10 апреля 2017 г. в 13:02

Интеллектуальные конструкции для безопасности полетов

Николай Львов

Генеральный директор НИЦ «ИРТ»

Николай Львов

– В настоящее время контроль за техническим состоянием конструкций является одним из ключевых моментов при эксплуатации авиационной техники.  Существующая схема сервисного обслуживания не всегда позволяет оперативно выявить появившиеся повреждения. Их своевременное (в режиме реального времени) обнаружение позволит сделать эксплуатацию техники более безопасной

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.