Аэрокосмическая программа A * STAR была создана, чтобы объединить усилия исследователей A * STAR, которые стремятся обеспечить устойчивое будущее для авиации. С 2007 года ученые из нескольких исследовательских институтов A * STAR работали вместе над более чем 50 междисциплинарными проектами, создавая новые производственные технологии, устройства контроля безопасности и аналитические методы для улучшения управления полетами.
Чтобы подчеркнуть этот успех, их работы были продемонстрированы ранее в этом году на Singapore Airshow 2014.Быстрое обнаружение неисправностейСамолет всегда будет изнашиваться, и исследователи A * STAR разрабатывают быстрые и экономичные методы выявления деталей, нуждающихся в ремонте. Принципиально важно, чтобы эти методы были неразрушающими, что означает, что во время осмотра необходимо снимать или заменять меньше деталей, что позволяет сэкономить время и деньги.
Одной из основных проблем отрасли является проникновение воды в корпус самолета, особенно в легкие сотовые конструкции в хвостовой части и крыльях. Дмитрий Исаков из Сингапурского института производственных технологий A * STAR (SIMTech) прилагает все усилия, чтобы помочь техническим специалистам точно определить, где находится вода.
«Вода всегда находит самый простой способ попасть внутрь — через такие неоднородности, как стыки и болты», — говорит Исаков. «Оказавшись внутри, вода расширяется и сжимается по мере замерзания и таяния, повреждая конструкции, вызывая коррозию и увеличивая вес самолета».Чтобы определить участки, куда попала вода, техники в настоящее время нагревают поверхность самолета, а затем используют тепловизионные камеры для наблюдения за его охлаждением. Области, которые слишком быстро остывают, указывают на наличие воды под поверхностью.
Этот метод требует двух инженеров, медленный и не позволяет отличить воду от излишков герметика, оставшихся после ремонта.Исаков разработал альтернативный подход. «Когда вокруг головки болта создается вакуум, вода может закипать даже при комнатной температуре», — объясняет он.
При кипячении расходуется тепло, в результате чего материал вокруг воды остывает на несколько градусов. «Для обнаружения воды с помощью моего вакуумного метода требуется всего один техник, это быстро и очень чувствительно, и нет никаких двусмысленностей с герметиком», — добавляет Исаков.Помимо улучшения обнаружения неисправностей, исследователи из A * STAR предоставляют новые методы ремонта поврежденных деталей самолетов или изготовления новых конструкций. Одной из перспективных технологий, находящихся в стадии разработки, является аддитивное производство с помощью лазера (LAAM) (см. «Создание основы для производственной революции»).
Этот метод, являющийся примером технологии трехмерной печати, использует высокоэнергетический лазерный луч для нанесения материалов в точно контролируемые геометрические структуры или для заполнения трещин. Подход «снизу вверх» менее расточителен, чем традиционные методы, предполагающие вырезание компонентов из более крупных кусков материала.
«LAAM может ремонтировать или изготавливать детали с превосходными механическими свойствами и устойчивостью к износу и коррозии», — говорит Гуйджун Би, ведущий исследователь в SIMTech. Bi адаптирует методы LAAM для строительства и ремонта конструкций с использованием так называемых суперсплавов, которые сохраняют свою прочность даже в экстремальных условиях работающего реактивного двигателя.Точный контроль, обеспечиваемый LAAM, позволяет Би и его коллегам повторно использовать компоненты, которые раньше было невозможно или очень дорого ремонтировать. «Восстановление» компонентов является центральным элементом аэрокосмической программы A * STAR и обеспечивает явные экологические преимущества за счет снижения потребления ресурсов.
Держать проблемы в страхеДругие высокотехнологичные инструменты для обслуживания, разрабатываемые в SIMTech, включают систему, которая использует электромагнитные волны для обнаружения небольших изменений толщины или состава компонентов, которые могут быть результатом коррозии.
Дальнейший мониторинг может быть обеспечен с помощью пьезоэлектрических датчиков, которые «слышат» структурные отказы в реальном времени, с дополнительным преимуществом превращения механической энергии корпуса самолета в электричество.
Срок службы компонентов самолета может быть значительно продлен за счет применения усовершенствованных водо- и ледоотталкивающих — «супергидрофобных» — покрытий, разработанных в SIMTech, которые защищают детали от конденсата, коррозии и плесени, а также улучшают аэродинамику для снижения расхода топлива. Исследователи также первыми начали использовать лазеры вместо дорогостоящих коррозионных химикатов для снятия поврежденных покрытий с турбин, что позволяет повторно использовать детали.Помимо разработки инструментов для проверки и восстановления, разнообразный опыт компьютерного моделирования в A * STAR предоставляет новые способы повышения качества обслуживания клиентов и сотрудников авиакомпаний.Любой, кто летал, слышал, как бортпроводники просят пассажиров выключить свои электронные устройства во время взлета и посадки, потому что паразитные сигналы могут мешать работе систем полета.
Теперь исследователи из Института исследований инфокоммуникаций A * STAR (I2R) написали моделирование, которые определяют лучший способ размещения электроники в самолете для минимизации помех, позволяя авиакомпаниям предоставлять клиентам беспроводные услуги без ущерба для безопасности. Другое полезное программное обеспечение, разработанное в I2R, названное «Super De-haze», обеспечивает пилотов и авиадиспетчеров более четкими изображениями, устраняя эффекты дымки, тумана и дыма.Наконец, сложная задача управления аэропортом решается исследователями I2R, которые разработали алгоритм прогнозирования полетов, который учитывает взаимодействие погоды и загруженности рейсов.
Их алгоритм выиграл первый приз в конкурсе GE Flight Quest 2013, оценив время прибытия рейсов, которое было на 40 процентов точнее, чем текущие отраслевые оценки. Применяя аналогичные модели, авиакомпании могут добиться более эффективной работы выходов на посадку и взлетно-посадочных полос.