Quão viável é o BAE Smart Skin?

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Acabei de encontrar este artigo no LinkedIn, e eu tenho algumas perguntas sobre isso.

Algumas das afirmações da BAe são coisas como:

Aircraft set to become more human as engineers develop smart skins which can detect injury

The revolutionary ‘smart skin’ concept will enable aircraft to continually monitor their health, reporting back on potential problems before they become significant. This would reduce the need for regular check-ups on the ground and parts could be replaced in a timely manner, increasing the efficiency of aircraft maintenance, the availability of the plane and improving safety.

No passado, tenho visto algumas alegações de natureza semelhante (como a pele que adapta sua forma para ser mais aerodinâmica com base na fase de vôo). O que eu estou querendo saber é:

  • Isso é realmente tecnicamente viável?
  • Essa pele realmente pode fazer o que a BAE afirma?
  • Isso terá algum efeito adverso no setor de aviação? (Geralmente as pessoas estão tão encantadas com a nova tecnologia e com o bem que podem fazer, estou mais curioso se alguém pensou no lado negativo.)
por JasonR 21.08.2014 / 14:16

3 respostas

As peles inteligentes têm pelo menos 20 anos e, como a energia de fusão, ao virar da esquina desde então. O conceito usual é incorporar fibras ópticas na estrutura e iluminar os pulsos de laser através delas. Se a fibra estiver danificada, ela transmitirá menos luz e, medindo o tempo de retorno de um pulso de laser muito curto, até a localização do dano poderá ser detectada. Este conceito requer fibras com o mesmo alongamento de ruptura que o material de transporte de carga, de modo que elas quebram justamente quando começa uma rachadura na estrutura. Para detectar pequenas fissuras, muitas fibras devem ser colocadas uniformemente, o que só é possível com plásticos reforçados com fibra. O esforço para colocar uma fonte de luz e um detector em cada extremidade de cada fibra impediu até agora uma aplicação prática, pelo menos até onde eu sei.

Outras técnicas enviam "pings" claramente definidos através do material e detectam a propagação da onda sonora com vários microfones. Ao comparar o sinal medido com um sinal de referência, o dano também pode ser detectado em estruturas metálicas. Essa técnica precisa de algum poder de processamento, mas está facilmente dentro do escopo dos microcontroladores modernos. No entanto, o ruído externo interferirá na medição e, portanto, precisará de condições bem definidas para ser eficaz.

A desvantagem seria mais massa, investimento e treinamento de operadores. Geralmente, as técnicas mais avançadas para os exames de saúde estruturais foram introduzidas nos últimos 80 anos. Dado o alto custo de manutenção hoje, espero que a tecnologia de detecção de danos implantada continue avançando, com um intervalo de tempo saudável para o que é possível no laboratório. Portanto, há alguma verdade naquelas reivindicações da BAe, mas eu dificilmente a chamaria de revolucionária.

Ainda mais avançados são conceitos de estruturas de auto-cura que contêm cápsulas de uma resina de dois componentes. Quando a estrutura se rompe, as cápsulas também se quebram e a resina liberada ajuda a consertar a fissura.

Se você me perguntar, a massa dessas microcápsulas seria melhor investida se carregasse a carga desde o início, para que a estrutura tolerasse cargas mais altas e mais ciclos de carga. Mas acho que essas verbas de pesquisa precisam ser gastas de alguma forma, e os departamentos de marketing precisam escrever sobre descobertas revolucionárias regularmente.

    
21.08.2014 / 15:14

Se eles conseguirem trabalhar em uma escala de produção (e isso é um grande se) e econômico para implementar, isso poderia significar aeronaves detectando fraturas capilares causadas pela própria fadiga do metal, ao invés de confiar em exames de raios-X regulares de suas componentes estruturais.

Mas isso é para o futuro. Por enquanto, a principal aplicação é a geração de financiamento para mais pesquisas, que é a principal aplicação da maioria das pesquisas realizadas nos últimos 20 anos ou mais. Daí a frase obrigatória "mais pesquisas são necessárias" no final de cada relatório que sai de cada departamento de pesquisa.
Uma vez cometi o pecado mortal de não incluir isso em um relatório, na verdade deixei bem claro em meu relatório que nenhuma pesquisa adicional sobre o assunto era necessária porque todo o conceito era absurdo e não economicamente viável (eu era um pouco mais político em meu texto, mas não tanto assim). Não foi recebido gentilmente pelas pessoas que encomendaram a pesquisa, nem por seus financiadores. Recebi algumas risadas dos meus colegas do lado de fora do departamento específico, havendo pouco amor perdido entre eles e o líder da equipe do projeto em que eu estava trabalhando nos últimos 6 meses como estagiário.

Então, sim, isso pode, em teoria, ter implicações muito interessantes para os procedimentos de manutenção de aeronaves, na prática, embora eu duvide seriamente de que veremos algo disso em mais do que uma prova de conceito por muito tempo.

    
21.08.2014 / 16:09

Eu acredito que existe um painel de protótipo já existente, então a resposta é sim, é possível ... é apenas um caso de aprimorá-lo e colocá-lo em um plano real Além disso, você não iria querer usar formigas de fiação (incluindo cabos ópticos), pois isso custaria muito, e também comprometeria a estrutura, e o que acontece se você quebrar um dos bits?

    
22.08.2014 / 15:27