Hermetisch verschlossene Luftfahrtelektronik
Fortschrittliche faserverstärkte Verbundwerkstoffe bringen zahlreiche Vorteile mit sich, die in der Luft- und Raumfahrt von besonders hohem Nutzen sind. Sie sind leichter als Alternativen aus Metall, können für optimale Festigkeit und Steifigkeit speziell angepasst werden und zeichnen sich durch verbesserte Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aus. Bei guter Konstruktionspraxis ermöglichen sie auch eine kostengünstigere Montage, da weniger komplexe Teile und Befestigungsmittel erforderlich sind. Im Projekt SEALEDBOX (Aerospace housing for extreme environments) wurde die Anwendung von Verbundwerkstoffen zum Schutz elektronischer Geräte erfolgreich in Flugzeugumgebungen ohne Druckausgleich demonstriert. Eine Motorsteuereinheit wurde ausgewählt, um die SEALBOX-Lösung eines hermetisch abgeschlossenen, leichten und kostengünstigen Gehäuses zu demonstrieren. Die Forscher konstruierten die Abdeckungen an Ober- und Unterseite mit Verbundwerkstoffen für Gehäuse für Elektrogeräte neu, um die technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit nachzuweisen. Für diese Abdeckungen wurden gängige hochfeste Kohlenstofffasern sowie luftfahrttaugliches Infusions-Epoxidharz ausgewählt. Durch das Infusionsharz können die Herstellungskosten niedrig gehalten werden. Das Team führte Prüfungen mit Mustern durch, um verschiedene Materiallösungen zu untersuchen. Detaillierte Analysen zeigten, dass die Abdeckungen den äußerst dynamischen Bedingungen widerstehen konnten. Das ausgewählte Laminat erfüllte die Anforderungen an Gewicht und Steifheit, während die thermischen Ergebnisse dem Pendant aus Aluminium entsprachen. Die hergestellten Verbundwerkstoffstrukturen durchliefen erfolgreich Prüfungen zum Potentialausgleich sowie zur Widerstandsfähigkeit gegenüber Sand und Staub. Die Optimierungsarbeit trug dazu bei, Beschädigungen während der Lackierung zu vermeiden. Passende Gehäuse schützen elektronische Geräte vor rauen Betriebsbedingungen, verhindern Wärmeabfuhr und Funkstörungen und bieten elektrostatischen Entladungsschutz. Die Anwendung von Verbundwerkstoffen, die sich durch eine höhere Festigkeit auszeichnen, wird wesentlich zu effizienterer Leistungselektronik beitragen.
Schlüsselbegriffe
Luftfahrzeug, Elektronik, Verbundwerkstoffe, elektronische Geräte, Luft- und Raumfahrt
