VIRTIS

VIRTIS ist ein Wärmebildgerät, das Infrarotstrahlung auf Flugzeugkomponenten, vor allem Triebwerken, erfasst und abbildet, um Temperaturanomalien und Materialverschleiß ohne Demontage zu erkennen. Es verbindet sichtbare Lichbildgebung mit Infrarotspektroskopie, sodass Wartungstechniker gleichzeitig den physischen Zustand eines Bauteils und seine Wärmesignatur sehen können.

Das System funktioniert durch das Abtasten einer Zieloberfläche in einem Wellenlängenbereich, der typischerweise Mittelwellenlängen-Infrarot (3 bis 5 Mikrometer) und Langwellenlängen-Infrarot (8 bis 14 Mikrometer) umfasst. Diese Zwei-Band-Funktion unterscheidet es von einfachen Wärmekameras: VIRTIS kann nicht nur die Temperatur ermitteln, sondern auch die Emissivität und Materialeigenschaften des beobachteten Objekts. Das Spektrometermodul zerlegt das Infrarotlicht in seine Komponenten-Wellenlängen und erzeugt für jeden Pixel ein Spektrum, das dabei hilft, zwischen verschiedenen Ausfallarten zu unterscheiden: ein gerissenes Turbinenlaufschaufel, Kohlenstoffablagerungen auf einer Verdichterstufe und Lagerverschleiß erzeugen jeweils unterschiedliche Spektralsignaturen.

In der Praxis scannt VIRTIS während des Betriebs oder nach kontrollierten Testläufen die Hochtemperaturbereiche des Triebwerks. Ein Techniker richtet den Sensorkopf aus sicherer Entfernung, typischerweise 0,5 bis 2 Meter, auf die Zielzone und das Gerät erfasst sowohl ein Wärmebild als auch Rohdaten aus dem Spektrum. Der sichtbare Kanal bestätigt die Geometrie und Position von Merkmalen, während die Infrarotkanäle innere Spannungen, beginnende Risse, Korrosionsgruben und thermische Brücken offenbaren, die auf unmittelbar bevorstehende Ausfälle hindeuten. Triebwerke mit ungleichmäßiger Temperaturverteilung über Turbinenstufen hinweg zeigen beispielsweise Verdichterstall, Laufschaufel-Reibung oder Kühlsystem-Blockaden lange bevor eine herkömmliche Überprüfung diese erfasst.

Häufig auftretende Befunde und Fehler erkennen

VIRTIS ist besonders geeignet zur Erkennung von Hotspots und Kaltspots auf Turbinenlaufschaufeln, Brennkammermänteln und Gehäusen. Eine Laufschaufel, die 50 bis 100 Grad Celsius wärmer ist als ihre Nachbarn, deutet auf Reibung, Ablösung oder Verlust der Kühlströmung hin; kühlere Zonen deuten auf Ablagerungen oder Blockaden. Lagerpfannen, die während oder unmittelbar nach dem Triebwerkslauf gescannt werden, zeigen Temperaturanstiegsmuster, die mit Schmierfilmabbau und Reibung korrelieren. Das Gerät erkennt auch Delaminationen in Verbundstoff-Lüfterschaufeln und Matrixrisse in thermischen Sperrschichten auf Hochdruck-Turbinenlaufschaufeln; beide ändern die lokale Emissivität und erscheinen als subtile aber wiederholbare Signaturänderungen bei mehrfachen Abtastungen.

Der Begriff "Spektrometer" bei VIRTIS unterscheidet das Gerät von passiven Wärmekameras, die in der allgemeinen industriellen Thermografie verwendet werden. Ein Standard-Wärmebildgerät gibt die Temperatur an; VIRTIS gibt die spektrale Strahldichte über viele Wellenlängen an und ermöglicht damit materialspezifische Analysen. Das ist besonders wertvoll in High-Bypass-Turbofan-Triebwerken, in denen mehrere Legierungen, Beschichtungen und Verbundwerkstoffe in extremen Temperaturgradienten arbeiten. Militärische und kommerzielle Betreiber nutzen VIRTIS-Daten, um die Triebwerkslebensdauer zu verlängern, kostspielige Überholungen aufzuschieben und den Weiterbetrieb von Triebwerken zu rechtfertigen, die eine routinemäßige Boreskopüberprüfung freigeben würde, aber VIRTIS-Wärmehistorie warnt, dass genauere Überwachung erforderlich ist.