Beschleunigte Integritätsprüfung von Fanschaufeln mit ARAMIS

Durch Wartung, Reparatur und Überholung von Flugzeugen (MRO bzw. „Maintenance, Repair and Overhaul“) ist sichergestellt, dass Flugzeuge während ihrer gesamten Lebensdauer stets einen sicheren Flugbetrieb leisten können. Ein wesentlicher Bestandteil jedes Wartungsprogramms für Flugzeuge ist die Reparatur und Überholung von Triebwerken.

Insbesondere Fanschaufeln moderner Flugzeugturbinen müssen während ihrer Lebensdauer extremen Betriebsbedingungen standhalten. Um ein Höchstmaß an Sicherheit zu gewährleisten, werden die Fanschaufeln kontinuierlich auf ihre Unversehrtheit überprüft. Darüber hinaus sind Fanschaufeln Blitzeinschlägen, Eis und Vogelschlägen ausgesetzt. Solche Zwischenfälle lösen die sogenannte „lange Wartungsinspektion“ aus, bei der defekte Fanschaufeln identifiziert und ausgetauscht werden müssen. Dieses Verfahren ist kostspielig und zeitaufwendig, da es die vollständige Demontage der Turbine umfasst. Während der Inspektion des Triebwerks muss eine teure Austauschturbine das Flugzeug in Betrieb halten. Natürlich wollen Fluggesellschaften die Ausfallzeiten ihrer Flugtriebwerke auf ein Minimum reduzieren.

Eine schnelle Inspektion der einzelnen Fanschaufeln, ohne die gesamte Turbine demontieren zu müssen, würde viel Zeit und Geld sparen. Stellen Sie sich vor, der Servicetechniker könnte an jeder Fanschaufel eine Messung durchführen und schnell den Zustand des Bauteils bestimmen: Ist die Fanschaufel sicher für den Flugbetrieb oder nicht?

Hier kommt der 3D-Testing-Sensor ARAMIS von ZEISS ins Spiel. Mithilfe der Punkt-Tracking-Technologie von ARAMIS kann die Reaktion der Fanschaufel auf den Hammerschlag ausgewertet und zur Berechnung der ODS (Betriebsschwingformen) der einzelnen Fanschaufeln herangezogen werden. Der Vergleich der tatsächlich gemessenen Betriebsschwingformen mit den simulierten Eigenschwingformen oder dem tatsächlichen Zustand aus früheren Messungen der Fanschaufel ermöglicht Rückschlüsse auf die Integrität des Bauteils. Wenn ein Unterschied zwischen gemessener und simulierter Eigenschwingform oder eine vollständige Änderung der charakteristischen Resonanzen (z. B. über die Lebensdauer) festgestellt wird, dann kann es sein, dass sich irgendwo an der Laufschaufel ein Riss befindet, sodass diese ausgetauscht werden muss.

ZEISS hat eine Studie an einer einzelnen Fanschaufel durchgeführt, um die allgemeine Anwendbarkeit des Konzepts zu beweisen. Schauen wir uns die Schritte dieses Prozesses einmal genauer an.