Testing

Mit ARAMIS bereit zum Abheben

Die berührungslose 3D-Bewegungs- und Verformungsanalyse von GOM ist im Testlabor von Airbus Helicopters nicht mehr wegzudenken.

Vollelektrisches autonomes Fliegen klingt nach Zukunftsmusik, doch beim langjährigen GOM Kunden Airbus Helicopters war Innovation schon immer eine treibende Kraft. Der weltgrößte Helikopter-Hersteller entwickelt neben konventionell betriebenen Hubschraubern auch solche mit elektrischem Antrieb. Diese Multikopter sind für den Einsatz in urbaner Umgebung ausgelegt – beispielsweise als kompakte und nachhaltige Lufttaxis für die City von morgen. Das optische 3D-Messsystem ARAMIS von GOM trägt dazu bei, diese und andere Visionen in die Realität umzusetzen.

Zwei Hochleistungssysteme in einer gemeinsamen Testumgebung

Herzstück der Testumgebung bei Airbus Helicopters ist das Mess- und Regelsystem GeMCoS (General Measurement and Control System). Es regelt das Einbringen der Lasten und erfasst die auftretenden Verformungen ursprünglich nur anhand von taktilen Dehnungsmessstreifen oder Wegaufnehmern.

Parallel dazu verwendet das Messlabor optische 3D-Messtechnik von GOM. Im Fall der Bauteilprüfung kommt ein mit zwei 12-Megapixel-Kameras ausgerüsteter ARAMIS SRX mit der Software ARAMIS Professional zum Einsatz.

Deformationen im Sub-Millimeterbereich online überwachen

Wenn nur wenige Messpunkte geprüft werden müssen, funktioniert der Einsatz eines konventionellen Wegaufnehmers gut. Um komplexe Strukturen und viele neuralgische Messpunkte zu erfassen, wie es in der Testumgebung bei Airbus Helicopters der Fall ist, ist die optische Messung mit ARAMIS unschlagbar.

Mit dem ARAMIS System kann die Wegverformung in drei Dimensionen mit vergleichsweise geringem Aufwand – und in Echtzeit – gemessen werden. Damit ist das System auch für die Grenzwertüberwachung geeignet. Im Falle eines unvorhergesehenen Verlaufes kann der Versuch rechtzeitig abgeschaltet werden. Das Risiko, teure Prototyp-Prüflinge ungewollt zu zerstören, wird dadurch erheblich gesenkt.

Die passende Schnittstelle wurde gemeinsam entworfen

Obwohl die konventionellen Messkanäle von GeMCoS und die von ARAMIS erzeugten Bilder grundverschiedene Datenquellen darstellen, müssen beide Messsysteme zusammenarbeiten. Die punktbasierten 3D-Daten aus ARAMIS werden dabei in GeMCoS übertragen. Anstelle der üblichen 10 - 20 Kanäle liegen dort jetzt 300-350 zusätzliche Messkanäle an.

Das als Schnittstelle zwischen beiden Systemen fungierende Datenstreaming beruht auf einer gemeinsamen Entwicklung von Airbus Helicopters und GOM. Die große Herausforderung lag dabei darin, die Systeme so zu synchronisieren, dass bei dynamischen Versuchen eine Online-Messung mit möglichst geringer Zeitverzögerung stattfinden kann. Dabei spielen sowohl die kurzen Belichtungszeiten des optischen Systems als auch die schnelle Datenverarbeitung und -übertragung eine Rolle.

Multikopter-Demonstrator

Das auffälligste Merkmal des visionären Lufttaxis sind die vier von Mantelringen umgebenen Doppelrotoren. Jeder dieser Ringe hat einen Durchmesser von rund drei Metern, kommt aber dank Leichtbauweise und Kohlefaser nur auf etwa 20 Kilogramm Gewicht. Dank ihrer aerodynamischen Eigenschaften verleihen sie dem Multikopter während des Flugs den nötigen Auftrieb. Dass zwischen den Propellerspitzen und dem inneren Rand eines Rings nur wenige Millimeter Abstand liegen, lässt erahnen, mit welcher Sorgfalt das Schwingungsverhalten einer solchen Komponente geprüft werden muss.

Helicopter Testing

Hubschrauber zu konstruieren gehört durch das äußerst schwer zu berechnende Schwingungsverhalten zu den schwierigsten Aufgaben in der Luftfahrt. Die Produktentwicklung von Airbus Helicopters lässt deshalb alle neuen Bauteile im hauseigenen Testlabor in Donauwörth auf ihre Flugtauglichkeit überprüfen. Hier werden Komponenten vom Außenflügel an den Tragflächenenden, dem so genannten Winglet, bis zum vollständigen Rumpf hydraulisch belastet und so die Einwirkungen typischer Flugmanöver simuliert.

Über Airbus

Airbus ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Luft- und Raumfahrt sowie den dazugehörigen Dienstleistungen. Der Umsatz betrug € 70 Mrd. im Jahr 2019, die Anzahl der Mitarbeiter rund 134.000. Airbus bietet die umfangreichste Verkehrsflugzeugpalette. Das Unternehmen ist europäischer Marktführer bei Tank-, Kampf-, Transport- und Missionsflugzeugen und eines der größten Raumfahrtunternehmen der Welt. Die zivilen und militärischen Hubschrauber von Airbus zeichnen sich durch hohe Effizienz aus und sind weltweit gefragt.

GOM Acceptance Test

Auf Basis von VDI-Richtlinien hat GOM 2019 den GOM Acceptance Test für ARAMIS entwickelt. Der GAT zertifiziert die Leistungsfähigkeit der Bildkorrelationssysteme und wurde bereits fest in den Abnahmeprozess der meisten ARAMIS Sensoren integriert.