sig kolfiberkompositer som används i flygplan vid olika påfrestningar i luften. Mätningar med fiberoptiska instrument ger svaret.
Flygplansdelar tillverkade av kolfiberkompositer beter sig annorlunda än delar som tillverkas av aluminium vid de olika påfrestningar som ett flygplan utsätts för under flygningen. Men exakt vad som händer är inte studerat i detalj.
Inom ramen för EUs forskningsprojekt Clean Sky har Fraunhoferinstitutet LBF i Darmstadt tagit fram testutrustning baserad på fiberoptik för att studera hur komponenter av kolfiberkompositer beter sig vid flygning.
Forskarna Conchin Contell Asins och Oliver Schwarzhaupt kom fram till att de töjningsgivare som används för att mätningar på metallföremål inte var användbara, eftersom de baseras på skillnader i elektriskt motstånd vid deformationen och noggrannheten blir för dålig.
De mätte förändringar i en fem gånger tre meter lång taksektion av fiberkomposit i flygkroppen som sträcker sig från cockpit till vinginfästningen på ett högvingat plan. Det är en del som belastas mycket under flygning.
De tunna glasfiberna monterades utmed komponenten på planets insida. Med hjälp av en speciell programvara har flygdata som höjd, hastighet och manövrer kunnat köras ihop med mätdata från fiberoptiken.
Forskarna kunde sedan se den exakta deformationen i kolfiberpanelen för olika manövrer som planet utförde. Data från töjningsgivarna kunde omvänt exakt visa hur planet hade navigerat under provturerna.
Genom att noggrant mäta hur kompositdetaljer uppför sig vid verklig flygning kan tillverkarna optimera så att inte för mycket material används. Idag beräknas för säkerhetsskull materialet i överkant, men detta ger i många fall onödigt tunga komponenter.
Flygplanstillverkare kan nu analysera resultaten i JTI Clean Sky Green Regional Aircraft Platform inom ramen för EUs sjunde ramprogram. Genom att optimera kompositkomponenterna i flygplanet kan onödigt material sparas in, vilket betyder lägre bränsleförbrukning.
