M2-1.4 - Anwendung konfokaler Abstandssensoren zur Spaltmessung in einem aktiven Spalthaltungsmechanismus in einem elektrischen Fantriebwerk

Event

23. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2026
2026-06-09 - 2026-06-10
Nürnberg

Band

Vorträge

Chapter

Optische und IR-Sensoren 2

Author(s)

N. Herter, A. Hupfer - Universität der Bundeswehr München, Neubiberg

Pages

390 - 397

DOI

10.5162/sensoren2026/M2-1.4

ISBN

978-3-910600-11-9

Price

free

Abstract

Die präzise Erfassung des Schaufelspitzenspalts stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Bewertung und Optimierung des Betriebsverhaltens von Fantriebwerken dar. Insbesondere elektrisch angetriebene Antriebssysteme mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten und geringen Spaltweiten erfordern Messverfahren, die eine hochaufgelöste und berührungslose Abstandserfassung auch unter beengten Einbaubedingungen ermöglichen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist die experimentelle Bewertung konfokal-chromatischer Abstandssensoren zur schaufelindividuellen Erfassung des Schaufelspitzenspalts unter realitätsnahen Betriebsbedingungen. Hierzu wurden Untersuchungen an elektrisch angetriebenen Fantriebwerken mit Rotoren aus kohlefaserverstärktem Kunststoff (CFK) sowie integralen Aluminiumblisks durchgeführt. Neben der Messstabilität wurden insbesondere die Einflüsse hoher Drehzahlen, unterschiedlicher Oberflächeneigenschaften und begrenzter Einbauräume auf die Signalqualität untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine reproduzierbare und schaufelindividuelle Abstandsmessung auch bei Drehzahlen bis 24 000 min ¹ möglich ist. Gleichzeitig wird deutlich, dass die optischen Eigenschaften der Messoberfläche einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Messsignale besitzen. Die Untersuchungen bestätigen die grundsätzliche Eignung konfokal-chromatischer Abstandssensoren für die hochaufgelöste Schaufelspaltmessung in elektrisch angetriebenen Fantriebwerken. Die erzielten Ergebnisse bilden zugleich die messtechnische Grundlage für die Integration der Sensorik in ein aktives Spalthaltungssystem auf Basis auxetischer Strukturen. ⁻