Herausforderungen an adaptiven Leichtbau für strukturdynamische Probleme großer Verkehrsflugzeuge

Kurzfassung

Die europäische Luftfahrtindustrie ist dabei ihre Produktpalette hinsichtlich von Verkehrsflugzeugen großer Kapazität und Reichweite auszuweiten. Strukturdynamisch sind diese Flugzeuge durch eine hohe modale Dichte im tiefen Frequenzbereich, d.h. von vielen eng benachbart liegenden Eigenschwingungen bei tiefen Frequenzen, gekennzeichnet. Dies führt zu Problemen, die besondere Herausforderungen an adaptiven Leichtbau stellen. Schon die genaue Identifizierung der strukturdynamischen Eigenschaften stellt nicht nur hohe Anforderungen an die Versuchstechnik, sondern auch an Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ergebnisse. Darüber hinaus verlangt die Industrie deutlich verkürzte Versuchszeiten der notwendigen Schwingungsuntersuchungen für die Musterzulassung der Prototypen. Der Vortrag zeigt Lösungen in Sensorik, Aktuatorik und Signalverarbeitung für die experimentelle strukurdynamische Identifikation. Die in den letzten zwei Jahren entwickelte und in mehreren Großversuchen erprobte Teststrategie wird skizziert. Beispielhafte Ergebnisse aus Schwingungsuntersuchungen des letzten Jahrs werden präsentiert. Die Identifizierung und Beschreibung struktureller Nichtlinearitäten im Standschwingungsversuch werden dargestellt und an Beispielen von Großflugzeugen erläutert. Auf die Korrelation der Messergebnisse mit numerischen Resultaten wird eingegangen. Aktuelle strukturdynamische Probleme, die sich im Rahmen der Musterzulassung der neuesten Prototypen ergaben, werden benannt und analysiert. Schließlich werden an einem Beispiel Lösungsansätze der adaptiven Beherrschung in verschiedenen Varianten entwickelt und erörtert.