Возможность контролировать состояние авиационной и космической техники, в частности, фюзеляжей и крыльев самолетов, несущих винтов вертолетов и корпусов космических станций закладывается еще на стадии проектирования. Мониторинг внешних механических воздействий, например, вдавливаний или ударов, в том числе от боевых снарядов, и быстрое реагирование на такие проблемы может помочь сохранить жизнь людям, находящимся на борту, а также само судно. Одним из перспективных направлений по определению дефектов в корпусах летательных аппаратов являются оптоволоконные пьезоэлектролюминесцентные датчики, которые диагностируют повреждения по светоотдаче люминофора — материала, который ярко светится при действии электрического напряжения или механической нагрузки. Ученые Пермского Политеха разработали электромеханическую модель функционирования такого оптоволоконного датчика, который поможет экипажу определять характер и локацию воздействия жестких частиц на фюзеляж самолетов и космических аппаратов.
Пермская разработка поможет диагностировать повреждения самолетов / ©Getty images
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале Russian Aeronautics. Датчик представляет собой оптоволокно с композитным механолюминесцентным покрытием, светящимся при механическом воздействии, и встраивается на этапе производства в индикаторный полимерный слой композитных конструкций, например, фюзеляжа или крыльев самолетов.
Датчик осуществляет индикацию, мониторинг и обнаружение внешних силовых воздействий на поверхность полимерного индикаторного покрытия, а также возможное образование дефектов и повреждений. Диагностирование осуществляется по результатам цифровой обработки приемником-анализатором величины интенсивности информативного светового сигнала, которая происходит на выходе из оптоволокна датчика по специально разработанным для этого алгоритмам.
«Для диагностирования внешнего механического воздействия на аэрокосмическую технику мы разработали электромеханическую модель индикаторного полимерного покрытия со встроенным оптоволоконным пьезоэлектролюминесцентным датчиком на основе механолюминесцентного эффекта – светоотдачи при механической нагрузке с целью обнаружения и локации внешних силовых воздействий жестких частиц, таких как град, осколки бетонной крошки при взлете и посадке самолета и космический мусор.
Когда жесткие частицы ударяются или вдавливаются, например, в поверхность крыла самолета, где есть индикаторное полимерное покрытие, то датчик это заметит изменением интенсивности светового сигнала на выходе из оптоволокна, а приемник-анализатор идентифицирует, определит величину и расположение этого воздействия», — рассказывает профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций, доктор физико-математических наук Андрей Паньков.
Разработка ученых Пермского Политеха позволит эффективно проводить мониторинг нежелательных внешних механических воздействий и контролировать состояние ответственных элементов авиационной и космической техники. Благодаря этому, можно будет проводить своевременный ремонт образовавшихся дефектов, избежав нежелательного последующего роста повреждений, и обеспечить высокий уровень надежности и долговечности современной аэрокосмической техники.
Комментарии
Каких самолетов? Рф сколько самолетов вообще выпустила за этот год?
46 штук. Весьма немного, вертолетов, к примеру в семь с лишним раз больше.
Действительно немного. Но, слава Байдену, через 10 лет цифры выпуска новых самолетов ту нас тоже будут измеряться сотнями в год, как вертолетов сейчас.
Я вообще не понимаю, о чем можно содержательно дискутировать с жопоголиками...)