Bei der Zulassung eines Flugzeugs muß der Hersteller nachweisen, daß die Flugzeugstruktur kleinere Impact-Ereignisse wie zum Beispiel Vogelschlag sicher erträgt. Darüberhinaus wäre es wünschenswert, tatsächlich aufgetretene Impact-Ereignisse im Betrieb durch ein Diagnosesystem an Bord zu erkennen, um gezielte Inspektionen am Boden zu ermöglichen. Die Fraunhofer-Gesellschaft hat im Rahmen eines Verbundprojektes mehrerer Institute (ISC, IFAM, IWM, LBF, IKTS) einen piezoelektrischen Impact-Sensor entwickelt, der sich strukturkonform in eine Flugzeughaut integrieren läßt. Ein Prototyp eines Flügels mit integrierten PZT-Impact-Sensoren wird auf der Hannover-Messe 1999 (Halle 4, Stand F12) ausgestellt. Mit FE-Simulationen kann demonstriert werden, daß sich die Sensorsignale aus dem Normalbetrieb zuverlässig von den Sensor-Signalen aus einer Impact-Belastung unterscheiden lassen. Damit sind die Voraussetzungen für die Entwicklung eines elektronischen Diagnosesystems geschaffen.
In den folgenden Bildern werden berechnete Sensorsignale aus den drei oben gezeigten Lastfällen verglichen. In jedem der gezeigten Bilder sind die Signale von zwei benachbarten Sensorpaaren dargestellt. Jeweils zwei um 180 Grad verdrehte Sensoren bilden ein Paar. Der Zusammenhang zwischen Verformungen und Sensorsignalen wird mit einem mikro-elektromechanischen Modell hergestellt, das im Rahmen des Fraunhofer-Verbundprojektes vom IWM entwickelt wurde. Die Eignung des Modells wurde durch Modellexperimente an ebenen Platten nachgewiesen.
Ergebnis: Die Sensor-Signale aus der Impact-Belastung zeichnen sich insbesondere durch ihre hochfrequenten Anteile und durch ihre starke Lokalisierung auf den Impact-Ort aus. Eine Auswerteelektronik sollte auf die Erkennung dieser Charakteristika ausgelegt werden.
