Datenlogger in Prüf- und Testtechnik Messdaten im Mini-Logger

Mini-Logger
Mini-Logger

Anwendung von Miniatur-Datenloggern bei der Konstruktion und in der Betriebsoptimierung von Verkehrsmitteln. Es müssen nicht immer große und teure Mess- und Datenerfassungssysteme sein, die bei der Konstruktion und der Betriebsoptimierung von Luft- oder Land-Verkehrsmitteln wertvolle Hilfestellung geben. Gerade kleine, miniaturisierte Datenlogger erweisen sich als sehr nützliche Tools.

Bei dem hier beispielhaft herangezogenen Konstruktionsprozess für Flugzeuge müssen Ingenieure Annahmen über die geplante Einsatzweise des Flugzeugs vornehmen, um statische Beanspruchungen und Ermüdungs-Grenzbelastungen vorauszuberechnen, denen das Flugzeug ausgesetzt sein wird. Bei Militärflugzeugen stützt man sich hierzu oft auf Erfahrungen mit früheren Flugzeugtypen, die für ähnliche Aufgaben und Funktionen eingesetzt wurden, sowie auf die für das jeweilige Flugzeug vorgesehenen künftigen Aufgaben. Wird das Flugzeug im Militärdienst eingesetzt, müssen diese Annahmen zu statischer Beanspruchung und Ermüdung validiert werden, um seine strukturelle Integrität zu gewährleisten. Hier ein Beispiel dazu, wie dies beim britischen Verteidigungsministerium (UK MOD) realisiert wird. Dieses Ministerium gibt die Validierung an die Military Aviation Authority (MAA, Behörde für Militärluftfahrt) weiter, die alle damit zusammenhängenden Prozesse auch reguliert.

Derartige Validierungsprogramme waren in der Vergangenheit allerdings stets kostspielig, weswegen es angesichts des ständig wachsenden Drucks auf die Ausgaben der Verteidigungsressorts westlicher Regierungen unbedingt erforderlich ist, Lösungen zur Minimierung der Kosten für diese Anforderungen zu entwickeln.

Zu diesem Zweck hat das Defence Science and Technology Laboratory (Dstl) des britischen Verteidigungsministeriums, in Zusammenarbeit mit Luftfahrt-Projekt-Teams des MOD und Rüstungskonzernen, eine Reihe von Labortests und Flugversuchen unter Einsatz des von der MSR Electronics GmbH (www.msr.ch) hergestellten und von Caption Data Limited gelieferten MSR165-Datenloggers durchgeführt, um grundlegende Informationen zu Beanspruchung und Grenzbelastung mehrerer bestehender Flugzeugflotten zu erfassen, um daraus allgemeine Beanspruchungsdaten zu gewinnen, die bei der Luftfahrzeug-Konstruktion von Bedeutung sein können.

Langzeit-Datenerfassung ist kein Problem

Der MSR165-Datenlogger (Bild 1) wurde für diese Aufgabe ausgewählt, weil er klein, leicht, batteriebetrieben (bedeutet weniger Integrationsaufwand in flugzeugeigene Systeme), flexibel und kostengünstig ist. Die verwendeten MSR165-Geräte enthalten einen 3-Achsen-Beschleunigungs- sensor sowie Sensoren zur Messung von Druck, Temperatur und relativer Feuchte.

Die zur Beurteilung von Beanspruchung und Grenzbelastung von Starrflüglern herangezogenen Primärdaten beziehen sich auf die normale Beschleunigung NZ, wie sie bei üblichen Auftriebskräften zu finden ist (Bild 2). Hinzu kommt die Verwendung von Druckdaten zur Bewertung der Höhe des Flugzeugs während des Flugs und zur Identifizierung von Vorfällen bei Start und Landung, wozu sich die MSR165-Logger in drucklosen Bereichen der Maschinen befinden.

Damit diese Mess-Programme erfolgreich sind, muss die Arbeitsbelastung der Wartungstechniker im Rahmen der Gewährleistung der Funktionsbereitschaft des Flugzeugs auf ein Minimum reduziert werden. Daher sind die MSR165-Logger so konfiguriert worden, dass sie Beschleunigungen mit einer Rate von 50 Messwerten pro Sekunde automatisch vom Start bis zum Abschalten der Triebwerke erfassen.

Des Weiteren werden Druck, Temperatur und relative Feuchte mit je einem Messwert pro Sekunde kontinuierlich erfasst. Dank dieser Konfiguration kann der MSR von Luftfahr- technikern eingebaut werden und für bis zu 75 Flugstunden bzw. 2 Monate vollkommen unbeaufsichtigt bleiben. Darstellungen typischer normaler Beschleunigung und geschätzter Höhe auf Basis der Druckdaten in zwei unterschiedlichen Flugzeugen sind aus Bild 3 und Bild 4 ersichtlich. Bild 5 veranschaulicht ein Zeitverlaufsdiagramm (40 s).

Bilder: 3

Darstellung von Beschleunigung und Höhe auf Basis der Druckdaten

Darstellung von Beschleunigung und Höhe auf Basis der Druckdaten