Композиты в авиации - история и современность

[Fishbed]

Согласен, что эксплуатанту все это малоинтересно

Поэтому вот это:

но вот разработчику это важно

Экслпуатанту будет фиолетово. Знаете, как отвечала одна авиакомпания одному производителю на предложение что-то сделать и последить? Приблизительно так: "у вас есть испытательные борта, у вас есть лётчики испытатели. Ставьте что угодно и следите как угодно и сколько угодно. У нас - эксплуатация с пассажирами, оборудование в конструкцию ВС не входит. поэтому идите вы..."
И я согласен. Почему из серийных бортов надо начинать делать летающие лаборатории по разным системам ?

 

[Sergey-nn]

Поэтому вот это:

Экслпуатанту будет фиолетово. Знаете, как отвечала одна авиакомпания одному производителю на предложение что-то сделать и последить? Приблизительно так: "у вас есть испытательные борта, у вас есть лётчики испытатели. Ставьте что угодно и следите как угодно и сколько угодно. У нас - эксплуатация с пассажирами, оборудование в конструкцию ВС не входит. поэтому идите вы..."
И я согласен. Почему из серийных бортов надо начинать делать летающие лаборатории по разным системам ?

Так это уже делают едва ли не все производители. Только потребителей не спрашивают - данные считываются с бортсистем и передаются производителю для анализа. Какие то используются для диагностики конкретного борта, какие то "на благо производителя".
Да что далеко ходить - сейчас новая мобила не включается пока вы не дадите согласие "на обработку данных".

 

[Инженер-109]

Почему из серийных бортов надо начинать делать летающие лаборатории по разным системам ?

Да чтоб деньги экономить. Я ничего испытывать и сертифицировать не предлагаю - продаваемый самолет уже испытан и сертифицирован. Но как выше заметил gourry, подобная система может сократить расходы. Только и всего. А вот бонусом уже может пойти совершенстование конструкций, которое тоже даст эксплуатанту дополнительную экономию. Но Fishbed, я не против вашей точки зрения - можно конечно жить и одним днем.

 

[137]

Да чтоб деньги экономить. Я ничего испытывать и сертифицировать не предлагаю - продаваемый самолет уже испытан и сертифицирован. Но как выше заметил gourry, подобная система может сократить расходы. Только и всего. А вот бонусом уже может пойти совершенстование конструкций, которое тоже даст эксплуатанту дополнительную экономию. Но Fishbed, я не против вашей точки зрения - можно конечно жить и одним днем.

А может и не сократить, а увеличить.

 

[Инженер-109]

А может и не сократить, а увеличить.

расчеты необходимы, да
#del

 

[Бармалей]

А может и не сократить, а увеличить.

В течение 14 лет "Аэрофлот" заплатит британской компании Rolls-Royce plc 1,244 млрд долларов США за техническое обслуживание 22 авиационных двигателей, установленных на дальнемагистральных лайнерах Airbus A 350. По сегодняшнему курсу это 100 млрд 200 млн рублей.
А что касается композитно-титанового самолета а350, какие методы контроля за композитными нервюрами заложены и как обучен тех персонал эксплуатанта очень интересно узнать. Все указанные методы оценки состояния не ответили на вопрос, что делать с расслоением ПКМ, микротрещинами в области крепежных и технологических отверстий. Про RollerFORM я тут упоминал, но он больше для контроля специалистами не аваикоспаний, а завода изготовителя, он дает 3d картину на мониторе в которой разбирается "композитчик - испытатель", ну и пару человек с форума, которые тут специалисты во всех системах)

 

[Прочнист]

В вашем вопросе и содержится ответ - расслоение и трещины это ведь следствие деформаций. Обнаружив деформации вы сможете понять, что идет деградация конструкции и опираясь на локализацию данных провести расширенную проверку проблемного участка конструкции и обнаружить эти самые расслоения и трещины. Иначе вам придется с определенной периодичностью "лазить" по всему самолету и проводить неразрушающий контроль "всего и вся". Чувствительность современных лазерных систем измерений деформаций это доли миллиметра

Вы меня извините, но это несерьезно. Вы излагаете наивные представления молодого специалиста.

Не работает это так. И никто так не делает.

Да, поняли правильно - на Як-42. И как верно заметил Sergey-nn, тензодатчики отлично справляются с такой задачей. И тензодатчиков не нужны "тысячи" - при правильноv размещении достаточно пары сотен. А современные методы могут дать информацию практически в "текущем времени" - и похоже пришло время такие системы разработать и внедрить.

Пары сотен достаточно на отрытом кессоне крыла или фюзеляже. На самолете в эксплуатации вы сможете поддерживать в работоспособном состоянии десяток датчиков. И наклеены они будут не там, где вам нужно, а там, где место есть. Т.е. для контроля общих нагрузок - нормально, а для оценки тонких вещей, типа момента зарождения трещин - бесполезно.

Более того, при современном подходе к сертификации и эксплуатации эти поля датчиков тоже бесполезны. Они (их данные) ни на что не влияют. Кроме личного интереса конструкторов.

 

[Прочнист]

И мы циакрином из холодильника - и отодрать невозможно было, если спирта для обезжирки "не жалеть"

Это говорит только об одном - вы не работали с датчиками достаточно долго.

Циакрин - клей хороший. Но в принципе недолговечный. А советский циакрин - это вообще было дерьмо. Никакой спирт не помогал.

 

[Avit]

Согласен, что эксплуатанту все это малоинтересно - последнее разрушение в воздухе произошло давно, сейчас все это не слишком актуально для эксплуатанта - причины катастроф разнообразны, но прочность явно не в первых рядах, но вот разработчику это важно

Хорошо. Тогда два варианта:
1. Разработчик ставит эту систему на испытательные борта и катает пока не надоест.
2. Разработчик платит эксплуатанту за обкатку системы в реальных условиях.

С моей точки зрения, это как раз полезная система - пока нет данных о "деградации" осмотры можно проводить реже, затрат меньше. Речь идет только о том, что на фоне нормальной работы системы - осмотры можно сократить, а вот когда система "запищит" - можно провести расширенный осмотр. А уже дальше MEL и все остальное вплоть до останова

Прежде чем эта система "легитимизируется", она должна доказать, что способна выявить дефект ДО его перехода в критическое состояние. Плюс есть проблема ложных срабатываний и компания будет нести неиллюзорные убытки. Нужны крайне точные мат модели и тысячи часов испытаний. До этого никто не подпишет регламент, который будет опираться на эту систему. Плюс никто в компаниях не будет заморачиваться с исправностью этой системы. Сиюминутная выгода от вовремя улетевшего рейса будет превалировать.

С чего бы? Лежат провода и лежат.

Ага. Ничего ж не ломается. Для чего только техсостав держат?

По нынешним временам счет на флэшки и на граммы. Это не на проволоку писать .

Даже незащищенный эксплуатационный блок накопителя системы регистрации весит 2-4кг. Хотя пишет на небольшую PCMCIA карту.

Так что, гладко было на бумаге... Нужны ли такие системы? Да, в перспективе- нужны. Нужны ли они сегодня в реальной эксплуатации? Нет, слишком много вопросов и мало понимания.

 

[Инженер-109]

Это говорит только об одном - вы не работали с датчиками достаточно долго.

В общем-то да - 10 лет это немного. И советский циакрин действительно был дерьмом - при неправильном хранении и применении. А так, я уже 30 лет храню дома некоторые образцы - случайно, без задней мысли. Все еще ничего не отклеилось

Т.е. для контроля общих нагрузок - нормально, а для оценки тонких вещей, типа момента зарождения трещин - бесполезно.

Что интересно, я и не предлагал метод оценки "тонких вещей" прямо на борту, прямо в ходе полета - а лишь систему, следствием работы которой, стало бы применение методов для поиска этих самых "вещей". Специально для вас - достаточно грубая система определяющая только основные "тревожные" параметры, но срабатывание определенных "маячков" этой системы - запускает механизм точной проверки. Возможные плюсы - экономия на периодических осмотрах до появления определенных "сигналов" о деградации конструкции. Минусов - тоже есть, лень перечислять. Надеюсь так понятнее будет

Нужны ли такие системы? Да, в перспективе- нужны. Нужны ли они сегодня в реальной эксплуатации? Нет, слишком много вопросов и мало понимания.

"Память" становится все легче и компактнее, процессоры все быстрее - так что возможно и появятся такие системы, но в нынешних условиях - падение перевозок на десятки % - очевидно, внедрять что либо подобное в современное время - средств не найдется. Но надеюсь, все наладится, ловля "блох" в виде улучшения характеристик на 1-2% продолжится, и такие системы вероятно появятся

Сиюминутная выгода от вовремя улетевшего рейса будет превалировать.

Все же выгоды от безопасно долетевшего... Случись что - выгоды не хватит компенсировать потери

 

[DBV]

Да, поняли правильно - на Як-42. И как верно заметил Sergey-nn, тензодатчики отлично справляются с такой задачей. И тензодатчиков не нужны "тысячи" - при правильноv размещении достаточно пары сотен. А современные методы могут дать информацию практически в "текущем времени" - и похоже пришло время такие системы разработать и внедрить. Лазер вот отлично работает на измерении деформаций и "массы" проводов не требует.

что тензодатчики - вещь хорошая,известно давно. Только даже две сотни на самолет, это черезчур(по моему). куча шнурков,которые надо коммутировать, потом опрос в реальном времени. и много чего еще. И после каждого полета-контроль,и еще раз контроль. а когда ж самолету летать?

 

[Fishbed]

данные считываются с бортсистем и передаются производителю для анализа. Какие то используются для диагностики конкретного борта, какие то "на благо производителя".

ACARS, WQAR и пр. Они действительно передают состояние систем ВС, которые имеют встроенный контроль и которые умеют общаться с CMS. Только это не одно и тоже с обвешать самолёт датчиками и мерять вибрации, шумы, нагрузки и пр. Таких систем в штатном оборудовании нет.

А вот бонусом уже может пойти совершенстование конструкций, которое тоже даст эксплуатанту дополнительную экономию.

Кто же мешает ? Обвешал самолёт в Жуковском датчиками и летай, испытывай, измеряй.

 

[Инженер-109]

что тензодатчики - вещь хорошая,известно давно. Только даже две сотни на самолет, это черезчур(по моему). куча шнурков,которые надо коммутировать, потом опрос в реальном времени. и много чего еще. И после каждого полета-контроль,и еще раз контроль. а когда ж самолету летать?

Вы так вынудите меня создать такую систему на свои средства и начать бегать по кабинетам для внедрения
Вот вам примерный алгоритм работы. Запустили двигатели - система запустилась. Опрос датчика длится 0.1с - опрос (последовательный) и запись данных 200 датчиков - это 20 секунд, Даже если мы летим 10 часов, а в минуту у нас 3 опроса, то нам понадобится всего 360МБ - с большим запасом. Накопили в полете - приземлились. Прямо на полосе самолет может войти в наземную "сеть" системы и "слить" информацию. Процессор наземной системы по заданным алгоритмам проанализирует данные за 5-10 минут. И даст рекомендации

Кто же мешает ? Обвешал самолёт в Жуковском датчиками и летай, испытывай, измеряй.

Никто не мешает, но лей топливо, гоняй пустой или полупустой самолет? А смысл - когда вокруг в РАЗНЫХ климатических условиях, на разных аэродромах летают тысячи самолетов? Этот "подарок" я и предлагаю использовать - найдутся люди которым предложенное понравится - хорошо, прогресс в авиации пойдет быстрее. Нет - ну значит время еще не пришло

 

[Прочнист]

В общем-то да - 10 лет это немного. И советский циакрин действительно был дерьмом - при неправильном хранении и применении. А так, я уже 30 лет храню дома некоторые образцы - случайно, без задней мысли. Все еще ничего не отклеилось

Дело не в отклеивании, держаться оно будет. Дело в передаче деформации с поверхности детали на датчик. Циакрин после полимеризации дает очень тонкую и жесткую пленку - мечта поэта, конкурентов нет. Но со временем и повторением циклов нагрузки эта пленка становиться хрупкой и элементарно растрескивается. И показания тензоусилителя начинают плыть...

Это неизбежно. В эксплуатации, даже при установке датчиков профессионалами их приходится периодически менять. А уж клеятели-аспиранты-инженеры...

Что интересно, я и не предлагал метод оценки "тонких вещей" прямо на борту, прямо в ходе полета - а лишь систему, следствием работы которой, стало бы применение методов для поиска этих самых "вещей". Специально для вас - достаточно грубая система определяющая только основные "тревожные" параметры, но срабатывание определенных "маячков" этой системы - запускает механизм точной проверки. Возможные плюсы - экономия на периодических осмотрах до появления определенных "сигналов" о деградации конструкции. Минусов - тоже есть, лень перечислять. Надеюсь так понятнее будет

Вы знаете, я много лет этими делами занимаюсь.

Тупик это. Нет никаких "маячков". Нет деградации металла на удалении уже в десяток мм от концентратора напряжений. А типовой концентратор - под головкой винта или заклепки. И их сотни. Нереально тензометрией диагностику проводить. Прибор вихревых токов, ультразвук и рентген - наше все. И пост-фактум.

 

[Бурундук]

Прочнист, я с вами был бы полностью согласен до недавнего момента.

Очень интересные методы неразрушающего онлайн контроля внедряет JAL - именно АК, а не производители. Там десятки тысяч точек. Используются RFID метки, автоматизированный сбор данных после полёта. Начинали они с тотальной регистрации информации о двигателях через FADEC и предугадывания отказов при помощи хитрой кластеризации, в т.ч. с использованием нейросетей. В последние 2-3 года перешли к планеру.

Ходят слухи, что Lockheed Martin занимается подобными вещами.

К сожалению, ссылок под рукой нет - это из общения. В прошлом году об этом было доложено на конференции ЦАГИ, может быть, кто-то что-то и воспринял. Но сомневаюсь (не знаю просто), реализуется ли что-то подобное на МС-21. Опасаюсь, как вы и пишете, только постфактум и время от времени. А с новым материалом это и впрямь может привести к неприятностям, будем надеяться, без особых последствий.

Конечно, и система JAL не означает возможности отмены "классического" периодического неразрушающего контроля, а служит дополнением к нему.

 

[Avit]

Очень интересные методы неразрушающего онлайн контроля внедряет JAL - именно АК, а не производители. Там десятки тысяч точек. Используются RFID метки, автоматизированный сбор данных после полёта. Начинали они с тотальной регистрации информации о двигателях через FADEC, а в последние 2-3 года перешли к планеру.

А что именно делают RFID метки? Я видел такие метки на блоках и агрегатах, где они служат просто для их идентификации. Но для неразрушающего контроля... Любопытно

P.s. Нашел

 

[Инженер-109]

...Нет деградации металла на удалении уже в десяток мм от концентратора напряжений. А типовой концентратор - под головкой винта или заклепки. И их сотни. Нереально тензометрией диагностику проводить....

Разве я писал, что с металлом что-то неясно? Я то в основном про композиты - форумный народ волнуется за отслоения и разрушения

 

[Бармалей]

Прочнист, я с вами был бы полностью согласен до недавнего момента.

Очень интересные методы неразрушающего онлайн контроля внедряет JAL - именно АК, а не производители. Там десятки тысяч точек. Используются RFID метки, автоматизированный сбор данных после полёта. Начинали они с тотальной регистрации информации о двигателях через FADEC и предугадывания отказов при помощи хитрой кластеризации, в т.ч. с использованием нейросетей. В последние 2-3 года перешли к планеру.

Ходят слухи, что Lockheed Martin занимается подобными вещами.

К сожалению, ссылок под рукой нет - это из общения. В прошлом году об этом было доложено на конференции ЦАГИ, может быть, кто-то что-то и воспринял. Но сомневаюсь (не знаю просто), реализуется ли что-то подобное на МС-21. Опасаюсь, как вы и пишете, только постфактум и время от времени. А с новым материалом это и впрямь может привести к неприятностям, будем надеяться, без особых последствий.

Конечно, и система JAL не означает возможности отмены "классического" периодического неразрушающего контроля, а служит дополнением к нему.

С 1:32 презентация Boeing
Что касается предиктива двигателей это немного другая история, pw, ge, rr собирают данные с регулярных рейсов уже не один десяток лет. Двигатель имеет сам по себе датчики, управляющие его работой, объединенные в систему управления. Развитие катастрофического разрушения во-первых, не приводят к таким последствия как разрушение силового набора крыла, во-вторых, наработанные данные за десятилетия, как мы видим, позволяют выявлять отказ узлов за некоторое время до развития катастрофических событий, приводящих к разрушению двигателя. Более того, данные получаемые производителем через спутники или GSM сеть при заходе не посадку используются для расчета времени ремонтов двигателей (а мы имеем здесь ремонт по состоянию). Что же касается dnn, то обучение нейросети процесс непростой и нужен массив данных для обучения. Пока летающих самолетов с композитами в ответственных конструкциях только 787 и а350. И 787 пока, на сколько мне известно, не налетал на расчетный срок службы (первые борты приземлили раньше этого срока). И опять же это широкий фюзеляж. Как будут себя вести ПКМ ответственных конструкций в узкофюзеляжных самолетах с большим количеством взлетов - посадок на коротких маршрутах никто пока сказать ее может

 

[Бурундук]

Бармалей, когда я писал об опыте JAL, я говорил о дюралевых самолётах. С композитами они только начинают, но используют те же наработки. Да, массивы для обучения нейросетей они используют гигантские, причём не только по своему флоту, но и агитируют другие АК вступать в партнёрство. И для каждого нового типа надо будет набирать новый массив данных. Большой вопрос, насколько влияют разные затрагивающие силовую конструкцию модернизации.

Вместе с тем, кроме нейросетей используется и классический предварительный анализ (то есть, на основе анализа выделяем ситуации - разбиваем весь массив многомерных данных на субкластеры в соответствии с этим анализом - а нейросеть работает уже с каждым подмассивом).

Я согласен с вами, что несмотря на большой опыт применения композитов в лёгкой авиации и АОН и имеющемся опыте А и Б они ещё могут преподнести сюрпризы.

 

[Бармалей]

Бармалей, когда я писал об опыте JAL, я говорил о дюралевых самолётах. С композитами они только начинают, но используют те же наработки.

Я согласен с вами, что несмотря на большой опыт применения композитов в лёгкой авиации и АОН и имеющемся опыте А и Б они ещё могут преподнести сюрпризы.

JAL как раз и основной толкатель проекта 787 под Toray