Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej (AGH) w Krakowie pracują nad czujnikami piezoelektrycznymi, których zadaniem będzie monitorowanie zużycia kompozytowych elementów w konstrukcjach lotniczych.

Prace badaczy AGH są częścią projektu zrzeszającego kilkanaście europejskich podmiotów publicznych i prywatnych, którego celem jest wydłużenie okresu eksploatacji kompozytów używanych w samolotach, a co za tym idzie oszczędzenie energii niezbędnej do ich produkcji i zmniejszenie presji na środowisko naturalne.

Kompozyty termoplastyczne wzmacniane włóknami węglowymi coraz częściej zastępują w konstrukcjach lotniczych metale. Na korzyść kompozytów przemawia przede wszystkim porównywalna do metali wytrzymałość przy jednocześnie niższej masie, co przekłada się na mniejsze zużycie paliwa. To oszczędność dla linii lotniczych i ograniczenie wpływu lotów na środowisko poprzez zmniejszenie emisji CO2.

Jednym z kluczowych elementów projektu jest monitoring części kompozytowych w samolotach, który na bieżąco będzie dostarczał danych o ich zużywaniu się w trakcie eksploatacji. W ten właśnie segment projektu zaangażowani są naukowcy AGH, których zadaniem jest zaprojektowanie przeznaczonych czujników piezoelektrycznych zintegrowanych ze strukturą kompozytów. Aby wykrywać zmiany inżynierowie wykorzystają ultradźwięki.

– Będziemy próbowali wysłać falę  z jednego punktu i odebrać ją w innym. Cechy takiej fali kształtowane są przez interakcje ze strukturą kompozytu, w które wchodzi na ścieżce od odbiornika do nadajnika. Jej charakterystykę dla nieuszkodzonego elementu możemy ustalić, dokonując eksperymentalnych pomiarów bądź posiłkując się jego cyfrowym modelem. Wszelkie późniejsze odstępstwa od tego wzoru mogą świadczyć o uszkodzeniach struktury kompozytu – mówi dr hab. inż. Paweł Paćko, prof. AGH, cytowany w serwisie uczelni.

Arkadiusz Słomczyński