Czujniki światłowodowe do zmieniających kształt skrzydeł
Europejska inicjatywa "Czyste niebo" na rzecz produkcji bardziej ekologicznych samolotów obejmuje koncepcję inteligentnego stałopłata (SFWA) opartą na konstrukcji skrzydła o zmiennym kształcie z myślą o obniżeniu oporu. W ramach finansowanego ze środków UE projektu FOS3D ("Fiber optic system for deflection and damage detection") prowadzone są prace nad wbudowywaną technologią czujników FO do tego typu kompozytowych skrzydeł o zmiennym kształcie. Informacje o odchyleniu będą przekazywane do piezoelektrycznych siłowników ze stopu z pamięcią kształtu w celu kontroli odchylenia na podstawie informacji zwrotnej uzyskanej z badań w pętli zamkniętej. System testów nieniszczących będzie działał w oparciu o technologię emisji akustycznych (AE) do wczesnego wykrywania istnienia, umiejscowienia i rozmiaru uszkodzenia, jak i monitorowania propagacji uszkodzeń. . Dotychczas naukowcy przeanalizowali trzy różne materiały i geometrie, symulując zachowanie skrzydeł o zmiennym kształcie do obliczania rozkładu ich odkształceń wzdłuż czujnika FO. Różne kształty czujników FO zostały również poddane badaniom eksperymentalnym w celu dokonania pomiaru zakresu i rozkładu odkształceń. Zwieńczeniem prac doświadczalnych była symulacja z użyciem modeli stworzonych metodą elementów skończonych mającą zbadać propagację fali ultradźwiękowej poprzez symulację zdarzenia AE. . Pierwsze testy wydajności czujnika w jednej z trzech geometrii (panelu z tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami węglowymi) potwierdziły modelowe prognozy dotyczące zakresu mierzalnej deformacji. Testy ukazały także zdolność czujników FO do pomiaru odchylenia i zdarzeń AE jednocześnie. . Wkrótce samoloty przyszłości będą zbudowane z kompozytów samoodczytujących wykorzystujących niskonakładowe i lekkie czujniki FO. Jednoczesny pomiar odchylenia skrzydeł o zmiennym kształcie z funkcją monitorowania stanu konstrukcji powiązanych struktur podczas zmiany kształtu zmniejszy zużycie paliwa i poziom emisji, zwiększając bezpieczeństwo. Wyraźne obniżenie kosztów eksploatacji i konserwacji będzie miało istotny wpływ także na konkurencyjność europejskiego przemysłu lotniczego.
