HBM-Dehnungsmessstreifen an Bord: Bei der Typenzertifizierung des Airbus A350 XWB

Mit dem A350 XWB bringt Airbus ein Großraumflugzeug an den Start, das neue Maßstäbe in puncto Treibstoffersparnis und Umweltfreundlichkeit setzt.

Dabei spielt die am Ende der Tragfläche angebrachte Baugruppe bestehend aus Winglet und Wingtip eine wichtige Rolle. Bei gleichzeitig erhöhter Reisegeschwindigkeit verringern sie den induzierten Luftwiderstand der Tragflächen und damit den Kerosinverbrauch.

Hergestellt werden die Komponenten von der FACC AG. Der österreichische Spezialist für Leichtbauteile liefert Airbus jedoch nicht nur diese unverzichtbaren Strukturteile des neuen Flugzeuges, sondern übernimmt zudem die für die Typenzertifizierung des Flugzeuges notwendigen statischen und dynamischen Belastungstests.

Besondere Herausforderungen für die Ingenieure

Die Ingenieure standen dabei vor besonderen Herausforderungen: Neben der Winglet/Wingtip-Verbindung selbst, galt es auch die Verbindung zur Hauptwingbox und deren Verhalten unter Praxisbedingungen zu prüfen.

Dafür wurde eigens eine Dummy-Wingbox mit identischen Steifigkeitseigenschaften und Anbindungskonzept entwickelt. Zudem hat die FACC-Tochter CoLT Prüf und Test GmbH einen im Winglettesting bis dato einzigartigen Prüfstand realisiert.

Er ermöglicht die gezielte synchrone Einleitung einer 3D-Verformung an den über acht Meter großen Elementen aus Faserverbundmaterial. Dabei befindet sich auch Messtechnik von HBM Test and Measurement (HBM) mit an Bord: CoLT setzte zur Validierung der Messergebnisse der Static und Fatigue Tests auf Dehnungsmesstreifen von HBM.  

Daten & Fakten

  • Maße des Prüfstands für die Winglets: 15 Meter lang, 10 Meter hoch, 8 Meter breit
  • Gewicht des Prüfstands: 125 Tonnen
  • Mehr als 550 Dehnungsmessstreifen im Einsatz

Neue Dimension im Winglet-Test

Über 125 Tonnen schwer, 15 Meter lang, zehn Meter hoch und acht Meter breit – das sind die beeindruckenden Dimensionen des von CoLT für den Level 3 Full-Scale Test des A350XWB Winglet-Wingtips errichteten Prüfstands.

In ihm ermöglichen fünf Joche mit je drei Hydraulikzylindern die 3D-Verformungen der Bauteile – und dies gezielt und synchron. So lassen sich statische und dynamische Dauer- und Spitzenbelastungen der mehr als acht Meter großen Elemente erstmals realitätsnah ermitteln und deren Schadensverträglichkeit prüfen.

Valide Messergebnisse dank HBM

Im Test- und Zulassungskontext setzen die Experten von CoLT auf die zuverlässige Messtechnik von HBM. Um bestmögliche Messergebnisse sicherzustellen, werden im Prüfstand ausschließlich Dehnungsmessstreifen von HBM genutzt.

Insgesamt kommen über 550 flexibel und einfach einsetzbare HBM-DMS im Rahmen des Airbus A350 XWB Winglet Wingtip Full Scale Certification Programs zum Einsatz – davon 307 DMS-Rosetten 1-RY91-6/120 zur Analyse des zweiachsigen Spannungszustandes mit unbekannten Hauptspannungsrichtungen und 257 Lineare Dehnungsmessstreifen1-LY41-6/120 zur Dehnungsmessung in einer Richtung.

Ihre Aufgabe: die Validierung der für die Zulassung des neuen Airbus-Modells notwendigen FEM -Berechnungsergebnisse. Dabei bestätigten die HBM-Komponenten die guten Erfahrungen der Testingenieure aus der Vergangenheit. Auch unter herausfordernden Testbedingungen lieferten sie wie erwartet präzise Messwerte, welche die berechneten Bauteilverhaltenszusammenhänge bestätigen. Damit wurde ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Typenzertifizierung zurückgelegt.