Zaawansowana platforma dostarcza informacji na temat lokalizacji i rodzaju defektów podczas lotu
Monitorowanie stanu konstrukcji (SHM) maszyny lotniczej podczas lotu obejmujące kompozytowe konstrukcje samolotowe jest skomplikowanym zadaniem, wymagającym stosowania wielu rodzajów czujników. Drgania są dobrym ogólnym parametrem, który pozwala znacznie ograniczyć liczbę urządzeń detekcyjnych. Jednakże praktyczne zastosowanie metod opartego na drganiach monitorowania stanu konstrukcji wymaga przeprowadzenia licznych sesji w warunkach rzeczywistych, podczas których system może nauczyć się wykrywania, identyfikacji i lokalizowania uszkodzeń. W ramach finansowanego ze środków UE projektu VIBRATION większość takich testów w warunkach rzeczywistych została zastąpiona symulacjami, co pozwoliło na znaczną oszczędność czasu i kosztów. Partnerzy projektu opracowali platformę SHM in situ, która może oszacować możliwość uszkodzenia konstrukcji kompozytowej podczas lotu na podstawie zmian charakterystyki drgań. W tym celu na początku wyprodukowali 40 małych elementów kompozytowych. Zbadano ich reakcję na drgania, aby określić podstawy dla dobrego stanu konstrukcji. Testy pomogły uzyskać wszelkie zmienne dotyczące materiałów, procesów produkcyjnych i dalszej obróbki. Niektóre małe elementy kompozytowe zostały później uszkodzone w określonych miejscach i w określonych warunkach. Elementy te zostały również przeanalizowane pod kątem reakcji na drgania, a następnie porównane ze zdrowymi konstrukcjami. Wysoka zmienność reakcji przyczynia się do opracowania dedykowanych narzędzi do analizy matematycznej, za pomocą których można odróżnić części uszkodzone od zdrowych z bardzo dużym prawdopodobieństwem. Naukowcy opracowali metodologię wykrywania uszkodzeń w celu zminimalizowania prawdopodobieństwa otrzymania fałszywie pozytywnych wyników. Wykonano modelowanie numeryczne konstrukcji, aby zwiększyć liczbę badań wizualnych dotyczących elementów i zwiększyć dokładność przewidywania uszkodzeń. Przeprowadzono ocenę skuteczności wykrywania uszkodzeń w celu zmierzenia prawdopodobieństwa uszkodzenia konstrukcji elementu kompozytowego i wskazania wartości progowej pomiędzy zdrową i uszkodzoną częścią. Platforma monitorowania stanu konstrukcji podczas lotu dla elementów kompozytowych na podstawie drgań przyczyni się do zmniejszenia złożoności sieci czujników i poprawy bezpieczeństwa pasażerów i załogi. Przyczyni się też do skrócenia czasu i obniżenia kosztów związanych z kontrolą i konserwacją, a tym samym pomoże zwiększyć konkurencyjność przemysłu lotniczego.
Słowa kluczowe
Monitorowanie stanu konstrukcji maszyny, konstrukcje samolotowe, drgania, VIBRATION, wykrywanie uszkodzeń