"AISHA II"

Überwachung der Flugzeugstruktur

Die laufende Überwachung des technischen Zustands eines Flugzeugs im Betrieb – das so genannte Health Monitoring – ist heute sehr unterschiedlich entwickelt. Während zum Beispiel eine Überwachung der Triebwerke – das Engine Condition Monitoring (ECM) – bereits weitgehend in den Flugbetrieb integriert ist, steht die Überwachung der Struktur eines Flugzeugs bislang noch in den Kinderschuhen. Dabei ist dies der Ansatzpunkt für eine deutliche Verbesserung nicht nur der Zuverlässigkeit, sondern auch der Wirtschaftlichkeit des Flugbetriebs. Deshalb ist die Überwachung von Flugzeugstrukturen ein wichtiges Ziel der Ingenieure.

Lufthansa Technik hat im Verbund mit Forschungspartnern im Jahr 2011 Versuche zur Überwachung der Flugzeugstruktur begonnen. Im Rahmen des von der Europäischen Union geförderten Programms AISHA II (Aircraft Integrated Structural Health Assessment II) wurde von der Universität im belgischen Leuven (KU Leuven - Department of Metallurgy and Materials Engineering) ein Feuchtigkeitssensor entwickelt, den Lufthansa Technik zunächst in die Bodenstruktur einer Boeing 737 der Lufthansa unterhalb der Bordküche installiert hat. Dieser Bereich ist sehr schwer zugängig, gleichzeitig ist die Wahrscheinlichkeit, einen Fehler zu finden, gering. Wenn hier bei der Überholung jedoch Korrosion in einem fortgeschrittenen Stadium gefunden wird, sind erhebliche Reparaturkosten die Folge.

Diese auch als Hotspot Monitoring bezeichnete Anwendung, d.h. die nachträgliche Installation von Sensoren in kritischen Bereichen, hat sich bereits nach einer kurzen Testphase so weit bewährt, dass Lufthansa Technik beschloss, das System zügig in den praktischen Einsatz zu bringen. Dazu wurden die kritischen Bodenstrukturen in zwei Boeing 747-400 Jumbo-Jets mit jeweils zwölf Sensoren ausgerüstet. Der ausschlaggebende Grund für diesen Einsatzfall: Die betroffenen Bereiche müssen gemäß Vorschrift des Herstellers jeweils zwischen zwei Flugzeugüberholungen zusätzlich aufwändig kontrolliert werden. Wenn nun mit Hilfe der Feuchtigkeitssensoren nachgewiesen werden kann, dass die Bereiche trocken sind, kann diese Kontrolle verschoben werden. Der erheblich Arbeitsaufwand für die Freilegung der Bodenstruktur entfällt also ebenso wie die damit zusammenhängende Bodenzeit des betroffenen Flugzeugs. Da der Sensor fast ausschließlich aus zertifizierten Komponenten gefertigt ist, steht einer schnellen Produkteinführung – die Ingenieure rechnen mit ein bis zwei Jahren – nichts im Wege.

Mit dem neuen Feuchtigkeitssensor kann die Struktur von Flugzeugen an kritischen Punkten überwacht werden, ein wichtiges Ziel, das im Rahmen der europäischen Kooperation hocheffizient erreicht wurde. Das ist jedoch nur ein erster Schritt. In dem geplanten zukünftigen europäischen Forschungsvorhaben AISHA + sollen weitergehende Fragestellungen beantwortet werden. Eine der Aufgaben des Programms ist es, Sensoren für verschiedene Flüssigkeiten zu entwickeln, zum Beispiel Kerosin, Hydrauliköl (Skydrol), sowie andere Mineralöle. Allerdings sind die Anforderungen für einen einbaufähigen Sensor bezüglich technischer Ausführung und Zertifizierung hier viel höher als im Falle des Feuchtigkeitssensors – ein interessantes Arbeitsgebiet für das AISHA + Konsortium.