Luft- und Raumfahrttechnik 23.11.2007, 19:31 Uhr

In Dresden kreist der Riesenvogel im Prüflabor  

VDI nachrichten, Dresden, 23. 11. 07, ps- Ermüdungstests, Großzugversuche, Crashtests, Riss-Analysen, Verschleiß- und Alterungsuntersuchungen sind das tägliche Brot der Ingenieure von IMA Dresden. Gerade wirken sie am Betriebsfestigkeitsversuch des Airbus A380 mit. Es ist der weltweit größte Gesamtzellen-Ermüdungstest an einem Zivilflugzeug. Fragen an Geschäftsführer Wilhelm Hanel.

Hanel: Dass sie zum Beispiel durch unsere Testlabors gegangen waren, bevor sie offiziell zugelassen wurden. Mit unserem Know-how und unseren Erfahrungen sagen wir präzise voraus, ob sich das, was der Konstrukteur am Computer ersonnen hat, in der Praxis oder im Alltag bewährt.

VDI nachrichten: Da müssen Sie ja gewaltige Labors haben?

Hanel: Die haben wir! Hinein passen ganze Automobile, Eisenbahnwagen, selbst Wandsegmente für Häuser. Wir beschäftigen uns aber auch intensiv mit Betriebsfestigkeitsberechnungen. Das ist eine Methode, um die Lebensdauer bei regelloser Beanspruchung vorherzusagen. Hersteller von Schienen- und Kraftfahrzeugen, Baustoffen, Stahlkonstruktionen, Windkraftanlagen oder Medizinprodukten vertrauen uns ihre Abnahme- und Zulassungsprüfungen an.

VDI nachrichten: Das heißt, Sie rütteln und schütteln, zerren und pressen nicht nur kräftig, sondern viel von dem, was diese Technik aushalten muss, simulieren Sie oder ermitteln es rechnerisch?

Hanel: Ja, da gibt es die FKM-Richtlinie für den rechnerischen Festigkeitsnachweis nicht geschweißter Maschinenbauteile aus Stahl, Eisenguss- und Aluminiumwerkstoffen. Dieses Lehrwerk wurde in unserem Hause maßgeblich erarbeitet, inzwischen haben es etwa 800 Industrieunternehmen und Anwender erworben. Für künstliche Knie- und Hüftgelenke simulieren wir mittels errechneter Werte selbst Sprünge, Dauerlauf und Stolpern für den Belastungstest im Labor.

Auch der Airbus A380 hebt während des Tests nicht ab. Der Rumpf und die Tragflächen wurden in ein Gerüst aus etwa 1800 Tonnen Stahl montiert und sind nun 182 hydraulischen Zug-Druckzylindern ausgesetzt, deren Krafteinsatz anhand der tatsächlichen Verhältnisse bei einem Flug errechnet wurde. Diese, wie auch alle anderen technischen Vorgaben für den A380-Test, stammen von Airbus.

VDI nachrichten: Es ist der weltweit größte Gesamtzellen-Ermüdungstest an einem Zivilflugzeug, der seit 2005 in Dresden stattfindet. Warum hier?

Hanel: Der Superlativ hängt mit der Größe des Flugzeugs zusammen. Es ist eben das größte der Welt. Aber ich möchte mich nicht mit fremden Federn schmücken. Der Versuch findet unter Regie der Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH Ottobrunn statt, die bislang alle Ermüdungstests für Airbus geleistet hat. Wir sind Unterauftragnehmer mit definierten Arbeitspaketen. Ein entscheidender Faktor, der für diesen Standort gesprochen hat: Ihn verbindet mit Hamburg eine Wasserstraße, die Elbe, auf der sich die gewaltigen Airbus-Teile transportieren lassen.

Im Grunde haben wir unsere Wurzeln in der Luftfahrt. Von dort kommt unser Know-how.

VDI nachrichten: Noch aus DDR-Zeiten?

Hanel: Ja, in der Halle, wo wir jetzt sitzen, wurde die „152“, der erste deutsche Passagierjet, statisch getestet. Nebenan fanden in einem Wassertank dessen Ermüdungsversuche statt. Dieser Jet wurde 1957 bis 1961 in Dresden entwickelt, es entstanden einige Bau-muster.

VDI nachrichten: Zurück zur A380. Was muss so ein Riesenvogel aushalten?

Hanel: Die A380 hat etwa Kräften standzuhalten, die auf die Tragflächen wirken, ohne dass das Material mit der Zeit zerstört wird. Die Flügel müssen sich um etwa vier Meter biegen lassen. Denn sie haben, wenn das Flugzeug vielleicht einmal 150 m tief in ein Luftloch sackt, anschließend dessen gesamtes Gewicht aufzunehmen. Dabei verformen sie sich natürlich.

Eine kritische Größe ist auch der Innendruck, der praktisch pulsiert. Je weiter das Flugzeug an Höhe gewinnt, desto stärker wächst dieser gegenüber dem Außendruck. Den Innendruck simulieren wir heute per Luft, nicht mehr im Wassertank. Das Flugzeug fliegt dazu de facto im Labor. Die eigentliche Kunst des Tests besteht darin, es exakt so zu beanspruchen, als wenn es in der Luft wäre. Da gibt es Kraftverläufe, Momentenverläufe, gemessene Größen, die wir im Labor adäquat nachstellen.

VDI nachrichten: Wie viele Flüge haben Sie auf diese Weise simuliert?

Hanel: Vorgesehen ist die Simulation von 47 500 Flügen, wobei die A380 streckenspezifisch repräsentative Lastfälle auszuhalten hat. Dies entspricht den Auflagen, die Zulassungsbehörden erteilen.

In den 50er Jahren stürzte die britische Comet ab. Der Grund war Materialermüdung – um dies auszuschließen, werden heute diese umfangreichen Tests realisiert. Nach den ersten 5000 Flügen, die der Prüfling Anfang 2006 erfolgreich absolviert hatte, erfolgte die Musterzulassung der A380.

VDI nachrichten: Forschen Sie auch selbst?

Hanel: Ja, Forschungsleistungen steuern rund ein Viertel zu unserem Umsatz bei. Für die A380 haben wir etwa durch neue Methoden bei der Hydraulikversorgung die Tests rationeller gestaltet. Wir arbeiten auch darüber hinaus für Airbus, inspizieren regelmäßig Flugzeugstrukturen auf mechanische Schäden, etwa feinste Risse.

VDI nachrichten: Und was fehlt noch in Ihrem Portfolio?

Hanel: Fehlen wäre falsch, aber wir wollen noch stärker im Fahrzeugbau, im Kunststoffbereich und in der Umweltbranche Fuß fassen, etwa bei Windenergieanlagen. Auf dem Weg zu einem der führenden technisch-wissenschaftlichen Dienstleister konzentrieren wir uns auf effektive Versuchstechnologien und eine stärkere Einbeziehung rechnerischer Prüfnachweise. Das lassen wir uns einiges kosten – rund 1 Mio. € jährlich an moderner Technik.

Überdies haben wir uns in eine Reihe von Firmen eingekauft, über die unsere Ingenieurleistungen auch in Produkte münden. Zu diesem Netzwerk an Töchtern gehören die RST Rail System Testing in Hennigsdorf, die Hochtechnologie Sachsen in Coswig, die Firma Werkzeugprüfmaschinen in Leipzig und die Cotesa in Mittweida, wo Strukturen aus Hochleistungs-Faserverbunden für die Luftfahrtindustrie gefertigt werden.

VDI nachrichten: Gibt es einen typischen Kunden für Sie?

Hanel: Nein, das wohl eher nicht. Dafür sind wir einfach zu breit aufgestellt. Aber auffällig ist schon: Wer zu uns kommt, sucht Bauteilsicherheit und Festigkeit.

Nicht selten sucht er nach neuen Werkstoffen und Strukturen, wie wir sie hier nicht nur testen, sondern zum Teil entwickeln. Er will dann in der Regel etwas bauen, das viel leistet, aber wenig wiegt. HARALD LACHMANN

Ein Beitrag von:

  • Harald Lachmann

    Harald Lachmann ist diplomierter Journalist, arbeitete zuletzt als Ressortleiter Politik, und schreibt heute als freier Autor und Korrespondent für Tages-, Fach- sowie Wirtschaftszeitungen.

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