Иллюстрация: pronedra.ru.
Обслуживание воздушных судов — огромная статья затрат авиационной отрасли. Значительная её часть приходится на неразрушающий контроль: инспекторы регулярно проверяют тысячи точек на фюзеляже, крыльях и двигательных гондолах в поисках микротрещин, расслоений и усталостных повреждений. Большинство этих проверок требуют снятия обшивки или специализированного оборудования. Новый подход, описанный на Phys.org, превращает саму конструкцию в сенсор.
Исследовательская группа разработала метод включения углеродных нанотрубок непосредственно в полимерную матрицу углепластиковых (CFRP) конструкций на стадии производства. Нанотрубки формируют внутри материала трёхмерную проводящую сеть. Её электрическое сопротивление точно отражает структурное состояние материала: даже незначительное расслоение или микротрещина меняет геометрию сети и регистрируется как изменение сопротивления между измерительными электродами.
Ключевые результаты лабораторных и полигонных испытаний:
- система обнаруживала деламинацию (расслоение слоёв) площадью от нескольких квадратных сантиметров при усталостном нагружении;
- нагрузочные эксперименты с симулированными ударами показали выявление повреждений, невидимых при визуальном осмотре;
- встроенная нанотрубочная сеть не снижала механических характеристик несущего углепластика;
- измерения проводились без демонтажа конструкции и без дорогостоящих ультразвуковых или рентгеновских систем.
До применения в сертифицированных воздушных судах предстоит валидация в соответствии с авиационными регуляторными стандартами — процесс, занимающий годы.
Ранее pronedra.ru писал о лёгких углеродных материалах для инженерии.