SHM Supporting Damage Tolerance Design Philosophy As a Challenge for Designers of Future Airframes

• Published in: Journal of KONBiN 2008-01, Vol.6 (3), p.213-220
• Main Author: Kustron, Kamila
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: aircraft; airframe; artificial intelligence; badania nieniszczące; bezpieczeństwo; damage detection; degradation; durability; expert systems; hybrydowa; kompozytowa; metal and composite structure; metalowa; monitorowanie stanu technicznego; niezawodność; non destructive testing; piezoelectric; procesy dergadacyjne; płatowiec; reliability; safety; statek powietrzny; structural health monitoring; struktura; systemy eksperckie; sztuczna inteligencja; trwałość; wykrywanie uszkodzeń
• ISSN: 1895-8281; 2083-4608
• DOI: 10.2478/v10040-008-0068-9

Development design pfilosophy of airframes in all the relevant technological fields is important for the evaluation of high performance airframes best to achive high level of safety and satisfy the market needs. Maintenance cost reduction, increased aircraft availability and weight saving are goals which will be reaching by SHM systems as on-line monitoring of the structure health. Irrespective of which materials will be used in the future, the current design philosophy, which is applied today by the structural designers, will be challenged by the new design philosophy based on SHM. The most efective SHM methods are based on Lamb wave techniques. Using the based on Lamb wave techniques would be cost-effective and reliable damage detection is critical for the utilization of metal, composite and hybrid materials. Multitude of diagnostics data requires to use expert systems for effective analysis. Rozwój efektywnych metod konstruowania płatowca warunkuje powstawanie konstrukcji o lepszych osiągach przy wysokich właściwościach eksploatacyjnych. Ważnym aspektem jest obniżenie kosztów eksploatacyjnych przy wzroście współczynnika gotowości operacyjnej i oszczędnościach masowych. Te zadania mogą zostać osiągnięte poprzez efektywne zastosowanie ciągłego monitoringu (SHM) w celu wykrywania czy określania wielkości uszkodzenia. Wyniki badań w dostępnej literaturze wskazują na wysoką efektywność metod wykorzystujących własności fal Lamba. Czujniki piezoelektryczne, które można umieszczać na strukturze jak i wprowadzać w samą strukturę podczas procesu wytwarzania elementów konstrukcyjnych płatowca wpływają na oszczędności co do kosztów a przez to, że mają wykrywać uszkodzenia lub nadzorować ich rozprzestrzenianie podwyższają niezawodność. Techniki wykorzystujące fale Lamba są efektywne w ocenie uszkodzeń struktur metalowych, kompozytowych jak i hybrydowych. Dane zbierane z czujników o ogromnej ilości muszą być oceniane przy użyciu systemów eksperckich bazujących na technikach sztucznej inteligencji.