Интеллектуальные конструкции для безопасности полетов

НИЦ «ИРТ» – специализированная организация, учрежденная в 2010 году по инициативе руководства ОАК с целью создания комплексной отечественной системы мониторинга конструкций и агрегатов авиационной техники для повышения безопасности эксплуатации техники и перехода эксплуатации по фактическому техническому состоянию. За образец структуры и функционала НИЦ «ИРТ» были взяты инновационные центры Германии, работающие в том числе в области авиастроения. Принцип: от идеи до готовой продукции и послепродажного обслуживания – оптимальным количеством сотрудников.

НИЦ «ИРТ», тесно работая с ведущими конструкторскими бюро, в том числе АО «МВЗ им. М. Л. Миля», АО «Камов», Фондом перспективных исследований и Минобороны России, разработал для холдинга «Вертолеты России» систему, способную оперативно оповещать пилота и наземные службы о возникающих в ходе эксплуатации вертолета проблемах. Она позволит существенно повысить уровень безопасной эксплуатации летательного аппарата и начать процесс перехода с эксплуатации по назначенному ресурсу к эксплуатации по техническому состоянию, а также даст дополнительную возможность оптимизировать систему сервисного обслуживания летательных аппаратов.

Данная система основана на технологии встраивания волоконно-оптических датчиков в структуру композиционных материалов (КМ) или на металлические поверхности, что, в свою очередь, позволяет точно отслеживать состояние конструкций из КМ, металла и гибридов, наделяя их интеллектуальными функциями (аналог нервной системы человека).

Оптические датчики могут быть непосредственно встроены в композиционный материал без структурной дисфункции, поскольку оптические волокна выдерживают высокие температуры и давление и при этом имеют небольшие размеры. Наблюдения за состоянием конструкции осуществляются путем регистрации изменений характеристик передачи или отражения оптического сигнала под влиянием изменений в окружающем оптическое волокно материале. При воздействии на материал динамических нагрузок (удар, импульсное акустическое или тепловое воздействие, повышенные нагрузки) волоконно-оптическая система, разработанная ООО НИЦ «ИРТ», с высокой точностью и быстродействием определяет место и характер воздействия, а также его влияние на конструкцию. В ходе проекта совместно с Фондом перспективных исследований также решена проблема расшифровки сигналов.

Внедрению системы, позволяющей создавать интеллектуальные конструкции, предшествовали многие исследования и испытания, проводимые ООО НИЦ «ИРТ» в интересах АО «Вертолеты России» совместно с МВЗ им. М. Л. Миля и АО «Камов».

К примеру, к 2012 году относятся стендовые испытания лонжерона лопасти вертолета: тогда были разработаны методики монтажа, способы поверхностной защиты волоконно-оптических датчиков от внешнего механического воздействия, проведена оценка их живучести при ресурсных испытаниях, разработана технология восстановления оптического канала связи с датчиками в случае нештатной поломки оптического волокна.

В 2013 году проводились исследования по определению диапазонов измерений волоконно-оптических датчиков при поверхностном монтаже на металл для контроля напряженно-деформированного состояния конструкций несущей системы вертолета.

С 2014 года разрабатывалась и изготавливалась экспериментальная система сигнализации срыва потока на лопастях несущего винта вертолета, исследовались возможности применения оптоволоконных датчиков для обнаружения поверхностных повреждений, была разработана технология оценки критических нагрузок на деталь.

В 2015-м изучались технологические отклонения от теоретического контура образца лопасти с помощью волоконно-оптических датчиков. С 2015 года НИЦ «ИРТ» участвует в наземных и летных испытаниях летающей лаборатории ПСВ в части системы сигнализации срыва воздушного потока, флаттера и контроля технического состояния автомата перекоса и забустерной части управления. С 2016-го проводится разработка системы определения деформаций композитных лопастей несущего винта и мониторинга их соконусности во время полета.

НИЦ «ИРТ» планирует объединить и увязать, привлекая разработчиков систем и под контролем АО «МВЗ им. Миля» и АО «Камов», компоненты системы мониторинга, созданные разными разработчиками, в единую комплексную систему мониторинга состояния конструкций и агрегатов вертолетной техники, провести разработку дополнительных систем (самостоятельно и привлекая профильных разработчиков) для увеличения функционала данной системы. ООО НИЦ «ИРТ» также планирует быть ответственным за серийное производство и послепродажное обслуживание комплексной системы мониторинга конструкций и агрегатов вертолетной техники.