W pełni zautomatyzowane systemy kontroli komponentów silników lotniczych
Choć nowoczesne statki powietrzne są zaawansowanymi technologicznie, mocno zautomatyzowanymi maszynami, ich konserwację i kontrole nadal w dużej mierze przeprowadza się ręcznie. Oznacza to, że nawet najbardziej rutynowe zadania konserwacyjne mogą być czasochłonne i niezwykle kosztowne, nie wspominając o podatności na błędy ludzkie. Dobrą wiadomością jest to, że powoli zaczyna się to zmieniać, częściowo dzięki finansowanym przez UE inicjatywom, takim jak projekt AUTHENTIC(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Dzięki wsparciu ze strony wspólnego przedsięwzięcia „Czyste niebo 2”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w ramach projektu opracowano w pełni zautomatyzowany system kontroli do wykrywania powierzchownych defektów w spawanych elementach silnika o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa. „Nasz niezawodny system ma potencjał do przeprowadzania szybszych kontroli komponentów w pełnej skali, wyeliminowania czynnika ludzkiej subiektywności podczas kontroli oraz stworzenia zdrowszego i czystszego środowiska pracy dla techników”, mówi Eider Gorostegui Colinas, starsza badaczka z firmy Lortek(odnośnik otworzy się w nowym oknie), będącej głównym partnerem projektu.
Wykorzystanie termografii indukcyjnej
Trzonem projektu jest wykorzystanie aktywnej termografii indukcyjnej, technologii wykorzystującej kamerę termowizyjną do badania rozchodzenia się ciepła na powierzchni – w tym przypadku spoin – podczas ich nagrzewania indukcyjnego. „Defekty działają jak bariery dla rozchodzącego się ciepła, a to skupienie wysokich temperatur w uszkodzonych obszarach jest bezpośrednio rejestrowane przez kamerę na podczerwień”, wyjaśnia Gorostegui Colinas. W ramach rozwiązania AUTHENTIC kontrole są przeprowadzane automatycznie przez robota, którego głowica wyposażona jest zarówno w kamerę termowizyjną, jak i induktor. „Każda głowica jest zaprojektowana do kontroli określonego obszaru komponentu. Gdy połączymy je w całość, zyskujemy pełny obraz całej kontrolowanej powierzchni”, mówi. Zarejestrowane dane są przetwarzane w celu stworzenia obrazów, które poddawane są automatycznemu wykrywaniu defektów za pomocą algorytmów, dostarczającemu dane na temat lokalizacji i rozmiaru defektów.
Wykrywanie pęknięć w dowolnej orientacji
To, co naprawdę wyróżnia rozwiązanie AUTHENTIC, to całkowicie nowy induktor: został on zaprojektowany w celu optymalizacji czasu kontroli, umożliwiając wykrywanie pęknięć w dowolnej orientacji. „Jest to bardzo ważne, ponieważ tradycyjne induktory są w stanie wykryć tylko pęknięcia ustawione prostopadle do indukowanego pola magnetycznego”, mówi Gorostegui Colinas. W przeszłości radzono sobie z tym, nadając głowicy robota większą swobodę obrotu, aby mogła wykryć wszelkie pęknięcia. Skutkowało to jednak większą złożonością systemu i dłuższym czasem kontroli.
Postawienie właściwego pytania
Aby przetestować adekwatność systemu, badacze zdecydowali się przeprowadzić analizę prawdopodobieństwa wykrycia (ang. probability of detection, POD). „Pytaniem nie jest »jakie najmniejsze pęknięcie jesteśmy w stanie wykryć za pomocą termografii«, ale »ile pęknięć przeoczyliśmy«”, mówi Gorostegui Colinas. „Innymi słowy, należałoby skupić się na wiarygodności, czyli czymś, o czym często zapomina się podczas opracowywania nowych systemów”. Wykorzystując metodę opartą na POD uwzględniającej liczbę wykrytych i niewykrytych pęknięć, naukowcy przetestowali różne zestawy próbek, aby wyliczyć najmniejsze pęknięcie, jakie system jest w stanie wiarygodnie wykryć.
Postępy techniczne
Projekt AUTHENTIC przyczynił się do postępu w dziedzinie automatycznej konserwacji i kontroli samolotów. „Termografia daje nowe możliwości, pozwalając na automatyzację zarówno kontroli, jak i wykrywania, eliminując możliwe błędy ludzkie w wykrywaniu defektów, ułatwiając testowanie dowolnego projektu i umożliwiając szybsze kontrole”, podsumowuje Gorostegui Colinas. Chociaż sam projekt dobiegł już końca, naukowcy nadal pracują nad swoim rozwiązaniem w celu jego ostatecznej industrializacji w najbliższej przyszłości.
