Ulepszony strukturalny system monitorowania stanu samolotów pasażerskich
Regularne kontrole struktur samolotu przeprowadza się zarówno w trakcie testów naziemnych, jak i podczas testów wykonywanych w powietrzu. Tego rodzaju inspekcje wykonuje się ręcznie. Wymagają one częstego wstrzymywania testu i uziemienia samolotu, co skutkuje wysokimi kosztami.
Innowacyjna technologia inspekcji samolotu w czasie rzeczywistym
W ramach Czystego Nieba 2, partnerstwa publiczno-prywatnego pomiędzy Komisją Europejską a europejskim przemysłem lotnictwa, zespół badaczy z finansowanego przez Unię Europejską projektu DIMES zajął się opracowaniem zintegrowanego systemu pomiaru na potrzeby samolotów pasażerskich. System monitoruje stan struktury – płatowca – podczas lotu i znajduje uszkodzenia bądź awarie, takie jak pęknięcia czy delaminacja powierzchni. Eann Patterson, koordynator projektu DIMES, wyjaśnia: „System ten może monitorować stan wybranych obszarów struktury w czasie rzeczywistym, w sposób ciągły, zarówno podczas testów naziemnych, jak i potencjalnie w trakcie lotu”. Jest on w stanie rozpoznawać oznaki uszkodzenia na znacznie wcześniejszym etapie niż standardowa kontrola manualna.
Zalety zaawansowanej technologii
System DIMES z powodzeniem zaprezentowano podczas pełnych testów naziemnych części kadłuba w placówce Airbus we francuskiej Tuluzie, a także podczas testów skrzydła w placówce Airbus w Filton w Zjednoczonym Królestwie. „Połączyliśmy tradycyjne punktowe czujniki obciążenia, w formie wskaźników oporu elektrycznego, z bardziej zaawansowanymi czujnikami optycznymi, w tym światłowodowymi siatkami Bragga, obrazowaniem na podczerwień oraz cyfrową korelacją obrazów”, wyjaśnia Patterson. Wszystkie te czujniki są monitorowane lokalnie przez komputery wielkości karty kredytowej, do których można uzyskać zdalny dostęp, aby zweryfikować dane. Koszty, wielkość oraz masa zintegrowanego systemu, a także energia konieczna do zasilania go, są na tyle małe, że opłaca się montować go na pokładzie samolotów.
Zdalny system montażu w trakcie pandemii
Zespół stworzył projekt systemu w niecałe cztery miesiące. Rok później, gdy laboratoria badaczy były zamknięte ze względu na pandemię, zamontowali oni pierwszy działający prototyp w części skrzydła samolotu na stanowisku testowym w Empa, Szwajcarskich Federalnych Laboratoriach na potrzeby Materiałów, Nauki i Techniki w Zurychu. Było to duże osiągnięcie. „Choć pandemia opóźniła realizację projektu, szczególnie demonstracje w placówkach firmy Airbus, przyczyniła się jednocześnie do rozwoju zdalnych systemów montażu, co umożliwiło członkom naszego zespołu w Szwajcarii i Zjednoczonym Królestwie pokierować w czasie rzeczywistym montażem naszego zintegrowanego systemu pomiaru w kokpicie w placówce Airbus w Tuluzie”, dodaje Patterson. Sukces tego projektu był po części możliwy dzięki długofalowym relacjom pomiędzy partnerami a firmą Airbus, a po części dzięki poprzednim projektom, w tym projektowi INSTRUCTIVE realizowanemu w ramach inicjatywy Czyste Niebo 2, którego twórcy poczynili duże postępy w dziedzinie technologii pomiarów w podczerwieni. Dodatkowo w Zjednoczonym Królestwie firma Airbus oraz Rada Naukowa ds. Inżynierii i Nauk Fizycznych ufundowały stypendium dla doktorantów, co zaowocowało powstaniem nowych algorytmów przetwarzania obrazów, dzięki którym można rozpoznać oznaki uszkodzeń. Na dłuższą metę prawdopodobnie zmieni się metodologia prowadzenia kontroli konstrukcji samolotów opartej na stanie. Dzięki temu możliwe będzie prowadzenie testów naziemnych przez całą dobę, siedem dni w tygodniu, co pozwoli zaoszczędzić blisko trzy miesiące na każde 12 miesięcy testów. „Pomoże to ograniczyć czas produkcji nowych samolotów”, podsumowuje Patterson.
Słowa kluczowe
DIMES, samolot, test, kontrola, system pomiaru, czujniki, monitorowanie
