Module 6: Materialen en Hardware — EASA Part-66 B2 Studiemateriaal
1. Moduleoverzicht
Module 6 van de EASA Part-66 syllabus (Bijlage I) behandelt de fundamentele kennis van vliegtuigmaterialen, hardware en hun toepassingen in onderhoud. Voor de B2 avionica-categorie legt deze module de nadruk op de relatie tussen materiaalkunde en elektrische/elektronische systemen, waaronder corrosiebescherming, elektrische bedrading, connectoren, bonding en afscherming. De module is gestructureerd in verschillende sub-onderwerpen:
6.1 Vliegtuigmaterialen — Ferro- en non-ferrometalen, composieten en hun eigenschappen
6.2 Corrosie — Typen, preventie en behandeling
6.3 Bevestigingsmiddelen — Bouten, moeren, klinknagels en borgmiddelen
6.4 Leidingen en Slangen — Typen en toepassingen
6.5 Veren, Lageringen en Overbrengingen — Basisprincipes
6.6 Elektrische Kabels en Connectoren — Bedrading, afscherming en terminatie
6.7 Vliegtuighardware — Klemmen, bindbanden en bevestigingsmiddelen
6.8 Niet-metalen Materialen — Kunststoffen, kitten en lijmen
6.9 Glasvezel — Principes en vliegtuigtoepassingen
De kennnisniveaus variëren van Niveau 1 (overzicht) tot Niveau 3 (gedetailleerde theorie met praktische toepassing). Voor B2-certificerend personeel ligt de nadruk specifiek op elektrische hardware, bonding en corrosiepreventie in relatie tot avionica-installaties.
2. Belangrijkste Concepten Uitgelegd in Detail
2.1 Metalen Vliegtuigmaterialen
Aluminiumlegeringen
Aluminium is het primaire constructiemateriaal in de vliegtuigbouw vanwege de gunstige sterkte-gewichtsverhouding. Het viercijferige aanduidingssysteem identificeert de belangrijkste legeringselementen:
Legeringreeks
Belangrijkste legeringselement
Typische toepassing
1xxx
Zuiver aluminium (99%+)
Elektrische geleiders, bekleding
2xxx
Koper
Vleugelhuiden, constructiedelen (2024-T3)
5xxx
Magnesium
Brandstoftanks, maritieme toepassingen
6xxx
Magnesium + Silicium
Rompspanten, fittingen (6061-T6)
7xxx
Zink
Hoogsterkte constructiecomponenten (7075-T6)
De temperaanduiding (bijv. -T3, -T6) geeft de warmtebehandeling en het mechanische bewerkingsproces aan. Zo is 2024-T3 oplossingsgegloeid, koudvervormd en natuurlijk verouderd om de karakteristieke sterkte te bereiken.
Belangrijke eigenschappen voor onderhoud:
2024-T3: Hoge vermoeiingsweerstand, uitstekend voor vleugelhuiden
7075-T6: Hoogste sterkte, maar gevoeliger voor spanningscorrosie
6061-T6: Goede corrosiebestendigheid, goed lasbaar, gebruikt voor fittingen
Titaniumlegeringen
Titanium biedt een uitzonderlijke combinatie van eigenschappen voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen:
Hoge sterkte-gewichtsverhouding (vergelijkbaar met staal bij ongeveer 60% van het gewicht)
Uitstekende corrosiebestendigheid, met name in zoutwateromgevingen
Uitstekende hoge-temperatuurprestaties (tot ongeveer 600°C)
Goede vermoeiingsweerstand
Veelvoorkomende toepassingen zijn motoronderdelen, landingsgestelcomponenten en bevestigingsmiddelen in corrosiegevoelige gebieden. Titanium's compatibiliteit met koolstofvezelcomposieten (geen galvanische corrosie) maakt het waardevol in moderne vliegtuigconstructies.#### Staallegeringen
Vliegtuigstaalsoorten worden geclassificeerd op basis van hun koolstofgehalte en legeringselementen:
Laag-koolstofstaalsoorten: Gebruikt voor algemeen beslag, kabeluiteinden
Middel-koolstofstaalsoorten: Veren, assen en tandwielen
Galvanische corrosie treedt op wanneer twee ongelijksoortige metalen in elektrisch contact staan in aanwezigheid van een elektrolyt. Het meer anodische metaal corrodeert bij voorkeur. De galvanische reeks rangschikt metalen van anodisch (actief) tot kathodisch (edel):
Opofferingsanoden zoals cadmium worden doelbewust gebruikt om edelere metalen te beschermen. Cadmiumplating op stalen bevestigingsmiddelen corrodeert bij voorkeur en beschermt zo het onderliggende staal.
Putcorrosie is een plaatselijke aantasting die kleine putjes op aluminiumoppervlakken veroorzaakt, die verschijnen als witte of grijze poederachtige afzettingen. Het komt vaak voor waar beschermende coatings zijn beschadigd, waardoor vocht en verontreinigingen het kale metaal kunnen bereiken.
Interkristallijne corrosie tast de korrelgrenzen van aluminiumlegeringen aan, met name 7075-T6. Het kan zich diep in het materiaal verspreiden terwijl het oppervlak slechts licht geëtst of gebladderd lijkt. Dit is bijzonder gevaarlijk omdat het kan leiden tot plotseling falen zonder zichtbare waarschuwing. Detectie vereist wervelstroom- of ultrasoon onderzoek.
Methoden voor corrosiepreventie:
Isolatie van ongelijksoortige metalen met behulp van niet-geleidende ringen (neopreen, nylon)
Beschermende plating (cadmium, nikkel, zink)
Primersystemen (roodoxide voor staal, zinkchromaat voor aluminium)
Afdichtingsmiddelen om vochtindringing te voorkomen
60.Breng chemische behandeling aan (conversiecoating)
61.Breng opnieuw beschermende afwerking aan
2.2 Composiet- en Niet-Metaalmaterialen
Thermohardende Kunststoffen
Thermohardende kunststoffen ondergaan tijdens het uitharden een onomkeerbare chemische verknopingsreactie. Eenmaal uitgehard, worden ze niet zacht bij verhitting — ze degraderen of verkolen voordat ze smelten. Dit is een fundamenteel onderscheid met thermoplasten.
Veelvoorkomende thermoharders in vliegtuigen:
Epoxyharsen (primaire matrix voor constructieve composieten)
Sandwichconstructies combineren composiethuiden met honingraatkernen (Nomex, aluminium) om hoge stijfheid met laag gewicht te bieden.Schadetypen bij composieten:
Delaminatie: Scheiding van lagen, vaak veroorzaakt door impact of vochtindringing
Deuken: Meestal veroorzaakt door impacts met lage energie (gevallen gereedschap, hangaruitrusting)
Scheuren: Matrixscheuren door overbelasting of impact
Breuk van vezels: Schade door impact met hoge energie
Inspectie van composietschade:
Voordat een reparatieschema wordt vastgesteld, moet de volledige omvang van de schade in kaart worden gebracht met behulp van:
Visuele inspectie
Tiktest (akoestische respons)
Ultrasone inspectie
Thermografie
De omvang van de schade moet worden vergeleken met de door de fabrikant toegestane schadelimieten (CMM/SRM). Reparaties moeten volgens goedgekeurde procedures worden uitgevoerd.
2.3 Bevestigingsmiddelen en Borgingsmiddelen
Massieve klinknagels
Massieve klinknagels zijn de primaire permanente bevestigingsmiddelen in vliegtuigconstructies. De klinknagel wordt geïnstalleerd door een sluitkop te vormen aan de blinde zijde.
Standaard afmetingen van de sluitkop:
Diameter: 1,5 × schachtdiameter
Hoogte: 0,5 × schachtdiameter
Klinknagelmaterialen moeten overeenkomen met de constructie om galvanische corrosie te voorkomen. Aluminium klinknagels worden geïdentificeerd aan de hand van kopmarkeringen (bijv. deukje voor 2117, verhoogde stip voor 2024).
Blinde klinknagels (popnagels)
Blinde klinknagels zijn ontworpen voor installatie op plaatsen waar de toegang tot de achterzijde beperkt is. Het zettingsgereedschap trekt een trekpen door het klinknagellichaam, waardoor de sluitkop wordt gevormd. De trekpen breekt vervolgens af op een vooraf bepaald punt.
Bouten en moeren
Vliegtuigbouten worden vervaardigd uit corrosiebestendig staal, gelegeerd staal of titanium. De kwaliteit van de bout wordt aangegeven door kopmarkeringen (bijv. X voor 125 ksi, XXXX voor 160 ksi).
Aanhaalmoment:
Aanhaalmomentwaarden worden gespecificeerd in de AMM of goedgekeurde documentatie
Gebruik een gekalibreerde momentsleutel
Breng het moment gelijkmatig aan, niet schokkerig
Aanhaalmomentwaarden gelden doorgaans voor droge schroefdraad, tenzij anders vermeld
Smering vermindert wrijving, waardoor een lager aanhaalmoment nodig is voor dezelfde klemkracht
Te hoog aanhaalmoment kan schroefdraad beschadigen, borgringen vervormen of de bout overbelasten. Te laag aanhaalmoment kan leiden tot loskomen onder trillingen.
Zelfborgende moeren
Zelfborgende moeren bieden trillingsweerstand zonder extra borgingsmiddelen:
Nylon inzetstuk (elastische stopmoer):
Een nylon kraag vervormt rond de boutdraad, waardoor wrijving ontstaat
Beperkt temperatuurbereik (doorgaans tot 120°C)
Te vast aandraaien kan het nylon inzetstuk vervormen of beschadigen, waardoor de borgwerking verloren gaat
Volledig metalen borgmoeren:
Gebruiken vervormde schroefdraad of een gesleufd zeskantig ontwerp
Geschikt voor gebieden met hoge temperaturen waar nylon inzetstukken zouden falen
Kunnen temperaturen boven 250°C weerstaan
Borgingsmiddelen
Splitpennen:
Worden door een gat in de bout gestoken en grijpen in de sleuven van een kroonmoer. De benen worden omgebogen om rotatie fysiek te voorkomen.
Veerringen:
Golfringen en splitringen oefenen een continue veerkracht uit om de voorspanning te behouden en loskomen onder trillingen te weerstaan.
Borgdraad (zekerheidsdraad):
Draad dat door gaten in bevestigingsmiddelen wordt geregen en gedraaid om rotatie te voorkomen. Moet zo worden geïnstalleerd dat losdraaien van het bevestigingsmiddel de draad aanspant.
2.4 Elektrische kabels en bedrading
Draadtypen en -selectie
Draaddoorsnede:
In de EASA Part-66-omgeving worden draaddoorsneden gespecificeerd in vierkante millimeters (mm²) volgens Europese normen. De dwarsdoorsnede moet een stroomsterkte bieden boven de verwachte belasting, rekening houdend met:
PVC wordt niet gebruikt in vliegtuigen vanwege brandbaarheidsrisico's en een lage temperatuurwaarde.
Minimale buigradius:
De standaard minimale buigradius voor draden is 10 keer de draaddiameter. Voor een draad van 2 mm is de minimale buigradius 20 mm. Dit voorkomt schade aan isolatie en geleider.
Kabelafscherming
Doel van afschermingen:
Kabelafschermingen (gevlochten of folie) omringen de geleiders om:
Elektromagnetische interferentie (EMI) te blokkeren
Een retourpad voor signalen te bieden
Uitstraling van signalen uit de kabel te voorkomen
Afsluiting van de afscherming:
Een correcte afsluiting van de afscherming vereist een pad met lage impedantie naar aarde:
Een 360-graden klem op de achterkap behoudt de effectiviteit van de afscherming
Het draaien tot een varkensstaart creëert een verbinding met hoge impedantie en wordt niet aanbevolen voor hoogfrequente signalen
Afschermingen worden geaard (gebonden) op gespecificeerde punten, vaak aan beide uiteinden voor RF-toepassingen
Getwiste aderpaarkabels
Getwiste aderpaarkabels worden gebruikt voor datatransmissie (ARINC 429, CAN-bus) omdat het twisten elektromagnetische interferentie opheft en overspraak tussen geleiders vermindert. Dit is cruciaal voor betrouwbare signaalintegriteit in avionicasystemen.
Coaxiale kabels
Coaxiale kabels bestaan uit:
Binnenste geleider (midden)
Diëlektrische isolatie
Gevlochten afscherming (buitenste geleider)
Buitenmantel
De gevlochten afscherming biedt een retourpad voor signalen en beschermt tegen externe EMI.
Glasvezelkabels
Glasvezelkabels in vliegtuigen gebruiken polyurethaammantels vanwege:
Uitstekende weerstand tegen slijtage
Weerstand tegen brandstoffen en hydraulische vloeistoffen
Mogelijkheid voor een breed temperatuurbereik
PVC wordt niet gebruikt vanwege gewichts- en brandbaarheidsproblemen. PTFE en nylon hebben specifieke toepassingen, maar zijn niet het primaire mantelmateriaal voor glasvezel in de avionica.
2.5 Elektrische hardware en connectoren
Connectoren
Elektrische connectoren in vliegtuigen zijn precisiecomponenten die elektrische integriteit moeten behouden onder trillingen, extreme temperaturen en blootstelling aan omgevingsinvloeden.
Connectortypen:
Ronde bajonet (snelle ontkoppeling)
Schroefkoppeling
Rechthoekig (rek en paneel)
D-subminiatuur (avionica)
Identificatie van connectorpinnen:
De juiste methode om een aansluiting te identificeren is het raadplegen van het bedradingsschema van het vliegtuig (AMM of WDM), dat het pinnummer voor elke draadfunctie specificeert. Kleurcodes zijn niet standaard voor pinidentificatie.
Onderhoud van connectoren:
Gebruik het juiste extractiegereedschap voor het verwijderen van relais en componenten uit contactdozen
Controleer de veilige vergrendeling van bajonetconnectoren door een lichte koppel in de vergrendelingsrichting uit te oefenen
Controleer de continuïteit tussen de achterkap en de connectorbehuizing met behulp van een ohmmeter met lage weerstand
Aderhulsen
Aderhulsen zijn kleine metalen buisjes die op het uiteinde van gestrand draad worden gekrompen om:
Rafelen te voorkomen
Een stevig aansluitpunt te bieden voor schroefaansluitingen
Betrouwbare, reproduceerbare verbindingen in avionica-rekken en aansluitdozen te garanderen#### Kabelbinders en Klemmen
Nylon kabelbinders bundelen draden en kabels, bieden mechanische ondersteuning en voorkomen beweging die schuren of beschadiging kan veroorzaken.
Klemmen bevestigen kabelbomen aan de constructie, voorkomen schuren en dempen trillingen. Nylon is het meest gebruikte materiaal voor klemmen vanwege het lichte gewicht, niet-geleidend vermogen en vlamvertragende eigenschappen.
Ferrietkralen
Ferrietkralen of -kernen die rond kabels worden geplaatst, dempen hoogfrequente ruis en EMI. Ze fungeren als een laagdoorlaatfilter, blokkeren hoogfrequente signalen terwijl gelijkstroom en laagfrequente signalen worden doorgelaten. Ze worden gebruikt op signaalkabels om interferentie met gevoelige avionica te voorkomen.
2.6 Bonding en Aarding
Doel van Bonding
Bondingbanden verbinden metalen delen om:
Elektrisch potentiaal tussen componenten gelijk te maken
Opbouw van statische lading te voorkomen
Een pad te bieden voor bliksemstromen om veilig naar de constructie te vloeien
Correcte werking van avionicasystemen te waarborgen
Bondingbanden
Bondingbruggen zijn doorgaans gemaakt van vertind kopergevlocht. Vertinnen biedt:
Bescherming tegen oxidatie en corrosie
Verbeterde soldeerbaarheid
Kritiek in brandstoftankomgevingen waar vocht en brandstofdampen corrosie versnellen
Inspectie van Bondingbruggen:
Een gebroken streng vermindert het dwarsdoorsnede-oppervlak en kan leiden tot oververhitting of falen. Gebroken strengen, corrosie of schade die de effectiviteit vermindert, maken de brug onbruikbaar. Lichte verkleuring is acceptabel; natuurlijke doorbuiging is normaal.
Voor antenne-installaties is de typische maximaal toegestane weerstand 10 milliohm. Een meting van 5 milliohm ligt ruim binnen de limieten.
2.7 Afdichtingsmaterialen
Afdichtingsmiddelen in Vliegtuigen
Afdichtingsmiddelen dienen meerdere doeleinden:
Vloeistofdichte barrières bieden
Drukintegriteit in drukschotten handhaven
Vochtindringing voorkomen die tot corrosie kan leiden
Aerodynamische gladheid bieden
Afdichting van Drukschotten:
Afdichtingsmiddelen op drukschotten zijn kritiek voor het handhaven van de cabinedruk en het voorkomen van vochtindringing. Het afdichtingsmiddel moet zijn eigenschappen behouden over het operationele temperatuurbereik van het vliegtuig en bestand zijn tegen veroudering.
Soorten Afdichtingsmiddelen:
Polysulfide (brandstoftankafdichtingsmiddelen)
Silicone (hogetemperatuurtoepassingen)
Polyurethaan (algemeen gebruik)
2.8 Batterijen en Gevaarlijke Stoffen
Nikkel-Cadmium (Ni-Cd) Batterijen
Ni-Cd batterij-elektrolyt is alkalisch (kaliumhydroxide). In geval van lekkage:
223.Neutraliseer het elektrolyt met een zwak zuur (boorzuur of azijn)
224.Reinig het gebied met water
225.Inspecteer op schade aan de omringende constructie
Droog afvegen is onvoldoende; het alkalische residu zal de constructie blijven aantasten.
3. Belangrijke Formules en Voorschriften
3.1 Draaddoorsnede en Stroomsterkte
Het stroomvoerend vermogen van een draad hangt af van:
Dwarsdoorsnede-oppervlak (mm²)
Temperatuurclassificatie van de isolatie
Omgevingstemperatuur
Bundelfactor (meerdere draden in een bundel verlagen de capaciteit)
3.2 Koppelberekeningen
Koppel met Verlengstukken:
Bij gebruik van een open sleutelverlenging of adapter verandert het effectieve koppel:\[ T_{werkelijk} = T_{aangegeven} \times \frac{L_{sleutel} + L_{verlengstuk}}{L_{sleutel}} \]
Waarbij:
\( T_{werkelijk} \) = werkelijk uitgeoefend koppel op het bevestigingsmiddel
\( T_{aangegeven} \) = aflezing van de momentsleutel
\( L_{sleutel} \) = afstand van het midden van de sleutel tot de handgreep
\( L_{verlengstuk} \) = lengte van het verlengstuk
3.3 Meting van Bindweerstand
Bindweerstand wordt gemeten met een laagohmige ohmmeter (milliohmmeter) met een vierdraads- (Kelvin-) verbinding om de leidingweerstand te elimineren.
3.4 Regelgevende Referenties
Part-66 (Verordening (EU) Nr. 1321/2014, Bijlage III):
Bijlage I definieert het basale kenniscurriculum
Module 6 behandelt Materialen en Hardware
Kennnisniveaus: Niveau 1 (overzicht), Niveau 2 (algemeen), Niveau 3 (gedetailleerd)
Part-145 (Goedkeuringen van Onderhoudsorganisaties):
Vereist goedgekeurde gegevens voor al het onderhoud
Schrijft het gebruik voor van goedgekeurde onderdelen met traceerbaarheid
Aanvaardbare Wijzen van Naleving (AMC) en Richtlijnenmateriaal (GM):
AMC 20-3: Richtlijnen voor elektrische bedradingsinterconnectiesystemen (EWIS)
Biedt aanvaardbare methoden voor het aantonen van naleving
AC 43.13-1B (FAA Advisory Circular):
Aanvaarde methoden voor vliegtuigonderhoud
Op grote schaal geraadpleegd voor bedradingspraktijken, binding en corrosiebeheersing
4. Veelvoorkomende Relaties Tussen Concepten
4.1 Corrosie en Materiaalkeuze
De keuze van materialen en beschermende afwerkingen wordt gedreven door corrosieoverwegingen:
Contact tussen ongelijksoortige metalen vereist isolatie (niet-geleidende ringen)
Opofferingsbescherming gebruikt meer anodische metalen om kathodische metalen te beschermen
Thermohardende kunststoffen: Onomkeerbare uitharding, worden niet zacht bij opnieuw verhitten
Schadetypen: Deuken door lage-energie-inslagen, delaminatie
Inspectie: Tiktest, ultrasoon, vergelijken met toegestane limieten
5.7 Onderhoudspraktijken
Goedgekeurde onderdelen: Gebruik alleen onderdelen vermeld in goedgekeurde documentatie
Draadreparatie: Zelfs inactieve draden moeten worden gerepareerd
Acculekkage: Alkalische elektrolyt neutraliseren met zwak zuur
Minimale afstand: 6 inch tussen bedrading en vloeistofleidingen
Koppelverificatie: Gebruik gekalibreerde apparatuur, volg AMM
5.8 Toepassing van Kennis op Niveau 3
Voor B2-certificerend personeel vereist kennis op Niveau 3:
Begrip van de onderliggende principes
Vermogen om kennis toe te passen in praktijksituaties
Onafhankelijke besluitvorming in onderhoudssituaties
Storingszoekend vermogen op basis van materiaal- en hardwarekennis
Samenvatting
Module 6 biedt de fundamentele kennis van materialen en hardware die essentieel is voor B2-vionicaonderhoud. De belangrijkste thema's zijn:
340.Materiaaleigenschappen bepalen hun toepassing en onderhoudsvereisten
341.Corrosie is het primaire degradatiemechanisme, dat systematische preventie en behandeling vereist
342.Bevestigingsmiddelen en borgmiddelen moeten correct worden geselecteerd, geïnstalleerd en aangedraaid
343.Elektrische bedrading en connectoren vereisen zorgvuldige behandeling, correcte terminatie en afscherming voor signaalintegriteit
344.Bonding en aarding zijn kritiek voor veiligheid en avionica-prestaties
345.Naleving van regelgeving waarborgt luchtwaardigheid door goedgekeurde gegevens, onderdelen en procedures
Beheersing van deze concepten stelt certificerend personeel in staat om goede onderhoudsbeslissingen te nemen, defecten te identificeren en reparaties uit te voeren die de luchtwaardigheid van het vliegtuig handhaven.
