Sensori a fibra ottica per ali morphing
L'iniziativa Clean Sky dell'UE per aerei più ecologici comprende il concetto di SFWA (Aeromobile ad ala fissa intelligente), che impiega strutture alari morphing per ridurre la resistenza. Il progetto FOS3D ("Fiber optic system for deflection and damage detection"), finanziato dall'UE, sta sviluppando una tecnologia di sensori FO integrati per queste ali composite morphing. Le informazioni sulla deflessione saranno trasmesse agli attuatori piezoelettrici in lega a memoria di forma per il controllo di retroazione a circuito chiuso della deflessione. Il sistema di test non-distruttivo utilizzerà la tecnologia ad emissione acustica (AE) per il rilevamento precoce della presenza, posizione e dimensione del danno, nonché per monitorarne la propagazione. . Ad oggi, gli scienziati hanno analizzato tre diversi materiali e geometrie, simulando il comportamento delle ali morphing per calcolare le distribuzioni di sforzo lungo il sensore FO. Diverse forme di sensori FO sono stati inoltre studiati sperimentalmente in termini di campo di misura e risoluzione. Il lavoro sperimentale è stato completamente integrato dalla simulazione con modelli di metodo degli elementi finiti, al fine di studiare la propagazione delle onde ultrasoniche attraverso un evento AE simulato. . I primi test sulle prestazioni dei sensori in una delle tre geometrie (un pannello di plastica rinforzata con fibra di carbonio) hanno confermato le previsioni del modello in relazione all'intervallo di deformazione misurabile. I test hanno inoltre dimostrato la capacità del sensore FO di misurare la deflessione e gli eventi AE contemporaneamente. . Gli aeromobili del futuro potranno presto essere dotati di compositi auto-sensing con sensori FO leggeri e a basso costo. La misurazione della deflessione delle ali morphing e il contemporaneo monitoraggio dello stato delle strutture implicate durante il morphing ridurrà il consumo di carburante e le emissioni, migliorando la sicurezza. La significativa riduzione dei costi di esercizio e manutenzione avrà importanti conseguenze per la competitività del settore aerospaziale dell'UE.
