지능형 센서 네트워크는 유지 보수 비용, 가동 중지 시간을 줄일 수 있습니다.

항공기와 우주선은 유지 보수에 시간과 비용이 많이 드는 수동 검사가 필요한 복잡한 차량입니다. 그러나 센서-액추에이터 네트워크와 같은 일련의 새로운 기술은 항공우주 및 기타 복잡한 구조의 무결성을 자동으로 평가하기 위한 혁신적인 방법인 구조적 상태 모니터링(SHM)을 가능하게 할 수 있습니다. 이러한 기술이 업계에서 상당한 관심을 받고 있기 때문에 SHM의 사용 및 개발에 대한 업계 전반의 협력을 촉진하기 위해 새로운 국제 항공우주 그룹이 출범했습니다.

"우리는 항공기용 신경계를 구축하는 것에 대해 이야기하고 있습니다."라고 스탠포드 대학의 항공 및 우주 비행학 교수이자 구조적 건강 모니터링 - 항공우주 산업 운영 위원회(SHM-AISC) 의장인 Fu-Kuo Chang은 말합니다. "SHM 기술은 우리 몸에서와 같이 필요할 때마다 항공기 구조에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 정보를 유지 보수 전문가에게 제공할 수 있습니다."

SHM은 수동 검사를 대체할 수 있는 잠재력을 가지고 있으므로 유지 관리를 위한 인력과 항공기 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다.

"SHM은 '지능형 구조' 철학을 가능하게 하는 Airbus의 핵심 동인 중 하나로 확인되었습니다."라고 유럽 항공기 제조업체인 Airbus의 SHM 기술 담당자인 Holger Speckmann은 말합니다. "SHM은 직접적인 유지 관리 비용의 감소, 가용성 증가 및 혁신적인 설계 접근 방식으로 이어질 것이며, 이는 고객의 차량 성능에 따라 엄청난 이점을 갖게 될 것입니다."

보잉 상업용 항공기의 787 지원 및 서비스 관리자인 John C. Coles는 다음과 같이 덧붙였습니다. "SHM은 항공사의 운영 효율성을 크게 개선할 수 있는 새로운 기술 중 하나로 보고 있습니다. 이러한 개선은 주로 즉시 범위를 지정할 수 있는 능력에 있습니다. 탑재 장비로 눈에 보이는 손상 정도를 확인하고, 비파괴 검사 장비를 찾아 사용하는 시간을 없애고, 수리 계획에 필요한 시간을 단축합니다."

SHM-AISC
SHM-AISC는 2006년 11월 7일 스탠포드에서 첫 번째 회의를 개최하여 회원들이 헌장에 동의하고 이사회를 확정했습니다. Chang이 첫 번째 의장으로 선출되었습니다.

국제 경영 이사회는 전 세계 주요 항공우주 산업(Airbus, Boeing, EADS, Embraer, Honeywell, BAE Systems), 미국 및 유럽 규제 기관(FAA/EASA), 정부 기관(US Air Force)의 대표로 구성됩니다. , 미 육군, NASA) 및 연구 개발 기관(Stanford University의 Sandia National Labs).

SHM-AISC의 목표는 구조적 건강 모니터링(SHM)의 실행과 구조적 건강 관리에 미치는 영향에 대한 집단적 관점을 공식화하는 것입니다. 이 그룹은 다양한 상업 및 군용 항공 우주 응용 분야에서 이 기술을 효율적이고 효과적으로 구현하기 위한 과정을 계획할 것입니다. 이는 구현 및 인증을 위한 표준, 절차, 프로세스 및 지침의 개발을 통해 달성될 것입니다. SHM-AISC의 임무는 시스템 성숙, 유지보수, 지원 가능성, 업그레이드 및 확장을 포함하는 항공우주 구조물의 SHM에 대한 통합 및 인증 요구사항을 표준화하기 위한 접근 방식을 제공하는 것입니다.

앞으로 몇 주 동안 위원회는 이 비전을 달성하는 데 필요한 세부 작업에 중점을 둔 작업 그룹을 구성할 것입니다. 더 많은 관련 민간 및 정부 조직이 작업 그룹에서 봉사하도록 초대될 것입니다. 첫 번째 작업 그룹인 Commercial Aviation은 2007년 초에 설립될 예정이며 향후 2년 이내에 표준 초안을 생성할 예정입니다.

SHM 기술 정보
SHM은 항공우주 분야의 새로운 기술로 업계와 정부에서 운영 비용을 절감하고 항공우주 차량 구조의 안전성과 신뢰성을 개선할 수 있는 잠재적인 방법으로 점점 더 평가받고 있습니다. SHM 기술의 핵심은 전체 차량 상태 관리 전략의 일부로 내장된 분산 센서-액추에이터 네트워크를 사용하여 자급자족 시스템을 개발하는 것입니다. SHM 접근 방식은 사람의 개입을 최소화하면서 구조물의 손상을 지속적으로 모니터링, 검사 및 감지할 수 있습니다.

SHM의 목적은 구조적 결함의 존재와 범위를 탐지할 뿐만 아니라 구조적 사용의 영향을 결정하고 물리적 손상의 조기 징후를 제공하는 것입니다. SHM 시스템이 제공하는 조기 경보는 새로운 구조적 손상이 비행 안전에 영향을 미치기 전에 개선 전략을 지원할 수 있습니다. 동일한 기술을 사용하여 미래 항공기 구조의 설계를 향상시킬 수도 있습니다.

NASA의 선임 과학자인 William Prosser는 2002년 컬럼비아호가 추락한 후 NASA가 우주왕복선 프로그램에 SHM을 구현하기 시작했다고 말했습니다.

"열 보호 시스템에 대한 충격 손상은 온보드 SHM 시스템의 필요성을 강조했습니다."라고 Prosser는 말합니다. " 이에 대응하여 날개 앞전 충돌 감지 시스템이 모든 셔틀에 설치되어 모든 비행에서 모니터링됩니다. 국제 우주 정거장 및 미래의 우주선에 대해 유사한 시스템을 고려 중입니다."

공군은 또한 우주 작전 차량으로 알려진 재사용 가능한 발사체에 SHM을 채택하는 것을 검토하고 있습니다. "자동화된 시스템은 임무를 완료한 후 몇 시간 이내에 전체 구조물의 상태를 평가하고 비행을 위해 구조물을 재인증할 수 있습니다."라고 공군 연구소 항공 차량 부서의 구조적 상태 평가 팀 리더인 Mark M. Derriso가 말했습니다. 이 최적화된 처리 시간은 차례로 차량의 발사 비용을 줄여줍니다.

구조적 건강 모니터링에 대한 세 번째 유럽 워크숍(2006년 7월 스페인 그라나다에서 개최) 동안 정부와 업계 대표는 SHM 기술의 표준화 및 구현을 위한 업계 전반의 정책 및 절차를 만들어야 할 필요성을 표명했습니다. 이러한 합의에 대한 응답으로 워크숍 참가자들은 Chang에게 SHM-AISC를 만들도록 요청했습니다.

FAA를 위해 설립된 Airworthiness Assurance NDI Validation Center의 기술 직원 중 저명한 멤버인 Dennis Roach는 "SHM은 노후 인프라의 유지 관리 및 감시 증가와 관련된 비용이 예상치 못한 속도로 증가하고 있기 때문에 시기 적절한 개발입니다."라고 말했습니다. 뉴멕시코주 앨버커키에 있는 Sandia National Labs "항공기 유지보수 및 수리는 이제 상용 항공기 운영 비용의 약 4분의 1을 차지합니다."