Drohnen
Sonnensimulation für Drohnen und unbemannte Luftfahrzeuge
Drohnen sind bei Transport, Bereitstellung und Nutzung unterschiedlichen Umweltbedingungen ausgesetzt. Direkte Sonneneinstrahlung kann Außenflächen erwärmen und den Temperaturzustand darunterliegender Komponenten beeinflussen. Wie sich diese Belastung verteilt, hängt unter anderem von Geometrie, Material, Oberflächenbeschaffenheit und Einbausituation ab.
Eine definierte Sonnensimulation ermöglicht es, diese Zusammenhänge am Boden unter vergleichbaren Bedingungen zu untersuchen. Einzelne Materialproben, Gehäusebaugruppen oder vollständige Prüflinge können dabei entsprechend dem festgelegten Untersuchungsziel betrachtet werden.
BF Engineering entwickelt Bestrahlungssysteme für solche Umweltprüfungen. Die Auslegung wird auf die Prüflingsabmessungen, die relevanten Bestrahlungsflächen und die benötigte Messinstrumentierung abgestimmt.
Solare Einflüsse auf den Prüfling nachvollziehbar erfassen
Bei einer Bestrahlungsprüfung wird untersucht, wie sich äußere Strahlungsbelastung auf den Temperaturzustand des Prüflings überträgt. Im Mittelpunkt können einzelne Außenflächen, Gehäusebereiche oder der Zusammenhang zwischen Oberflächen- und Innentemperaturen stehen.
Für Vergleichsversuche werden Ausgangszustand, Orientierung und Umgebungsbedingungen festgelegt. So lassen sich unterschiedliche Ausführungen unter derselben äußeren Belastung gegenüberstellen. Die Bewertungskriterien werden bereits vor Beginn der Untersuchung definiert.
Typische Untersuchungsschwerpunkte:
- Aufheizung von Außenflächen und Gehäusen
- Temperaturentwicklung in ausgewählten Einbauräumen
- Vergleich verschiedener Gehäuse- und Oberflächenausführungen
- Einfluss unterschiedlicher Bestrahlungsrichtungen
- Aufheiz- und Abkühlverhalten während definierter Prüfphasen
Die Strahlungsanordnung an die Geometrie anpassen
Unbemannte Luftfahrzeuge können stark unterschiedliche Formen und Abmessungen aufweisen. Die Bestrahlung wird deshalb auf die tatsächlich zu untersuchenden Flächen abgestimmt. Dabei werden gekrümmte Oberflächen, hervorstehende Bauteile und mögliche Abschattungen berücksichtigt.
Je nach Prüfziel werden konstante Expositionen oder festgelegte zeitliche Belastungsprofile vorgesehen. Spektrum, Bestrahlungsstärke und räumliche Verteilung werden gemeinsam definiert, damit die eingebrachte Belastung zur Fragestellung passt.
Wichtige Auslegungsgrößen:
- Abmessungen und Kontur des Prüflings
- Lage der relevanten Bestrahlungsflächen
- Strahlungsspektrum und Bestrahlungsstärke
- Einstrahlrichtung und Abstand zur Strahlungsquelle
- Expositionsdauer und zeitlicher Belastungsverlauf
Oberflächen und Werkstoffverbunde vergleichend untersuchen
Gehäuse, Abdeckungen und Verkleidungen können aus unterschiedlichen Werkstoffen und Schichtaufbauten bestehen. Für eine Untersuchung werden Material, Beschichtung und Verarbeitung dokumentiert. Bei Verbundbauteilen gehört auch der Aufbau der untersuchten Probe zur Beschreibung.
Materialvergleiche können an kleinen Proben beginnen und anschließend durch Untersuchungen an repräsentativen Baugruppen ergänzt werden. Welche Aussagen übertragbar sind, hängt davon ab, wie gut Probenaufbau und Randbedingungen die spätere Einbausituation abbilden.
Mögliche Prüflinge:
- Kunststoffgehäuse und Abdeckungen
- Faserverstärkte Materialproben
- Lackierte und beschichtete Außenflächen
- Dichtungen und flexible Verbindungselemente
- Repräsentative Gehäuse- und Materialverbunde
Äußere Belastung und Temperaturreaktion gemeinsam dokumentieren
Die Messplanung verbindet die Kontrolle der Bestrahlung mit der Temperaturerfassung am Prüfling. Referenzpositionen werden so festgelegt, dass die äußeren Bedingungen bei wiederkehrenden Versuchen überprüft werden können.
Ergänzende Messstellen zeigen die Entwicklung an ausgewählten Oberflächen und im Inneren. Sensorbefestigungen und Leitungsführung werden berücksichtigt, damit sie die Bestrahlung und den thermischen Zustand möglichst wenig beeinflussen.
Wichtige Mess- und Dokumentationsgrößen:
- Bestrahlungsstärke an definierten Referenzpositionen
- Oberflächentemperaturen an ausgewählten Bereichen
- Temperaturen in relevanten Gehäuseinnenräumen
- Umgebungsbedingungen und Ausgangszustand
- Zeitliche Zuordnung von Bestrahlung und Temperaturverlauf
Den Versuchsaufbau an Prüfling und Laborumgebung anpassen
Die Bestrahlungsanlage wird mit der Prüflingsaufnahme, der Sensorik und der vorhandenen Prüfumgebung abgestimmt. Für wiederkehrende Untersuchungen sind eine definierte Positionierung und ausreichend Zugang zur Instrumentierung wichtig.
BF Engineering plant die Bestrahlungstechnik passend zu den vereinbarten Prüfbedingungen. Schnittstellen zur Klimatisierung, Datenerfassung und übergeordneten Steuerung werden projektbezogen festgelegt.
Für die Integration relevant:
- Prüflingsaufnahme und wiederholbare Positionierung
- Freiräume für Sensorik und Leitungsführung
- Elektrische Versorgung und zusätzliche Wärmeabgabe
- Schnittstellen zu Klimatisierung und Datenerfassung
- Zugänglichkeit für Prüflingswechsel und Wartung
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