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飛機健康監測傳感器:將大幅度降低維護成本

2016-08-23 09:19 http://www.duluc.site 大興新聞網 分享

據航空周刊網站報道,現代化的傳感器成了預測性維護的關鍵組成部分。因為公務機會產生大量的結構性緩存和系統健康監控數據,所以預測性檢查和維修的機會增大。在這個過程中,傳感器技術進一步成為關鍵的組成部分。

根據巴西航空工業公司商用航空服務和支持部門副總裁Johann Bordais所述,短期到中期的目標是能夠自動識別飛機在正常的定期維護間隔中,因為疲勞、腐蝕或者意外引起的所有類型的結構性損傷,維護間隔是在MRBR(維護審查委員會報告)/MPD(維護計劃文件)中規定的。他說:“通過更換傳統檢查程序,比如一般檢查和詳細視覺檢查以及無損檢測,比如X光檢查、渦流和著色滲透劑檢測—需要的時間更短,通常情況下,通過拆裝進行檢查是非常耗時的。”他說道:“檢查時間可能會降低到幾分鐘,不再是以前相同狀況下的幾個小時。”

Bordais告誡到:“迄今為止,商用航空結構性健康監測(SHM)系統的大多數應用,還沒有作為傳統維護檢查的替代方法被接受。”然而,他指出,已經有不斷的研發創新。

飛機健康監測傳感器:將大幅度降低維護成本

Bordais解釋道:“巴西航空工業公司在全面的疲勞試驗中,因為大規模使用SHM傳感器而受益,主要是降低了試驗成本并節省了時間。”“同時,SHM飛行試驗活動的結果,以及參與飛行試驗的航空公司的反饋,表明我們在開發解決方案中走的路是正確的,這將在降低結構性檢查成本中,產生積極的效果。”

位于加利福尼亞Sunnyvale的Acellent技術公司業務執行副總裁Amrita Kumar說到:“很多開發飛機傳感器技術的單位,正在努力加強數據管理,而不是簡單地審查數據。”

Kumar說到:“你想知道的,正是數據所告訴你的,同時,你如何才能高效地管理那些信息?”通過朝著接通條件移動,而不是預定維護,“由于目前可以使用更多的目標傳感器技術,你就不需要拆解飛機的結構,完成檢查。”

Kumar補充說:“當檢測到有問題存在以及它的位置時,緊接著的挑戰則是如何描繪出損壞的特征。”她說道:“隨著復合材料用的越來越多,這將變得越來越重要。”

她說道:“這種損傷屬于脫扣還是斷層類型的?雖然傳感器可以檢測出問題的存在,我們仍然要在技術上努力,以便告訴操作人員準確的損壞性質。”

Kumar表示Acellent公司已經“有了初步分類軟件的草稿。”它能適用于復合材料結構,目前正在測試版試驗中。試驗一旦完成,該軟件就會成為Acellent公司SHM復合材料損傷檢測軟件的一部分,作為一個增強版。她說道:“SHM復合材料軟件將對復合材料損傷進行檢測、本地化、確定大小以及分類。”

Meggitt公司工程技術部工程總監RaviRajamani指出:“斷層被認為是‘復合材料結構中的一個大問題’,因為它能導致結構疲軟和故障。”他說道:“與金屬不同,外觀檢查不能很容易地確定符合材料結構是否有問題,”“嵌入式傳感器由壓電元件組成,可以用于復合材料的故障檢測。”

就這一點而言,Rajamani說最大的挑戰是需要覆蓋的“不動產”的范圍。他說:“除非能提前預測出來在哪里有可能發生損傷,否則覆蓋整個結構幾乎是不太可能的,這主要是由于傳感器和電子設備的重量和成本原因。”他說道:“然而,如果我們能夠識別出易受損部位,那么就可以只監測這些地方,這能更有效地降低成本。”

他說:“結構性監測的一種可能方法,是分布式的光學傳感技術。”“這有很大潛力,因為光纖傳感技術并不需要單獨的傳感單元。對大型結構件,特別是測量溫度和張力,這就是一個理想的傳感器。”

不好的一方面是,相關的電子設備可能體積很大并且比較昂貴,這就是Rajamani為什么解釋從研發到空間應用的過渡還有一段時間的原因。“它們在油氣工業,以及對諸如樓房和橋梁之類的土建結構的監控中更常見,在這些地方,對設備的重量輕和緊湊性并沒有那么多的要求。”

然而,正如Rajamani所述,與發動機相比,用于機身的預測和健康管理(PHM)的傳感器更少。“業內基本上都認為”所有的傳感器都能起到PHM的作用,并且“能夠用來完成診斷和預測。”。他說道:“其局限性通常一直是數據的帶寬和計算能力。這使得將數據傳輸到適當位置進行分析花費畸高。”“但這正在盡快改變,我們能夠看到越來越多的現有數據被用來開發分析性的解決方法,從而有助于操作與維護功能。”

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