Temperaturunterschiede/ Materialausdehnung

[Discus]

Servus!

Meine Frage richtet sich nach der aufgrund von Temperaturschwankungen mehr oder weniger starken Materialausdehnung bzw. den Verbindungsstellen.

Annahme:

Ein parkendes Flugzeug steht in MUC. Dort herrscht eine Lufttemperatur von 25° C. Durch eine länger dauernde Abstellung heizt sich die Oberfläche des Fliegers auf.
Steigt der Flieger auf angenommene 12.000m, wird er mit einer Temp. von ca. - 50°C beglückt.

Dann beim Landen am Äquator das gleich Spiel in umgekehrter Reihenfolge.

Wie hält (halten) das Material bzw. die kJKlebeverbindungen dies über einen Zeitraum von angenommenen 20 Jahren sang-und klanglos aus? Materialausdehnung-Zusammenzug...

 

[Cloakmaster]

Indem in regelmässigen Abständen unterschiedlich tiefgreifende Checks am Flieger durchgeführt werden - inklusive Austausch von Verschleissteilen. Bei einem 20-Jahre altem, TOP-gewartetem Flugzeug wirst du kaum noch Teile finden, die wirklich 20 Jahre alt sind. Kommt aber auch ein wenig darauf an, wie stark der Flieger genutzt wurde, sprich wie viele Flugstunden und wie viele Cycles (Starts/Landungn) die Kiste auf dem Buckel hat.

 

[Max Reverse]

Die Teile der Struktur, die man nicht wechseln kann sind nach der 'Safe Life' Methode berechnet, d.h. die Bauteile müssen alle Lasten, die im Laufe der berechneten Lebensdauer auf sie einwirken können (zzgl. Sicherheitszahl) verkraften können.

Zusätzlich wird dann eine oder mehrere original Strukturen künstlich gealtert, d.h. diese Teile erleben sozusagen im Zeitraffer ein ganzes Flugzeugleben. Diese Test dienen einerseits dazu, die vorher gemachten Aussagen zum 'Safe Life' dieser Teile zu validieren, zu erkennen durch welche Maßnahmen sich die Lebensdauer ggf. erhöhen läßt und wann, wo und unter welchen Umständen die Teile dann 'versagen'.

Wenn sich hieraus (oder aus Erfahrungen der Betreiber) Erkenntnisse ergeben, dass Teile der Struktur die Erwartungen nicht erfüllen, kommen dann auf die Betreiber teils extrem kostenträchtige Modifikationen zu (Stichwort 'Section 41' beim alten Jumbo).

Gruß MAX

 

[fluhu]

Wenn sich hieraus (oder aus Erfahrungen der Betreiber) Erkenntnisse ergeben, dass Teile der Struktur die Erwartungen nicht erfüllen, kommen dann auf die Betreiber teils extrem kostenträchtige Modifikationen zu (Stichwort 'Section 41' beim alten Jumbo).

Umgekehrt ist es auch möglich: Die Lebensdauer der Zelle der B707 war m.W. auf 60.000 Stunden berechnet und wurde aus der Erfahrung mit diesem Typ später auf mehr als das Doppelte festgelegt.

 

[MANAL]

Umgekehrt ist es auch möglich: Die Lebensdauer der Zelle der B707 war m.W. auf 60.000 Stunden berechnet und wurde aus der Erfahrung mit diesem Typ später auf mehr als das Doppelte festgelegt.

Für die A320 führt momentan die IABG in Ottobrunn Test für die Verlängerung der berechneten Lebensdauer durch.

 

[arnie108]

es wurde noch nicht explizit gesagt: jeder Flugzyklus bedingt auch eine Ausdehnung und Schrumpfung der Zelle aufgrund der Kabinendruckdifferenz
(innen/aussen); diese kann bei Widebodies bis zu 26 cm betragen.

Zum Thema Safe-Life und entsprechenden Testverfahren kann man ausführlich
und, wie ich finde verständlich, nachlesen bei Klaus Engmann, Technologie
des Flugzeugs, einem Lehrbuch für Flugzeugtechniker, Kapitel 7.5, S 352 ff

Wer die 39,80 nicht ausgeben will; das Buch gibts sicherlich in Bibliotheken, auch Hugendubel Stachus hat wohl ständig ein Exemplar am Lager.


grüsse

arnie

 

[tassie devil]

Bei der Auslegung einer Flugzeugstruktur werden verschiedene Temperaturen beachtet und miteinbezogen.
Allein die Ausdehnung des Materials bei höheren Temperaturen ist hierbei jedoch gar nicht das kritischste. Interesssanter wird es an Verbindungsstellen zwischen zwei unterschiedlichen Materialen, die unterschiedliche Wäremeausdehnungskoeffizienten haben, wie z.B. zwischen Alu und CFK, da es hier allein aufgrund der Temperaturschwankungen zu inneren Spannungszuständen kommt, die natürlich mit beachtet werden müssen.
Zusätzlich muß auch noch beachtet werden, daß die meisten Materialien bei höheren Temperaturen nur geringere Lasten tragen können.

Die Teile der Struktur, die man nicht wechseln kann sind nach der 'Safe Life' Methode berechnet, d.h. die Bauteile müssen alle Lasten, die im Laufe der berechneten Lebensdauer auf sie einwirken können (zzgl. Sicherheitszahl) verkraften können.

Zusätzlich zu dieser 'Safe Life' Methode wird bei kritischen Bauteilen oder Verbindungstellen dann auch noch eine 'Fail Safe' Methode verwendet. D.h. erst einmal wird davon ausgegangen, daß das Bauteil alle evtl. auftretenden Lasten + Sicherheitsfaktor aushalten kann. Dann wird aber zusätzlich auch noch untersucht, was passiert sollte dieses Bauteil oder Verbindungsstelle doch versagen. Die umliegende Struktur muß dann immer noch in der Lage sein, alle möglichen auftretenden Lasten tragen zu können, hier dann allerdings ohne weitere Sicherheitsfaktoren.