Radom-Inspektion mit THz

Hinter der Flugzeugnase aus Verbundwerkstoff – dem Radom – verbirgt sich das Radargerät. Ein von uns entwickeltes Millimeterwellen-Terahertzsystem prüft bei der Firma Meggitt jeden einzelnen Radom in der Fertigung auf mögliche Defekte.

RADOM – Qualtitätskontrolle in der Luftfahrtindustrie

Die bildgebende Prüfung mit Terahertz-Wellen eignet sich hervorragend zur zerstörungsfreien Inspektion glasfaserverstärkter Verbundwerkstoffe. Solche Strukturen werden beispielsweise für Radarkuppeln (Radom) von Flugzeugen eingesetzt, unter anderem zum Schutz der empfindlichen Radartechnik. Die Terahertz-Technologie ermöglicht die berührungslose Überprüfung der Strukturbeschaffenheit im Feldeinsatz oder bereits 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 Herstellung 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 eine berührungslose und zerstörungsfreie Untersuchung der äußeren und inneren Struktur von Verbundwerkstoffen bei jedem Herstellungsschritt oder auch im Feldeinsatz. Weiterhin setzen wir bildverarbeitende Methoden zur automatischen Erkennung 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. Die einfache Integration der Messeinheit in die Fertigungsanlage des Unternehmens ermöglicht ein spiralförmiges Abrastern des gesamten bis zu zwei Meter langen Radoms.

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

Die Struktur des Radoms besteht aus verschiedenen Lagen.
© Fraunhofer ITWM

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