Roboter inspizieren und reparieren Das große Krabbeln

Inspektionsroboter mit Schwarmintelligenz

In einem früheren Entwicklungsstadium (technology level 2) befinden sich die sogenannten Swarm-Roboter (Bild 2). Das sind kleine, kollaborative Roboter, die über eine Art Endoskop im Triebwerksinneren ausgesetzt werden und mit Kameras ausgerüstet an schwer zugänglichen Stellen visuelle Untersuchungen durchführen sollen (Bilder 3 und 4). Ihren Weg durch das Triebwerk können sie sich autonom und koordiniert bahnen. Die Videobilder der Roboterkameras würden live nach außen zu einem Spezialisten übertragen.

Im derzeitigen Entwicklungsstand sind die Roboter (Bild 5) etwa drei Zentimeter lang, künftig sollen sie aber auf die halbe Größe schrumpfen. Das Chassis der vierbeinigen Roboter besteht aus kohlefaserverstärktem Kunststoff.

Bis die Swarm-Roboter ausgereift sind, dauert es nach Angaben der Harvard-Universität aber noch mindestens fünf bis zehn Jahre. Die Experten hoffen, mit dieser Technik die stundenlange Inspektion mit einem Boroskop durch die Schwarmintelligenz vieler Roboter auf Minuten zu verkürzen.

 

Bilder: 4

Inspektionsroboter m. Schwarmintelligenz, Bilder 2-5

Inspektionsroboter mit Schwarmintelligenz, Bilder 2-5

 

Noch werden viele Entwicklungsprobleme und deren Lösungsansätze nicht kommuniziert, da der Vorsprung gegenüber Konkurrenten nicht eingebüßt werden soll, und manche Probleme sicherlich noch nicht gelöst sind. So stellt sich zum Beispiel die Frage, wie die Winzlinge mit Energie versorgt werden oder wie sie senkrechte und konkave Flächen überwinden können. Auf solche Fragen gab es in Farnborough keine Antworten.

Auf einem ähnlichen Entwicklungsniveau sind die Inspect-Roboter. Dabei handelt es sich um ein Netzwerk an dauerhaft im Triebwerk integrierten Periskop-Kameras, die es erlauben, während des Betriebs Inspektionen vornehmen zu können und Instandhaltungserfordernisse zu melden.

Sie erweitern künftig die bereits heute weit fortgeschrittenen Überwachungstechniken. So registriert man während des Fluges heute Abgas- und Triebwerkstemperatur, Sprit- und Ölverbrauch, Vibrationen sowie die Drücke in Verdichter, Brennkammer und Turbinen. Ein Terabyte Daten werden durchschnittlich von einem Triebwerk pro Flug generiert.

Die meisten Datensätze werden an Bord gespeichert und nach dem Flug ausgelesen. Ausgewählte kritische Parameter können aber auch über Funk (UHF, VHF) oder über Satellit zu Servicezentren am Boden gefunkt werden, um sie dort sofort zu bewerten. Die Inspect-Roboter sollen dann auch noch die letzte kritische Ecke im Innern eines Treibwerks im Blick haben. Eine der großen Herausforderungen ist es, die bleistiftgroßen Geräte vor der extremen Hitze innerhalb eines Triebwerks zu schützen. Der Transfer der von den Sensoren aufgenommenen Daten soll nach Angaben von Rolls-Royce ebenfalls über Satellit erfolgen.

„Schlangen“-Roboter sollen reparieren

Für die Reparatur von Schaufelbeschichtungen könnten künftig Roboter, die unter dem Projektnamen Flare entwickelt werden, nützlich sein. Dabei werden zwei schlangenartige Roboter, ähnlich einem Endoskop, ins Triebwerk eingeführt (Bild 6).

Der erste davon inspiziert die zu behandelnden Stellen mit einer Kamera, der zweite trägt dann die Beschichtung auf. Das System soll in Zusammenarbeit von Rolls-Royce, der University of Nottingham und der englischen Firma Metallisation entwickelt werden. Flare wird vom englischen Aerospace Technology Institute finanziert.

Wenn auch noch viel Arbeit zu leisten ist, wird doch von der Luftfahrtindustrie der Weg für vollkommen neuartige Maschinen und Roboter aufgezeigt, die sich in Zukunft einmal selbst überwachen und reparieren können. Wahrscheinlich sprechen wir dann schon von der Industrie 5.0.