Titel Luftfahrt
Lufthansa Technik unterzog ein ausrangiertes Düsentriebwerk ausgiebigen Prüfstandversuchen, um Daten zu sammeln. - © Lufthansa Technik

Lufthansa Technik nutzt Big Data für Triebwerkswartung

Big Data soll bessere Prognosen über Alterungsprozesse und Abnutzungserscheinungen ermöglichen. Das Projekt ist Teil der Digitalisierungsstrategie

Ohne funktionierende Triebwerke bleiben moderne Verkehrsflugzeuge am Boden. Sie gehören zu den komplexesten Komponenten des Systems Flugzeug. Entsprechend aufwändig sind Wartung, Instandhaltung und die nötigen Reparaturen. Lufthansa Technik untersuchte zwischen Januar 2014 und Dezember 2016 zusammen mit Partnern aus Forschung und Industrie einen neuen Weg, die Triebwerkswartung effektiver zu machen. Dabei sollen Prognosen über die gesamte Lebensdauer eines einzelnen Triebwerks helfen, Wartungsintervalle besser zu planen und mögliche Schäden frühzeitig einschätzen zu können.

Am Forschungsprojekt APOSEM waren neben Lufthansa Technik das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die Technische Universität Braunschweig, die Universität Stuttgart und die auf Simulation spezialisierte US-Firma ANSYS beteiligt. „APOSEM“ steht für „Advanced Prediction of Severity Effects on Engine Maintenance“, zu deutsch etwa „Fortgeschrittene Vorhersage von gravierenden Wirkungen auf die Triebwerkswartung“.

Alterungsprozesse von Triebwerken besser vorhersagen

Lufthansa Technik will auf der Basis seiner über lange Zeit gewonnenen Triebwerksdaten Vorhersagemodelle entwickeln, mit deren Hilfe Komponenten über ihre gesamte Lebensdauer betrachtet werden. So sollen bessere Prognosen über Alterungsprozesse, Abnutzungserscheinungen und andere Parameter möglich werden. Das Unternehmen greift dabei auf die Daten zurück, die es im Laufe des sogenannten „engine condition monitoring“ gesammelt hat. Bei diesen „engine condition monitoring“ überwacht Lufthansa Technik schon seit rund 30 Jahren Kundentriebwerke auf elektronischem Wege im täglichen Betrieb. Die Daten werden im Rechenzentrum des Unternehmens in Frankfurt gesammelt und ausgewertet.

Versuchstriebwerk auf dem Prüfstand

Für „APOSEM“ nutzten die Forscher auch die Ergebnisse eines eigenen Triebwerksversuchs. Dabei wurde ein ausgedientes Triebwerk vom Typ CFM56-5C mit einer Vielzahl zusätzlicher Messinstrumente versehen. Das Triebwerk lief längere Zeit auf dem Prüfstand. „So konnten wir weitere Daten sammeln“, erläutert Lufthansa Technik-Sprecher Thomas Erich, „das Triebwerk wurde in allen möglichen Szenarien getestet.“ So bekamen die Experten einen tieferen Einblick in das Triebwerksverhalten bei Regen oder trockenem Wetter, beim Anlassen, bei Start, Landung und Rollen auf dem Vorfeld, aber auch in extremen klimatischen Verhältnissen. Möglich ist nun auch, die Auswirkungen der Luftströmung durch das Triebwerk und die Alterungsprozesse der Turbine besser zu verstehen. Zudem diente der Triebwerksversuch dazu, die im Rahmen von APOSEM entwickelten Computermodelle und ihre Prognosen zu testen.

Nutzen von Big Data

Voraussagen gerade über Alterung und Verschleiß am Triebwerk waren bislang nur schwer möglich. Bislang stützt sich Lufthansa Technik auf Daten aus dem Flugbetrieb und aus der vertraglich vereinbarten Triebwerksüberholung. Allerdings machen die so genannten „Big Data“-Technologien, mit denen sehr große Datenmengen verarbeitet und ausgewertet werden können, nun präzisere Vorhersagen möglich. „Jetzt bietet sich die Möglichkeit, etwa Alterungsprozesse und Abnutzungserscheinungen besser vorherzusagen“, so Thomas Erich weiter, „außerdem können wir wesentlich präziser in den Motor eingreifen als bisher.“

Wenn die Experten beispielsweise wissen, dass ein Triebwerk in Wüstenklima geflogen wird, rechnen sie mit Schäden durch Sand und Staub. Das können verstopfte Kühlbohrungen und andere Schäden an den Turbinenschaufeln sein oder durch Sandpartikel abgeschliffene Keramikteile. Dann überprüfen sie anhand der Triebwerksdaten, ob das zutrifft. APOSEM selbst diente zum Sammeln von Wissen, die später zu konkreten Produkten führen sollen.

Die Digitalisierungsstrategie von Lufthansa Technik

Das Projekt gehört zur Digitalisierungsstrategie des Unternehmens. Unter dem Stichwort „predictive maintenance“ oder 'vorausschauende Wartung’ nutzt das Unternehmen seine Daten über die Flugzeuge seiner Kunden, um Wartungszyklen präziser zu planen. Außerdem kann das Unternehmen seinen Kunden besser wirtschaftlich machbare Wartungspläne anbieten, die gleichzeitig den in der Luftfahrt vorgegebenen Sicherheitsstandards entsprechen. „Über predictive maintenance kann ich für den Kunden maßgeschneiderte Programme entwickeln, die sich am realen Zustand des Flugzeugs orientieren“, so Thomas Erich.
fl/ag

Quellen und weitere Informationen:
www.lufthansa-technik.com

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