Luftfahrt

In der Luftfahrt werden Trägheitsreferenzsysteme zur Navigation genutzt. Sie bestimmen die Position, Geschwindigkeit und Fluglage eines Flugzeugs in Bezug zur Erde. In diesen Systemen kommen unter anderem Inertial Measurement Units (IMU) zur Anwendung, die als Bestandteil eines Attitude Heading Referenz Systems (AHRS) zur Ermittlung der Roll-Nick-Gier-Winkeländerungen eingesetzt werden. Die Systeme arbeiten allerdings nur dann mit der erforderlichen Präzision, wenn die Bias-Stabilität der darin integrierten Gyroskope besser als 5 °/h ist.

Die Drehratensensoren ASC 281 (uniaxial) und ASC 283 (triaxial) eignen sich ideal als Bestandteil dieser IMUs, da sie eine Bias-Stabilität von <0,1 °/h aufweisen.

Wir machen die Luftfahrt sicherer, indem wir Test- und Messingenieuren mit unseren Sensoren präzise Daten liefern. Die Sensoren müssen bei diesen Einsätzen nicht nur hohen Temperaturen und Drücken standhalten, sie sollten auch ein möglichst geringes Eigengewicht besitzen.

Mit ihrem kompakten Design hat sich die ASC IMU 7 hier besonders bewährt. Flugzeugbauer positionieren die IMUs während Flugversuchen an verschiedenen Stellen innerhalb der Kabine, um lokal die inertialen Größen mit einer gewissen zeitlichen Auflösung zu messen.

Die ASC IMU 7 bietet dank ihres Baukastensystems ideale Voraussetzungen für diese Messungen, denn sie ermöglicht Ingenieuren eine kundenspezifische Konfiguration für ihre Anforderung. Für die Beschleunigungsmessung kann zwischen den Technologievarianten Low Noise (LN) und Medium Frequency (MF) mit einem Messbereich von ±2 g bis ±50 g sowie einem Drehratenbereich von ±75 °/s bis ±900 °/s gewählt werden.

Flugzeuge und deren Komponenten, wie bspw. die Tragflächen, werden im Flugbetrieb immer schwingen. Die selbsterregte Schwingung von Flugzeugen ist innerhalb von definierten Grenzwerten weniger kritisch. In Abhängigkeit von Parametern wie Konstruktion und Fluggeschwindigkeit können sich im ungünstigsten Fall aber verschiedene Eigenmoden überlagern und resonieren, was zu aeroelastischem Flattern der Flugzeugkomponenten führt und gegebenenfalls ein Bauteilversagen verursacht. Um herauszufinden, wie sich die Bauteile unter realen, vor allem aber auch bei extremen, Bedingungen verhalten, wird mittels Flutter-Tests die Belastbarkeit von einzelnen Flugzeugkomponenten bestimmt.

Der triaxiale Sensor ASC 5521MF zeichnet sich durch einen breiten Frequenzgang von 0 Hz bis 7 kHz aus und verfügt über eine hervorragende Stoßfestigkeit bis 6.000 g. Ideal für schwer zugängliche Einbaupositionen sind dagegen die uniaxialen Sensoren ASC 4111LN, ASC 4211LN und ASC 4221MF, welche durch ein kompaktes Design überzeugen und nur 3 Gramm wiegen.

Durch den Flugbetrieb sowie die Start- und Landephasen sind Flugzeuge und deren Komponenten extremen Bedingungen ausgesetzt. Ermüdung, Überlast oder Materialfehler führen zu Änderungen der Steifigkeit der Strukturen. Dies wird durch regelmäßige Modal- und Strukturanalysen von Flugzeugen und deren Komponenten überwacht. Diese Analysen verlangen leichte, hochfrequente Beschleunigungssensoren, die die Massenbelastung der Teststrukturen möglichst minimieren.

Der triaxiale IEPE-Beschleunigungssensor ASC P203 wird bei modalen Tests verwendet, da er nur 6 Gramm (Gehäusematerial Titan) bzw. 7,3 Gramm (Gehäusematerial Aluminium) wiegt und dabei eine Stoßfestigkeit von bis zu 5.000 g aufweist. Sowohl der triaxiale IEPE-Beschleunigungssensor ASC P203 als auch die uniaxialen Ausführungen ASC P101 und ASC P401 verfügen über den notwendigen hohen Dynamikbereich von bis zu 15 kHz (±1 dB) bei verfügbaren Messbereichen von ±50 g bis ±2.000 g.