Flugzeugrümpfe der nächsten Generation werden vorwiegend aus Verbundwerkstoffen bestehen. Diese Materialien bieten zahlreiche Vorteile. Allerdings sind diese Komposite schlechte elektrische Leiter. Wieso ist das problematisch?
Traditionell besteht ein Flugzeugrumpf aus Metalllegierungen. Der Rumpf ist elektrisch leitend und wird für die Rückleitung elektrischer Ströme genutzt. Ein Rumpf aus Verbundmaterial kann diese wichtige Aufgabe nicht mehr erfüllen. Lösungen sind gesucht: DieEU-Initiative Clean Sky 2hat also das Projekt AMPWISE unter Leitung des CSEM ins Leben gerufen. Es geht um die Beobachtung der Rückstromflüsse.
In Flugzeugen mit Kompositrumpf werden die Rückflussströme über metallische Trägerelemente geführt. Diese Elemente und ihre Verbindungsstellen sind allerdings nicht für hohe Strombelastungen ausgelegt. AMPWISE entwickelt daher einen Sensor, der die Rückflussströme überwacht. Der Sensor selbst ist drahtlos und versorgt sich selbst mit Energie. Er misst an verschiedenen kritischen Punkten des Rückflussnetzes die Stromstärke. So können langfristige Auswirkungen auf die Korrosionsbeständigkeit der strombelasteten Verbindungsstellen systematisch erfasst werden.
«Das CSEM hat bei der Ausarbeitung der Übertragungsprotokolle für die drahtlose Kommunikation und der Entwicklung der Hard- und Software eine entscheidende Rolle gespielt. Es wurde alles im Ultra-Low-Power-Design konzipiert, so sind wir extrem energieeffizient», berichtet Damien Piguet, Project Manager und Wireless Embedded Systems Engineer am CSEM. «Das Kommunikationssystem erfasst Tausende von drahtlosen Sensoren, die in sternförmigen Topologien über das Flugzeug verteilt sind. Intelligente Hubs können jeweils bis zu 300 Sensoren verwalten und deren Betriebszyklus steuern, um den Energieverbrauch zu minimieren», fügt er hinzu.
Die Entwicklungen wurde im Juli 2021 erfolgreich abgeschlossen. Die Möglichkeiten dieses neuen energieautarken, drahtlosen Detektionssystems gehen weit über den ursprünglich geplanten Anwendungsbereich hinaus: Es könnte zum Beispiel in Zügen, Elektrofahrzeugen usw. oder sogar in Gebäuden eingesetzt werden.
Die Konsortiumspartner
Finanzierung: AMPWISE wurde im Rahmen von Clean-Sky-H2020 von der EU mitfinanziert (Vertrag #785495).
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