Výsledný senzor opotrebenia bude mať podobu tenkej odľahčenej fólie, ktorá bude flexibilná a bude ju možné aplikovať prakticky do každej časti lietadla.
Senzory opotrebenia vyrábajú vedci v Zlíne z polymérnych materiálov na základe špecifickej receptúry. Vďaka tomu majú senzory nízku hmotnosť a sú cenovo dostupnejšie. Zdroj: CPS UTB
Vedci z Centra polymérnych systémov (CPS) Univerzity Tomáša Baťu (UTB) v Zlíne vyvíjajú polymérne materiály, ktoré budú slúžiť na výrobu bezpečnostných senzorov používaných v leteckom priemysle. Na rozdiel od senzorov z keramiky, ktoré sa dnes v lietadlách bežne používajú, budú ľahšie a cenovo dostupnejšie.
Bezpečnostné senzory opotrebenia sa v súčasnosti v leteckom priemysle používajú často. Väčšinou sú na báze keramických materiálov, ktorých hustota je pomerne vysoká, a preto sú pomerne ťažké, krehkejšie a drahšie. Využívajú sa teda len na tých častiach lietadla, pri ktorých sa predpokladá najčastejšie opotrebovanie.
„Senzory opotrebenia zaznamenávajú pri lietadlových konštrukciách vibrácie určitých častí lietadla, napríklad krídel či motorov, a vyhodnocujú, či fungujú tak, ako majú. Sú však malé a ťažké, takže sa nedajú použiť úplne všade. Na určitých častiach lietadla senzory opotrebenia teda ani nie sú. Tieto časti kontrolujú bezpečnostní technici osobne vizuálnou formou alebo pomocou prístrojov,“ vysvetľuje Miroslav Mrlík, riešiteľ projektu a vedec z CPS UTB.
Súčasť európskeho projektu
Od používania keramických senzorov sa preto postupne upúšťa a zvyšuje sa dopyt po senzoroch z polymérov. Aj z tohto dôvodu sa vedci z CPS UTB zapojili do výskumu, ktorý je súčasťou európskeho projektu COST (CA 18203) s názvom Optimizing Design for Inspection (ODIN). Ide o konzorcium 26 krajín podieľajúcich sa na riešení problematiky optimalizácie dizajnu s cieľom vylepšiť kontrolu bezpečnostných systémov využívaných v leteckom priemysle.
Špecifický výrobný proces
Senzory opotrebenia vyrábajú vedci v Zlíne z polymérnych materiálov na základe špecifickej receptúry. Vďaka tomu majú senzory nízku hmotnosť a sú cenovo dostupnejšie. Výsledný senzor opotrebenia bude mať podobu tenkej odľahčenej fólie, ktorá bude flexibilná, bude ju možné aplikovať prakticky do každej časti lietadla, a tak umožní snímať väčšiu plochu lietadlovej konštrukcie.
„Niektoré polymérne materiály majú špecifické vlastnosti, vďaka ktorým sú schopné generovať elektrický náboj vplyvom mechanickej stimulácie, najmä vibrácie. Tento elektrický náboj sa dá potom previesť do podoby signálu, ktorý po dátovom spracovaní do počítača poskytne špecifickú informáciu. Ak sa vibrácia zmení, napríklad dôsledkom zmeny vlastností konštrukčného materiálu, zmení sa tiež získavaný signál a jeho špecifická informácia s dostatočným časovým odstupom, kým dôjde k reálnemu poškodeniu konštrukčného materiálu,“ opisuje Tomáš Sedláček, garant výskumnej skupiny spracovania polymérov v CPS UTB.
Spolupráca s Airbusom
Kým sa cena jedného keramického senzora pohybuje okolo štyritisíc korún (približne 160 eur), senzor z polymérnej fólie s dvakrát väčšou snímacou plochou vyjde na stopäťdesiat korún (v prepočte približne 6 eur). Vedci z CPS UTB aktuálne intenzívne spolupracujú s univerzitou z waleského Cardiffu a výrobcom lietadiel značky Airbus.
Konštruktéri z tamojšej univerzity vyvinuli modelové krídlo lietadla, na ktorom zlínski vedci testujú fóliu z polymérov. „Teraz sme vo fáze vývoja. Vďaka simulovaným podmienkam testujeme v Cardiffe našu fóliu priamo na konštrukcii krídla. Taktiež treba nájsť cestu, ako bude senzor z fólie komunikovať s prípadným zariadením, ktoré prenesený signál ďalej spracuje,“ dodáva Miroslav Mrlík.
„Veľkosť reálneho senzora v podobe fólie bude záležať od toho, ako sa pri testoch bude správať napríklad krídlo. Čím väčšiu plochu dokážeme snímať, tým budú informácie o tom, čo sa tam hore deje, presnejšie. Cieľom je monitorovať celú funkciu krídla, ale to sme ešte ďaleko,“ upresňuje Miroslav Mrlík.
Ak testy dopadnú dobre, dala by sa špeciálne vyvinutá fólia z polymérov použiť na akúkoľvek časť lietadla. Okrem krídel tiež napríklad na podvozkové klapky, na samotnú konštrukciu motora a jeho turbíny, teda časti, ktoré sú počas letu ovplyvnené vibráciami najviac.
Zdroj: CPS UTB
(zh)
