So fasst es Igor Sikorsky, der russisch-amerikanischen Flieger und Flugzeugkonstrukteur, der den Grundstein für den ersten Drehflügler legte, eine häufige Herausforderung in der Luft- und Raumfahrtindustrie damals und heute am besten zusammen: den kritischen Bedarf an Wartung, Reparatur und Überholung von Flugzeugen.
Trotz Sikorskys trockenem Humor ist genau das, was Sie in der Realität nicht wollen, das, was der Erfinder des Hubschraubers beschreibt. Es ist zwar wichtig, einen wachsamen Piloten zu haben, aber technische Probleme sollten nicht während des Fluges gelöst werden müssen. Idealerweise sollte die Fehlersuche am Boden stattfinden, lange vor dem Abheben von Flugzeugen oder Raumfahrzeugen.
Heutzutage sind Wartung, Reparatur und Überholung, die in der Fertigung als MRO (Maintenance, Repair, Overhaul) bekannt sind, eine ganz eigene Teilbranche.
Mit einem geschätzten globalen Marktwert von 656 Milliarden US-Dollar, der bis 2032 auf über 800 Milliarden US-Dollar anwachsen soll, liegt es in der Verantwortung der Branchenführer, maximale Sicherheit in allen Luft- und Raumfahrt-Anwendungen sicherzustellen. In ihrer weitesten Definition bezieht sich MRO auf die Prozesse und Aktivitäten, die sicherstellen, dass Maschinen, Geräte und Systeme in optimalem Betriebszustand gehalten werden. Das bedeutet, dass sie bei Fehlfunktionen repariert und bei Bedarf überholt werden und so ihre Betriebsdauer verlängert wird.
Luft- und Raumfahrt und 3D-Scan-Technologie
MRO ist in Branchen wie der Luftfahrt, der Automobilindustrie, der Fertigung und der Versorgungswirtschaft unerlässlich, um die Zuverlässigkeit und Effizienz aller Teile, Baugruppen und Unterbaugruppen sicherzustellen. Alles von routinemäßigen Wartungsaufgaben bis hin zu Korrekturreparaturen wird abgedeckt und umfasst das Zerlegen, Inspizieren, Reparieren oder Ersetzen von Teilen sowie den Wiederzusammenbau von Geräten.
3D-Laserscanning-Technologien sind aufgrund ihrer Natur (Geschwindigkeit der Datenerfassung, Genauigkeit der Ergebnisse, Tragbarkeit sowie Wiederholbarkeit der Leistung) ein ideales Werkzeug für die Luft- und Raumfahrtindustrie. Dies wird durch das Wiedererstarkten des öffentlich und privaten Sektors unterstützt, der buchstäblich zu den Sternen aufbricht.
Nachdem die Industrie ihre jüngsten Verluste größtenteils wieder wettgemacht hat, besteht der nächste Schritt im Wachstum. Wie bei jeder Fertigungsanwendung ist ein erhöhter Durchsatz Dreh- und Angelpunkt für dieses Wachstum; mehr Teile durchlaufen die Qualitätskontrolle und Inspektion, und zwar schneller, was den MRO-Luftfahrtprozess beschleunigt. Eines der wichtigsten Werkzeuge in diesem Arsenal an Laser Scannern ist der Laser Tracker.
Ein laserfokussierter Blick auf den Laser Tracker
Ein Laser Tracker ist ein Präzisionsmessgerät, das entwickelt wurde, um die genaue Position von Objekten im Raum zu bestimmen. Werkzeuge wie der FARO® Vantage Laser Tracker verwenden einen Laserstrahl, um einen Zielreflektor oder einen Retroreflektor zu verfolgen. Der Tracker sendet Laserlicht in Richtung des Reflektors und misst dann die Zeit, die der Strahl für die Rückkehr benötigt. Durch kontinuierliches Verfolgen der Position des Reflektors kann der Laser Tracker die Koordinaten mit hoher Genauigkeit bestimmen. Diese Messungen sind von entscheidender Bedeutung für die Qualitätskontrolle, Ausrichtung und das Reverse Engineering in der Luft- und Raumfahrt.
Er eignet sich bestens für groß angelegte Anwendungen. Im Folgenden finden Sie spezifische Beispiele aus der Luft- und Raumfahrt:
- Triebwerke: Überholung und Reparatur von Jet- und Turboprop-Triebwerken, wobei die Leistung sichergestellt und die Sicherheitsstandards eingehalten werden.
- Fahrwerk: Wartung und Inspektion, um Ausfälle zu verhindern und einen sicheren Start und eine sichere Landung zu gewährleisten
- Avionik: Aufrüstung und Reparatur elektronischer Systeme für Navigation, Kommunikation und Überwachung
- Rumpf und Tragflächen: Strukturelle Reparaturen, einschließlich der Reparatur von Rissen und Korrosion
- Hydrauliksysteme: Wartung von Komponenten, die das Fahrwerk, die Bremsen und die Flugleitflächen steuern.
Natürlich gibt es auch bei Raumfahrzeugen Ausrichtungs- und Kalibrierungsbedarf. Dies reicht von Triebwerken und Antriebssystemen bis hin zu Solarmodulen, Hitzeschilden, Kommunikationssystemen und einer Vielzahl sich ständig ändernder und häufig aktualisierter wissenschaftlicher Instrumente.
Wie jedes Tool im Bereich 3D-Laser-Scannen sind Laser Tracker hilfreich, um eine präzise Ausrichtung von Teilen sicherzustellen. Für die Luft- und Raumfahrtindustrie kann dies Flügel/Solarmodule, Rumpf/Hauptkörper von Raumfahrzeugen und Triebwerksteile umfassen (wie oben für Flugzeuge erwähnt). Es kann auch die Inspektion von Komponenten zur genauen Messung des allgemeinen Verschleißes umfassen (die Wiedereintrittsgeschwindigkeiten in den niedrigen Erdorbit können über 27.350 km/h betragen, bei Temperaturen von bis zu 2.482 °C), die Kalibrierung von Werkzeugen und Vorrichtungen (um sicherzustellen, dass Herstellungsmaschinen innerhalb der Toleranzen liegen), sowie das Reverse Engineering, bei dem detaillierte Modelle bestehender Teile zur Replikation oder Verbesserung erstellt werden.
Für die von der NASA geplanten Artemis-Missionen zum Mond befinden sich derzeit drei Orion-Raumkapseln im Bau, und eine vierte Kapsel wurde bestellt. Um sicherzustellen, dass vier identische Raumfahrzeuge wirklich identisch sind, kann ein Gerät wie ein Laser Tracker von unschätzbarem Wert sein.
Auf ‘Kurs’ bleiben: Hardware-Software-Synergie
Neben den spezifischen Anwendungen in der Luft- und Raumfahrttechnik gibt es zusätzliche Vorteile beim Einsatz eines Laser Trackers für die Montage großer Teile. An erster Stelle steht die allgemeine Benutzerfreundlichkeit und Tragbarkeit des Geräts. Im Gegensatz zu einem traditionellen Koordinatenmessgerät ist es bei einem Laser Tracker nicht notwendig, das zu vermessende Teil zum Gerät zu bringen. Stattdessen können Sie das Gerät zum Teil bringen. Aufgrund eines geringeren Positionierungsbedarfs spart dies Zeit und erhöht die Genauigkeit. Darüber hinaus haben Laser Tracker im Vergleich zu Koordinatenmessgeräten (KMG) eine weniger steile Lernkurve und sind sicherer in der Anwendung.
Tatsächlich machen Laser-Tracker wie der Vantage die Vor-Ort-Messung so einfach und schnell, dass die Inspektionszykluszeiten um bis zu 75 % verkürzt werden. Diese Messungen können in Sekundenschnelle mit nominalen CAD-Daten verglichen werden, so dass die Teams entweder fundierte Anpassungen vornehmen oder unbesorgt weiterarbeiten können. Wie oben erwähnt, erhöhen solche Verbesserungen im Bereich Geschwindigkeit den Durchsatz. Dies wiederum macht in der Tat die gesamte Luft- und Raumfahrtindustrie schneller.
Es gibt auch eine überlegene Softwarekompatibilität, insbesondere mit der FARO® CAM2®-Software sowie mit vielen Drittanbietern. Die FARO CAM2-Software wurde speziell für die Verwendung mit jedem tragbaren KMG von FARO konzipiert, ermöglicht den Bedienern die Erfassung genauer Messungen und ist ideal für Qualitätssicherungs- und Inspektionsaufgaben in der Luft- und Raumfahrt.
Die Software eignet sich für die Verwaltung wiederholter Inspektionsroutinen mit Live-Trend- und statistischer Prozesssteuerung (SPC, Statistical Process Control) und bietet folgende Funktionen: es können mehrere Messgeräte gleichzeitig verwendet werden, um große Komponenten schnell messtechnisch zu erfassen; eine messtechnische Vernetzung im STL-Dateiformat, die nach Vermessung eines Masterbauteils (Prototyp oder Muster, der/das im Hinblick auf die Erfüllung aller Konstruktionsspezifikationen und Toleranzen verifiziert wurde) zuverlässig ist; geometrische Form- und Lagetoleranz (GD&T, Geometric Dimensioning and Tolerancing) – eine standardisierte Methode zur Identifizierung von Toleranzgrenzen für Form, Orientierung und Position von Merkmalen auf einem Teil.
FARO CAM2 bietet außerdem Berichterstellungsfunktionen, die es Unternehmen ermöglichen, Messdaten und -ergebnisse jederzeit und an jeden innerhalb des Unternehmens weiterzugeben. Darüber hinaus liefert es Echtzeit-Inspektionsergebnisse in einer benutzerfreundlichen Reihe von anpassbaren visuellen Berichten und bietet Einblicke in Prozessabweichungen und Warnmeldungen. So kann zeitaufwändigen Nacharbeiten und kostspieligem Ausschuss vorgebeugt werden, sodass Luft- und Raumfahrtunternehmen ihre Wartung, Reparatur und Überholungsprozesse verbessern können.
Anflug zur Landung
Selbst mit Igor Sikorskis gewaltigem Intellekt und technologischer Weitsicht ist es schwer vorstellbar, dass er mit einem gewissen Maß an Genauigkeit hätte vorhersagen können, wie weit die Welt sich in dem halben Jahrhundert seit seinem Tod entwickelt hat.
Heute hat sich die Luft- und Raumfahrtindustrie erheblich weiterentwickelt. Was mit einem kniffligen Doppeldecker-Prototyp und einem 12-sekündigen ca. 35 m langen Flug in Kitty Hawk, North Carolina, im Jahr 1903 begann, wurde, wenn man so will (wenn Sie die Raumsonden Voyager I und II in Betracht ziehen), zu mehr als 24 Milliarden Flugkilometern und es werden immer mehr. Die Federal Aviation Administration berichtet, dass ihre Air Traffic Organization (ATO) täglich über 45.000 Flüge und 2,9 Millionen Flugpassagiere auf mehr als 46 Millionen Quadratkilometer Luftraum abwickelt. Das sind über 16 Millionen Flüge pro Jahr. Die Anforderungen an die MRO für einen derart strengen Zeitplan sind überwältigend, ganz zu schweigen von der globalen Flotte.
Natürlich sind die zurückgelegten Kilometer und die zurückgelegte Distanz nur zwei Kennzahlen in der spannenden Geschichte der Luft- und Raumfahrtindustrie. Was oft übersehen wird, ist die Arbeit hinter den Kulissen; die Zeit, Energie und Anstrengung, die investiert werden, um sicherzustellen, dass jedes Flugzeug und jedes Raumschiff flugbereit ist. MRO ist die Teilbranche, die all dies möglich macht.
Und 3D-Laserscanning-Tools wie Laser Tracker im Allgemeinen und der FARO Vantage Laser Tracker im Besonderen tragen dazu bei, die Sicherheit einer Vielzahl von Fluggeräten, die in die Luft oder ins All fliegen, radikal zu verbessern. Des weiteren unterstützen sie auch die Luft- und Raumfahrtingenieure bei ihren laufenden Bemühungen, Nacharbeit, Abfall und Ausschuss zu reduzieren, Zeit zu sparen und den Durchsatz zu erhöhen, damit die gesamte Branche weiterhin Fortschritte machen kann.
Sikorsky hat möglicherweise die heutige Technologie nicht vorhergesehen. Aber er hatte vollkommen recht, als er den menschlichen Einfallsreichtum hinter unseren nahezu wundersamen Produkten lobte.
„Kreative Arbeit...bleibt ein äußerst wichtiger Faktor für den Fortschritt der Menschheit. Die Arbeit des Einzelnen bleibt weiterhin der Funke, der die Menschheit voranbringt.“
Sind Sie bereit, Ihren MRO-Prozess in der Luft- und Raumfahrt auf ein neues Niveau zu bringen?