Taxi Vibration Test - Die Anwendung von Output-Only Modalanalyse fur Standschwingungsversuche grosser Flugzeuge

摘要

Die Bauvorschriften fur die Verkehrszulassung von Flugzeugen fordern die experimentelle Ermittlung der Schwingungseigenschaften im Rahmen eines Standschwingungsversuchs (engl. Ground Vibration Test bzw. GVT). Bedingt durch Grosse und Gewicht moderner Transportflugzeuge stellt gerade die Schwingungsanregung eine besondere Herausforderung im GVT dar und hat somit einen wesentlichen Einfluss auf die Dauer dieses Versuchs. Als technische Schwierigkeiten sind hier zu nennen: (i) Zuganglichkeit der Erregerpunkte, (ii) grosse Schwingungsamplituden der Struktur und geringer Hub der Schwingungserreger, (iii) Eigendynamik der Stative zur Positionierung der Schwingungserreger. Output-Only Modalanalyseverfahren ermoglichen die Identifikation modaler Parameter nur aus gemessenen Schwingungsantworten, siehe [1] und [2]. Diese Verfahren finden gerade bei sehr grossen Strukturen Anwendung, fur die eine experimentelle Schwingungsanalyse unter Laborbedingungen unmoglich ist. Haufig werden Output-Only Verfahren in Verbindung mit ambienter Schwingungsanregung verwendet. Dabei hat man weder Einfluss auf den spektralen Inhalt der Erregerkrafte, noch auf deren raumliche Verteilung. In diesem Bericht wird untersucht, unter welchen Bedingungen Output-Only Modalanalyseverfahren als Alternative zu herkommlichen Verfahren eines GVT eingesetzt werden konnen. Dabei soll eine naturliche Anregung benutzt werden, wie sie z.B. beim Rollen uber unebene Fahrbahn entsteht. Dieses Verfahren wird als Taxi Vibration Test (TVT) bezeichnet. Es wird der Weg von der Idee des TVT-Verfahrens, uber die Modellbildung, bis hin zur Anwendung an einem Transportflugzeug vom Typ A320 dargestellt. Die Ergebnisse des TVT werden im Vergleich zu den Ergebnissen eines herkommlichen GVTs diskutiert.