Forscher von der AGH-Universität für Wissenschaft und Technologie Krakau arbeiten an piezoelektrischen Sensoren zur Überwachung der Abnutzung von Verbundstoffkomponenten in Flugzeugstrukturen.
Die Arbeit der Forscher von der AGH-Universität ist Teil eines Projekts, an dem mehr als ein Dutzend europäischer öffentlicher und privater Einrichtungen beteiligt sind und das darauf abzielt, die Lebensdauer der in Flugzeugen verwendeten Verbundwerkstoffe zu verlängern und dadurch die für ihre Herstellung erforderliche Energie zu sparen und die Umwelt zu entlasten.
Kohlenstofffaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe ersetzen zunehmend Metalle in Flugzeugstrukturen. Für die Verbundwerkstoffe spricht vor allem die Festigkeit, die mit der von Metallen vergleichbar ist, während sie gleichzeitig leichter sind, was sich in einem geringeren Kraftstoffverbrauch niederschlägt. Dies spart den Fluggesellschaften Geld und reduziert die Umweltbelastung durch den Flugverkehr, da weniger CO2-Emissionen entstehen.
Eines der Schlüsselelemente des Projekts ist die Überwachung der Verbundwerkstoffteile im Flugzeug, die laufend Daten über ihre Abnutzung während des Betriebs liefern wird. Die Wissenschaftler der AGH-Universität sind an diesem Teil des Projekts beteiligt und haben die Aufgabe, spezielle piezoelektrische Sensoren zu entwickeln, die in die Struktur der Verbundwerkstoffe integriert werden sollen. Um Veränderungen festzustellen, werden die Ingenieure Ultraschall verwenden.
„Wir werden versuchen, eine Welle von einem Punkt aus zu senden und an einem anderen zu empfangen. Die Eigenschaften einer solchen Welle werden durch die Wechselwirkungen mit der Struktur des Verbundwerkstoffes geprägt, in die sie auf dem Weg vom Empfänger zum Sender eintritt. Die Eigenschaften der Welle im Falle eines unbeschädigten Bauteils können entweder durch experimentelle Messungen oder anhand eines digitalen Modells bestimmt werden. Jede spätere Abweichung von diesem Muster kann auf eine Beschädigung der Struktur des Verbundwerkstoffes hindeuten”, erklärt Dr. habil. Ing. Paweł Paćko, Univ.-Prof., der auf der Website der Universität zitiert wird.
Arkadiusz Słomczyński