Bij European Transonic Windtunnel GmbH wordt het windtunnelsysteem momenteel vernieuwd en de mogelijkheden ervan uitgebreid. Dit omvat ook de modernisering van de werkplaats, waarvoor een Tiltenta 6-2300 van HEDELIUS werd aangekocht. Dit betekent dat hele en halve modellen van vliegtuigen met een lengte tot 2,30 m nu in één opspanning kunnen worden bewerkt.
De locatie van European Transonic Windtunnel ligt zeer dicht bij de luchthaven Köln/Bonn. De werkmaatschappij, ETW GmbH, is een organisatie zonder winstoogmerk die een buitengewone windtunnel exploiteert voor onderzoeks- en ontwikkelingsdoeleinden. Dit Europese gezamenlijke project werd in 1988 gelanceerd door Duitsland, Nederland, Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk en biedt nu werk aan 34 mensen. In 's werelds modernste windtunnelfaciliteit wordt onderzoek gedaan voor de burgerluchtvaart onder extreme omstandigheden en worden echte vluchtomstandigheden gesimuleerd op schaal. De modellen worden gebruikt om prototypes, productverbeteringen en innovatieve vliegtuigtechnologieën te testen op vliegeigenschappen, zuinigheid en geluidsreductie. De modellen moeten bestand zijn tegen drukken tot 4,5 bar en cryogene temperaturen tot -163° C. Ze worden geleverd door klanten uit de internationale luchtvaart en voldoen aan extreem hoge eisen en normen. Als iets op een model moet worden aangepast, is het noodzakelijk om snel te reageren en heel precies te werken. Hiervoor is een 5-assig Tiltenta 6-2300 zwenkspindel bewerkingscentrum van HEDELIUS aangeschaft.
”Nauwkeurigheid en flexibiliteit zijn vereist, we moeten op alles kunnen reageren. Als we de modellen terugsturen naar de klant en ze daar laten bewerken, zouden we minstens twee waardevolle dagen verliezen die noch onze klanten, noch wij ons kunnen veroorloven”, beschrijft André Kasper de situatie en legt hij de aankoop van de HEDELIUS-machine uit. Als projectmanager bij ETW is de industrieel ingenieur verantwoordelijk voor de uitbreiding en vernieuwing van de fabriek. Dr.-Ing. Peter Guntermann, Manager Operations & Administration, voegt toe: ”Het is belangrijk dat we flexibel zijn en geen kritische onderdelen van de modellen moeten uitbesteden.”
De bouw- en testfase van een model duurt meestal twee tot drie weken. Voorafgaand hieraan is met de klant een testplan opgesteld. In de voorbereidingsfase wordt het model, dat uit vele afzonderlijke onderdelen bestaat, geassembleerd. De sensoren en meetinstrumenten worden daarbij gebruikt - een vleugel kan ongeveer 280 gaten hebben - voordat het model uiteindelijk op een stang op de modelhouder van de testinstallatie wordt gemonteerd. Tussen het model en de stang zit de weegschaal, het hart van het meetsysteem. Het kan gebeuren dat de modellen moeten worden aangepast op de installatie of dat er tijdens de testen vormveranderingen nodig zijn. Dan is op bepaalde punten een zeer nauwkeurige bewerking nodig. ”Vroeger moesten we de modellen weer demonteren als we iets wilden aanpassen, maar met de HEDELIUS kunnen we het model nu met weinig moeite precies in één opspanning machinaal bewerken”, legt André Kasper uit. ”Het bereik van de Tiltenta 6 op de X-as van 2300 mm was daarom erg belangrijk voor ons.” Want de modellen kunnen een lengte van 2,30 m en een spanwijdte tot 1,60 m hebben.
De windtunnel moet extreme temperaturen en drukken opbouwen om realistische vliegomstandigheden te creëren. Bovendien moet de lucht extreem droog zijn. In de windtunnel zijn patrijspoorten voor camera's en verlichtingssystemen ingebouwd, zodat het model tijdens de test kan worden geobserveerd en de vervormingen kunnen worden gemeten. Er is 3000 ton vloeibare stikstof beschikbaar om het kanaal tijdens de testfase tot -163 °C te laten afkoelen. Alleen bij zulke lage temperaturen en drukken tot 4,5 bar kunnen omstandigheden worden gecreëerd die overeenkomen met de werkelijke vluchtomstandigheden op modelschaal. Dit heeft te maken met het Reynoldsgetal, een sleutelgetal uit de stromingsleer. Dit kan oplopen tot 80 miljoen voor grote vliegtuigen; andere windtunnels bereiken dergelijke waarden niet. André Kasper legt uit: ”Natuurlijk zijn er niet zulke lage temperaturen bij reële vluchten, maar om een echt stromingsgedrag te bereiken, moet de temperatuur zo laag zijn. Op deze manier kan het gedrag in de windtunnel worden gecorreleerd naar de werkelijkheid. Zo krijgen we de nauwkeurigheid die we nodig hebben.” Om ervoor te zorgen dat de modellen deze extreme testomstandigheden kunnen weerstaan, worden speciale staalsoorten met een hoge koudebestendigheid gebruikt. ”We verwerken hier vooral martensitisch staal, Marval 18 en Alloy A 286,” legt Karsten Horn, operator bij ETW, uit. Dit zijn vooral trekvaste materialen die bij zeer koude temperaturen niet broos worden. Daarom was er ook vraag naar een machine die deze materialen kon bewerken. De krachtige Celox-spindel van de Tiltenta 6-2300, met 14.000 min-1 en 29,00 kW vermogen, voldoet aan deze vereisten.
Naast de vliegtuigmodellen worden op de HEDELIUS ook reserveonderdelen voor de windtunnel en zeer kleine elektrotechnische componenten gefabriceerd. ”Insteltijden spelen voor ons meestal een ondergeschikte rol. We programmeren op de machine, een bewerking duurt normaal gesproken maar een paar minuten”, beschrijft Karsten Horn de situatie in de werkplaats. Bij ETW kom je er wel met een machine in de standaardconfigurtie, maar andere zaken waren veel belangrijker bij de aanschaf van de machine. ”De service was erg belangrijk voor ons, de machine moet draaien als we ze nodig hebben”, legt projectmanager Kasper uit. ”We hebben daarom vooraf met andere HEDELIUS-klanten contact opgenomen en van hen positieve feedback gekregen. Ondertussen kunnen we dit bevestigen.” Daarnaast was ook het ontwerp van het bewerkingscentrum overtuigend. Door de zijdelingse laadluiken kunnen de modellichamen ook gemakkelijk langer zijn en nog steeds in één opspanning worden verwerkt. Een detail van de Tiltenta 6-2300 dat ook overtuigend was, is de directe toegang tot het werkstuk. ”Van alle machines waar we naar keken, hadden we hier de beste toegang tot het werkstuk”, legt gebruiker Horn uit. Dit is onder andere te danken aan de lage tafelhoogte van ca. 800 mm en het speciale Tiltenta-design. Met het nieuw bewerkingscentrum moet ook professioneel gewerkt kunnen worden. Daarom heeft European Transonic Windtunnel GmbH besloten om gebruik te maken van de basis- en gevorderde cursussen van HEDELIUS. ”Ik heb nog nooit zo'n goede opleiding gekregen”, zegt gebruiker Karsten Horn, zichtbaar tevreden over de onlangs gevolgde gevorderde basiscursus zwenken.
