Электромеханическую модель работы оптоволоконного датчика, который покажет экипажу характер и место воздействия жестких частиц на фюзеляж самолета или корпус космического аппарата, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 19 мая сообщает портал «Научная Россия» со ссылкой на пресс-службу ПНИПУ.

Устройства контроля состояния авиационной и космической техники, в том числе фюзеляжей и крыльев самолетов, несущих винтов вертолетов и корпусов космических станций, предусматриваются в структуре этих аппаратов еще на стадии их проектирования.

Непрерывный мониторинг внешних механических воздействий на различные поверхности аппарата, таких как град, осколки бетонной крошки при взлете и посадке самолета, в том числе и боевые снаряды, или же космический мусор в случае космического аппарата, а также быстрое реагирование на возникшие в результате такого воздействия вмятины и пробоины могут помочь сохранить жизнь людям на борту и само судно.

Такой мониторинг можно осуществлять, в том числе, с помощью ставших популярными в настоящее время оптоволоконных пьезоэлектролюминесцентных датчиков. Повреждения корпуса они определяют по возросшей светоотдаче люминофора, который начинает ярко светиться при действии электрического напряжения или механической нагрузки.

Оптоволоконный пьезоэлектролюминесцентный датчик представляет собой оптоволокно, покрытое композитным механолюминесцентным слоем, механическое воздействие на который вызывает его свечение. Волокно встраивается в индикаторный полимерный слой композитных конструкций, в том числе фюзеляжа или крыльев самолетов, еще на этапе производства.

Диагностирование внешних силовых воздействий на поверхность такого индикаторного покрытия и возможного образования дефектов и повреждений производится располагающимся на выходе из оптоволокна приемником-анализатором, который с помощью специально разработанного для этого алгоритма анализирует величину интенсивности информативного светового сигнала.

Профессор кафедры механики композиционных материалов и конструкций ПНИПУ, доктор физико-математических наук Андрей Паньков рассказал о проекте:

«Для диагностирования внешнего механического воздействия на аэрокосмическую технику мы разработали электромеханическую модель индикаторного полимерного покрытия со встроенным оптоволоконным пьезоэлектролюминесцентным датчиком на основе механолюминесцентного эффекта — светоотдачи при механической нагрузке с целью обнаружения и локации внешних силовых воздействий жестких частиц».

Благодаря такому покрытию, отмечают разработчики, можно будет проводить своевременный ремонт образовавшихся дефектов, избежав нежелательного последующего роста повреждений, и обеспечить, таким образом, высокий уровень надежности и долговечности современной аэрокосмической техники.

Результаты исследования разработанной модели ученые Пермского Политеха представили в статье «Диагностирование распределенных механических воздействий индикаторным полимерным покрытием», опубликованной в журнале «Авиационная техника».