據(jù)英國(guó)《飛行國(guó)際》網(wǎng)報(bào)道，高強(qiáng)度重量比，耐腐蝕和疲勞強(qiáng)度使復(fù)合材料成為無人機(jī)結(jié)構(gòu)的極佳候選材料。

為此，以色列航空工業(yè)公司的無人機(jī)——從最小到最大的，是由復(fù)合材料制成的，雖然帶來部件如機(jī)翼等的維護(hù)問題。

常規(guī)檢驗(yàn)程序很難應(yīng)用在復(fù)雜的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件，且可用的非破壞性測(cè)試方法需要訓(xùn)練有素的技術(shù)人員，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本高。

飛行國(guó)際獨(dú)家表示，據(jù)IAI公司的執(zhí)行副總裁和工程和開發(fā)集團(tuán)總經(jīng)理摩西•梅迪納公布了IAI公司開發(fā)的新光纖應(yīng)變-傳感無人機(jī)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，它是基于瑞利背向散射分布式應(yīng)變傳感技術(shù)。

“新系統(tǒng)是基于嵌入式光纖測(cè)量機(jī)翼上的外部荷載下的應(yīng)變分布。”梅迪納解釋道。

他說，它們的小直徑意味著光纖可以很容易地嵌入到大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)組件:“他們是靈活的、被動(dòng)的、對(duì)環(huán)境因素不敏感、抗電磁干擾。”

梅迪納說的方法之一是基于光纖瑞利背向散射測(cè)量, 這種效果是由于光纖的折射率隨機(jī)波動(dòng)，沿著纖維作為位置的函數(shù)。

背向散射光的振幅作為距離的函數(shù)是隨機(jī)的，但是對(duì)于任何給定的纖維，對(duì)于給定的纖維布局，該值是固定的。梅迪納說。

外部刺激，如機(jī)械應(yīng)變或溫度的變化會(huì)導(dǎo)致局部反射光譜的變化。用一個(gè)厘米的空間分辨率，可以監(jiān)視壓力超過數(shù)萬米的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，而不需要任何準(zhǔn)備。

機(jī)翼的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)是通過比較無人機(jī)在相同的加載條件下、在不同的時(shí)間使用時(shí)光纖執(zhí)行的應(yīng)變特征的測(cè)量。

當(dāng)不同的無人機(jī)部件在IAI公司的復(fù)合材料部門被加工出來，光纖被嵌入到翼梁和其他機(jī)身部分，以發(fā)現(xiàn)應(yīng)變損傷。

這個(gè)系統(tǒng)被嵌入到所有公司的蒼鷺TP無人機(jī)上——該公司生產(chǎn)的最大的型別，無人機(jī)所有的前翼梁實(shí)施健康監(jiān)控。

每次飛行或者一系列飛行結(jié)束后，光纖連接到一個(gè)裝有可轉(zhuǎn)換嵌入式系統(tǒng)的輸入轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)的特殊算法的設(shè)備上，可以指出需要注意的地方。

“我們已經(jīng)知道，系統(tǒng)增加了20%的平均間隔時(shí)間檢驗(yàn),”梅迪納強(qiáng)調(diào)。

據(jù)梅迪納稱，該法容易獲得數(shù)據(jù)支持預(yù)防性維護(hù)，避免了其他方法所涉及的可能的人為錯(cuò)誤的定期檢查。

據(jù)梅迪納稱，無人機(jī)的健康管理是至關(guān)重要的:“在一個(gè)載人平臺(tái),飛行員也是傳感器，可以檢測(cè)發(fā)生的故障。僅在無人機(jī)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。

新的基于光纖的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不受光的影響，以確保精確的讀數(shù)，即使在惡劣的天氣。

新系統(tǒng)已經(jīng)安裝在以色列空軍的蒼鷺TP上，到目前為止累計(jì)約2000小時(shí)飛行時(shí)間。據(jù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)稱，在一個(gè)序列1000 h，沒有虛假的跡象。

系統(tǒng)正安裝在公司的無人機(jī)上，但其他用途已經(jīng)被評(píng)估，如利用其監(jiān)測(cè)直升機(jī)復(fù)合材料機(jī)身部分發(fā)現(xiàn)并鎖定裂縫。公司也用它來測(cè)試其灣流G280公務(wù)機(jī)。

成功的成果鼓勵(lì)公司在其他活動(dòng)中采用該系統(tǒng)，如將客機(jī)改型為加油機(jī)、運(yùn)輸機(jī)或特種飛機(jī)。梅迪納和他的團(tuán)隊(duì)說，基于光纖健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)“革命”， 在未來將會(huì)在許多航空項(xiàng)目中使用。（中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展研究中心 陳亞莉）

信息來源：中國(guó)國(guó)防科技信息網(wǎng)　　編輯：茍麗麗