RADOM – Qualtitätskontrolle in der Luftfahrtindustrie

Das bildgebende Prüfen mit Terahertz-Wellen eignet sich hervorragend zur zerstörungsfreien Inspektion von glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen. Solche Strukturen werden beispielsweise für Radarkuppeln (Radom) von Flugzeugen eingesetzt, unter anderem zum Schutz der empfindlichen Radartechnik. Die Terahertz-Technologie ermöglicht das berührungslose Überprüfen der Strukturbeschaffenheit im Feldeinsatz oder direkt bei der Herstellung.

Sensoreinheit in der Werkzeugaufnahme der Fertigungsmaschine
© Fraunhofer ITWM
Sensoreinheit in der Werkzeugaufnahme der Fertigungsmaschine

Anforderungen an die Radarkuppel

Radarkuppeln müssen rauen Witterungsbedingungen und Einschlägen standhalten. Sie werden im Einsatz routinemäßig überprüft, aber bereits bei der Produktion müssen ihre strukturelle Integrität und die Transmissionseigenschaften für Funksignale optimiert werden. Bisher verwendete Prüftechniken wie Ultraschallverfahren und Klopftests können hierfür nur bedingt und gegebenenfalls nur unter speziellen Voraussetzungen eingesetzt werden.

Die Prüfung mit Terahertzwellen erlaubt das berührungslose und zerstörungsfreie Untersuchen der äußeren und inneren Struktur von Verbundwerkstoffen bei jedem Herstellungsschritt oder auch im Feldeinsatz. Weiterhin setzen wir bildverarbeitende Methoden zum automatischen Erkennen von Defekten oder anderen Merkmalen ein.

 

Spiralförmiges Abrastern des Radoms

Für das britische Unternehmen Meggitt Polymers & Composites haben wir ein industrielles 3D-Terahertz-Bildgebungssystem für die Inspektion von Radarkuppeln entwickelt. Das einfache Integrieren der Messeinheit in die Fertigungsanlage des Unternehmens ermöglicht ein spiralförmiges Abrastern des gesamten bis zu zwei Meter langen Radoms.

Abhängig vom Typ des Radoms variieren Dicke und Zusammensetzung der Struktur stark. Dies hat einen wesentlichen Einfluss auf die Eindringtiefe des Terahertz-Messsignals. Bei der Wahl der Sensorik gehen Unternehmen oftmals ein Kompromiss zwischen Bildauflösung und Eindringtiefe ein. Damit sowohl einige Zentimeter dicke als auch dünnere Strukturen mit der bestmöglichen Auflösung untersucht werden können, haben wir zwei unterschiedliche Terahertz-Sensoren miteinander angrenzenden Frequenzbereichen in ein Messsystem integriert. Für die verbesserte Tiefenauflösung lassen sich die Messdaten der beiden Sensoren kombinieren.

Die Struktur des Radoms besteht aus verschiedenen Lagen.
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Verschiedene Lagen unterschiedlicher Materialien (z.B. Aramid und Schaumstoffstrukturen) eines Radoms
Terahertz-Messeinheit
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Terahertz-Messeinheit mit angeschlossener Datenverbindung und Stromversorgung
Rekonstruierte Aufnahme des Radoms
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Rekonstruierte Aufnahme der Rückseite eines Radoms bei 100 GHz