امروزه فناوری‌های نوین توانسته‌اند جنبه‌های مختلف صنایع را تحت تاثیر خود قرار دهند. در این میان فناوری‌های مرتبط با الکترونیک و ارتباطات تغییرات چشمگیری در صنعت هوایی ایجاد کرده‌اند. پژوهشگران تلاش می‌کنند با استفاده از روش‌های جدید علاوه بر ارتقاء ایمنی، هزینه‌های تحمیلی به سازندگان هواپیما، شرکت‌های هواپیمایی و در نهایت مسافران را کاهش دهند.

وابسته به عمر ناوگان هوایی، تعمیر و نگهداری در شرکت‌های هواپیمایی به‌طور متوسط بین 12 تا 23 درصد هزینه‌های کل آن‌ها را شامل می‌شود. بنابراین صرفه‌جویی در این بخش می‌تواند کمک بزرگی به شرکت‌ها کرده و حتی منجر به کاهش قیمت بلیط هواپیما نیز شود. روش‌های تعمیرونگهداری پیش‌گویانه از جمله راهکارهای مناسب برای جلوگیری از بروز خرابی در بخش‌های مختلف هواپیما و به دنبال آن کاهش زمان غیرعملیاتی بودن هواپیما شود.

در ادامه این بخش با برخی از فناوری‌هایی که هم‌اکنون یا در آینده نزدیک در تعمیرونگهداری هواپیما یا همان صنعت MRO به کار گرفته می‌شوند، اشاره می‌کنیم. پیش‌بینی می‌شود ترکیب این فناوری‌ها بتواند هزینه‌های تعمیرونگهداری هواپیما را به کمتر از 10 درصد هزینه‌های کل یک شرکت هواپیمایی برساند.

رباتیک

از رباتیک در MRO برای انجام وظایف زنجیره‌ تامین و فعالیت‌های مشخص استفاده می‌شود. این فناوری موجب ساده‌سازی، تسریع و ایمن شدن وظایف MRO می‌شود. بازرسی خودکار یکی از مهم‌ترین نمونه‌ وظایفی است که ربات‌ها می‌توانند انجام دهند. تاکنون شاهد نمونه‌های موفقی از انجام بازرسی‌های هواپیما توسط ربات‌ها بوده‌ایم. از جمله این پروژه‌ها می‌توان به ساخت یک ربات توسط بخش مهندسی تعمیرات شرکت Air France–KLM اشاره کرد. از این ربات برای بررسی آسیب‌های مربوط به برخورد تگرگ روی بدنه هواپیما استفاده می‌شود. ربات می‌تواند یک اسکن 3 بعدی کامل از بیش از 120 متر مربع بدنه یک هواپیمای بوئینگ 777 را تهیه کرده و تصویر نهایی را توسط یک ارتباط بی‌سیم به رایانه اپراتور منتقل کند. نکته قابل توجه در این رابطه این است که این ربات می‌تواند هر متر مربع از بدنه را در 30 دقیقه اسکن کند. این در حالیست که برای اسکن دستی، این زمان بین 4 تا 5 ساعت خواهد بود.

استفاده از ربات برای بازرسی بدنه هواپیما توسط شرکت Air France–KLM

یک نمونه دیگر استفاده از رباتیک در MRO توسط شرکت سوئیسی اس‌آر تکنیک ثبت شده است. اخیرا آن‌ها توانسته‌اند با همکاری یک شرکت مهندسی نیوزلندی، رباتی را معرفی کنند که می‌تواند بازرسی‌های بدنه هواپیما را با روشی پیشرفته انجام دهد. طبق گفته مسئولین اس‌آر تکنیک ربات مذکور مجهز به یک دوربین با رزولوشن بسیار بالا است و با حرکت روی سطح بدنه هواپیما و تصویربرداری از آن، محل‌های مشکوک را شناسایی می‌کند. نحوه کار به این صورت است که تصاویر ضبط شده توسط ربات به یک نرم‌افزار روی رایانه کاربر ارسال شده و در آنجا با پردازش تصویر، محل‌های مورد نیاز برای تعمیر مشخص می‌شوند. با استفاده از این روش زمان بازرسی می‌تواند از چند ساعت به چند دقیقه کاهش یابد. با توجه به اینکه این بازرسی به‌طور خودکار انجام می‌شود، پرسنل تعمیرونگهداری می‌توانند سایر وظایف خود را انجام دهند.

ربات شرکت اس‌آر تکنیک برای بازرسی بدنه هواپیما

شرکت رولز-رویس نیز در نمایشگاه هوایی فارن‌بورو امسال از توسعه چهار پروژه رباتیک برای تعمیرونگهداری موتورهای هواپیما خبر داد. مدیر این پروژه‌ها در این رابطه می‌گوید: «وقتی موتورهای هواپیما برای اورهال به آشیانه آورده می‌شوند، مهم‌ترین هدف ما انجام سریع و ارزان قیمت عملیات است. در یکی از پروژه‌ها، ما با همکاری دانشگاه ناتینگهام در حال توسعه ربات‌هایی هستیم که بدون نیاز به خارج کردن تیغه‌های چرخان موتور، وجود نقص روی آن‌ها را تشخیص داده و تعمیر کنیم. این پروژه باعث خواهد شد سرویس‌های ما برای موتور به‌جای چند روز، در چند ساعت انجام شود. بنابراین می‌توان آن را انقلابی بزرگ در زمینه تعمیر و نگهداری دانست. در پروژه‌ای دیگر ما قصد داریم از یک مجموعه ربات کوچک (Swarm Robots) برای بازرسی‌های داخل موتور هواپیما استفاده کنیم. این ربات‌ها به دوربین‌های پیشرفته‌ای تجهیز شده‌اند و می‌توانند با نفوذ در نواحی دور از دسترس موتور، تصاویری با کیفیت بالا برای ما ارسال کنند.» وی همچنین در مورد زمان استفاده از این ربات‌ها می‌گوید: «پروژه‌هایی مانند دسته ربات‌های کوچک هنوز در ابتدای راه خود هستند و تا واقعیت فاصله زیادی دارند. اما برخی از پروژه‌های رباتیک ما احتمالا تا چند سال آینده مورد استفاده قرار گیرند.»

استفاده از مجموعه‌ای از ربات‌های کوچک برای بازرسی موتور هواپیما

بلاک‌چین

بلاک‌چین را می‌توان یکی از اصلی‌ترین فناوری‌های آینده صنایع هوایی و دفاعی دانست. پذیرش این فناوری از سوی شرکت‌های مطرح صنعت حتی سریع‌تر از آنچه فکر می‌شد صورت گرفته است. اما بلاک‌چین چیست و چگونه می‌تواند به صنعت هوایی کمک کند؟

فناوری بلاک‌چین را می‌توان بهترین اختراع دنیای نرم‌افزار پس از اینترنت دانست. این فناوری اجازه می‌دهد که بتوان بدون وجود یک نهاد مرکزی اقدام به تبادل ارزش کرد. به بیان ساده بلاک‌چین یک پایگاه داده‌ (DataBase) توزیع شده است که به‌عنوان یک دفتر اطلاعاتی توزیع شده، شناخته می‌شود. بلاک‌چین از چند بلاک تشکیل شده که هر کدام مجموعه‌ای از تراکنش‌ها را در خود نگهداری می‌کند و به صورت رمزنگاری شده به بلاک دیگر متصل می‌شود. همه اینها با هم یک دفتر کل را شکل می‌دهند. به عبارت دیگر، اطلاعات هر معامله در این فناوری به صورت یک بلاک به زنجیره معاملات قبلی اضافه می‌شود. هزاران نسخه از این اطلاعات ثبت شده در کامپیوترهای سراسر جهان ذخیره می‌شود (در کامپیوترهای خانگی و سرورهای تجاری)، از این رو اصطلاح «غیرمتمرکز» به آن نسبت داده می‌شود. کلیه کاربران می‌توانند سابقه معاملات (بلاک‌ها) را بدون واسطه مشاهده کنند.

دیجیتالی شدن تمام اسناد هواپیماها یک آرزوی بزرگ برای همه بازیگران صنعت هوایی است. اما دستیابی به این آرزو با توجه به گستردگی فعالان در صنعت، کاری سخت و دشوار است. یک ایده مناسب برای نزدیک شدن به این هدف، استفاده از فناوری بلاک‌چین است. از این فناوری می‌توان برای ذخیره و تایید اسناد استفاده کرد.

اخیرا شرکت Parts Pedigree با همکاری یک توزیع‌کننده قطعات هواپیما در حال توسعه پلتفرمی مبتنی بر فناوری بلاک‌چین است. مدیر این شرکت در رابطه با این پروژه می‌گوید: «صنعت هوایی از بازیگران زیادی در سراسر جهان تشکیل شده است. در حال حاضر هر یک از این بازیگران اقدام به دیجیتالی‌کردن فرآیندهای اداری و معاملات خود کرده‌اند و هر کدام از آن‌ها پرتال مخصوص به خود را دارند. هدف ما توسعه پلتفرمی برای دیجیتالی‌کردن یکپارچه زنجیره تامین با استفاده از مفاهیمی همچون فضای ابری، رمزگذاری و بلاک‌چین است. این پلتفرم دارای API باز خواهد بود و کاربران می‌توانند به راحتی یک فرم‌ را در آن ایجاد و با افراد دیگر به اشتراک بگذارند».

از طریق این پلتفرم به عنوان مثال یک گواهینامه صلاحیت پرواز هواپیما به‌راحتی می‌تواند توسط یک شخص ایجاد شده و سپس توسط مراجع قانونی و دارای صلاحیت امضا شود. پس از آن کلیه کاربران از جمله سازمان‌های نظارتی، شرکت‌ هواپیمایی، شرکت‌های MRO و غیره می‌توانند این گواهینامه را مشاهده و از آن بهره‌برداری کنند.

شرکت انگلیسی رامکو- سیستمز (طراح و ارائه دهنده نرم‌افزارهای مرتبط با MRO) قصد دارد از پروتکل دفتر اطلاعاتی توزیع شده شرکت XinFin با عنوان XDC01 برای ساخت یک معماری جدید نرم‌افزاری مبتنی بر بلاک‌چین استفاده کند.

شرکت اسکالا- بلاک‌چین نیز از دیگر فعالان استفاده از این فناوری در صنعت هوایی است. مقامات این شرکت در تشریح محصول خود اینگونه اظهار می‌کنند: «با توجه به رویکرد نرم‌افزاری شدن عملیات‌های اویونیک در هواپیماها، نگرانی خطوط هوایی از بروز یک نقص کوچک و به دنبال آن به خطر افتادن شهرت شرکت و حتی جان مسافران، افزایش یافته است. از این‌رو اکثر آن‌ها مایل به استفاده از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای مدیریت سلامت هواپیما هستند. اما خود این سیستم‌ها نیز در مقابل حملات سایبری آسیب‌پذیر خواهند بود. علاوه‌براین سوابق MRO هواپیما که به صورت نرم‌افزاری ثبت شده‌اند نیز ممکن است مورد حمله قرار گیرد. پلتفرم‌ توسعه یافته توسط ما مبتنی بر فناوری بلاک‌چین بوده و در مقابل این چالش‌ها، امنیت اطلاعات را برای مشتریان به ارمغان می‌آورد. این پلتفرم شامل فرآیند‌های استانداردی برای تعمیر و نگهداری است».

تحقیقات شرکت Accenture نشان می‌دهد حدود 86 درصد از شرکت‌های هوایی و دفاعی، یکپارچه‌سازی فناوری بلاک‌چین را با سیستم‌های شرکت خود تا سال 2021 پذیرفته‌اند.

پرنده‌های بدون سرنشین کوچک

تمام هواپیماهای پیش از آغاز فرآیند پرواز، به عنوان بخشی از عملیات‌های تعمیرونگهداری برنامه‌ریزی شده باید به‌صورت بصری بازرسی شوند. علاوه بر این در مواجهه با وقایع غیربرنامه‌ریزی شده‌ای مانند برخورد صاعقه یا طوفان تگرگ، بازرسی‌های بیشتری نیاز خواهد بود. این عملیات‌ها هم زمان‌بر و هم پرهزینه هستند.

پرنده‌های بدون سرنشین کوچک (Drones) به دلیل قابلیت‌های زیاد توانسته‌اند به سرعت در بخش MRO محبوب شوند. این پرنده‌ها می‌توانند با سرعت بسیار بیشتر از روش‌های قدیمی عملیات بازرسی هواپیما را انجام دهند. در حال حاضر شرکت‌های زیادی از این ابزار برای انجام بازرسی‌های بدنه و حتی کابین مسافران استفاده می‌کنند. در ادامه به برخی از این پروژه‌ها اشاره خواهیم کرد.

ایرباس در طی سه سال گذشته پروژه Aircam خود را در آزمایشگاهی واقع در تولوز فرانسه توسعه داده است. ایرباس قصد دارد طی این پروژه از پرنده‌های کوچکی برای بازرسی خط تولید هواپیماهای A330 خود استفاده کند. سخت‌افزار این پرنده‌ها مبتنی بر پردازنده‌های شرکت اینتل بوده و نرم‌افزار آن توسط خود ایرباس تهیه می‌شود. هر کدام از این پرنده‌ها به دوربین‌هایی با کیفیت بسیار بالا مجهز بوده و بدین ترتیب فرآیند کنترل کیفیت سطح خارجی هواپیما را در کمتر از 15 دقیقه انجام خواهند داد.

ایرباس در نمایشگاه هوایی فارن‌بورو 2016 نیز از یک پرنده بدون سرنشین کوچک دیگر رو‌نمایی کرد که برای بازرسی A350 مورد استفاده قرار می‌گیرد. یکی از مسئولین ایرباس در رابطه با روند توسعه این پروژه‌ها می‌گوید: « در حال حاضر ما پرنده‌هایی را طراحی کرده‌ایم که می‌توانند بازرسی‌های خارجی یک هواپیمای بزرگ مانند A350 را در زمانی بسیار کم انجام دهند. اما این پایان راه ما نیست. یکی از اهداف ایرباس در پروژه آشیانه‌های آینده (در شماره قبلی مجله این پروژه شرح داده شد) استفاده از این ابزار برای بازرسی محیط داخلی هواپیما است». ایرباس امیدوار است بتواند به زودی استفاده از Droneها را در خطوط تولید و آشیانه‌های تعمیرونگهداری خود عملی کند.

برخی از شرکت‌ها نیز در سال‌های اخیر ایده استفاده از پرنده‌های بدون سرنشین در فرآیند‌های تعمیرونگهداری را عملی کرده‌اند. در اکتبر 2016 بخش مهندسی و تعمیرات‌ونگهداری شرکت AFI-KLM اعلام کرد با همکاری شرکت دانکل از Droneها به عنوان ابزار بازرسی در بخشی از فرآیند تعمیرونگهداری معمول خود استفاده می‌کند. این شرکت اعلام کرد اولین آزمایش آن‌ها در اواخر سال 2015 در تولوز فرانسه با موفقیت انجام شده است.

شرکت دانکل را می‌توان از پیشتازان توسعه پرنده‌های بدون سرنشین برای بازرسی هواپیما دانست. محصولات این شرکت در حال حاضر توانایی بازرسی کیفیت رنگ سطح هواپیما و علائم و متن‌های هشداری را داشته، اما آن‌ها در حال توسعه پرنده‌هایی هستند که بتواند خوردگی‌ها را نیز تشخیص دهد.

فناوری موقعیت‌یابی لیزری به Droneهای شرکت دانکل این امکان را می‌دهد که بتوانند حتی در محیط‌های بسته خودشان را به نزدیک‌ترین فاصله از بدنه هواپیما برسانند. طبق گفته مسئولین شرکت، برای هواپیماهای کوچک تنها یک پرنده کافی خواهد بود، اما برای هواپیماهای بزرگ همچون A380 شش پرنده باید به‌طور همزمان عملیات بازرسی را انجام دهند. برای این کار کافی است یک کاربر عملیات را برای Droneها تعریف کرده و پس از آن پرواز گروهی آن‌ها آغاز شده و عملیات بازرسی کاملا خودکار و بدون نیاز به ناوبری پرنده‌ها انجام می‌شود.

دوربین‌هایی با کیفیت بسیار بالا روی این پرنده‌ها نصب شده است که با آغاز عملیات، شروع به تصویربرداری از بدنه هواپیما می‌کنند. پس از آن الگوریتم‌های پردازش تصویر مناطق مورد نظر روی بدنه را شناسایی می‌کند. در مرحله بعد تصاویری که نشان‌دهنده یک عیب روی بدنه باشند توسط نرم‌افزار جدا می‌شوند. تمام این مراحل به‌طور بلادرنگ انجام شده و در نهایت یک گزارش از عیب‌های پیدا شده به رایانه کاربر ارسال می‌شود. لازم به ذکر است نرم‌افزار می‌تواند از طریق الگوریتم‌هایی مبتنی بر یادگیری ماشین، تفاوت بین یک پیچ یا پرچ و لکه روی سطح هواپیما را تشخیص دهد.

از دیگر شرکت‌هایی که پروژه‌هایی برای استفاده از Droneها در عملیات‌های MRO آغاز کرده‌اند می‌توان به IFS-Lab، EasyJet، Luftronix و Avitas Systems اشاره کرد.

واقعیت مجازی/ واقعیت افزوده

امروزه می‌توان از فناوری‌های واقعیت افزوده ([1]AR) و واقعیت مجازی (VR[2]) در بخش‌های مختلفی از MRO و صنعت هوایی استفاده کرد. در ادامه با برخی از مهم‌ترین این کاربردها آشنا خواهیم شد.

همکاری از راه‌ دور یکی از بهترین نمونه‌های این فناوری‌ها در صنعت MRO است. تصور کنید یکی از اجزای هواپیما دچار مشکل شده است و تکنسین‌های تعمیر اطلاعات کافی در مورد نحوه رفع عیب را ندارند. در این حالت ممکن است لازم باشد قطعه مورد نظر از هواپیما جدا شده و برای مرکز پشتیبانی آن ارسال شود. اما فناوری‌های یاد شده می‌توانند این مشکل را حل کنند. در این روش تکنسین تعمیر هواپیما با نصب یک دستگاه مجهز به دوربین، سیستم صوتی و نمایشگر واقعیت مجازی روی سر خود، می‌تواند با سایر همکاران یا مهندسان تعمیرونگهداری در هر نقطه از جهان در ارتباط باشد. به این ترتیب نیازی به حضور تمام افراد تیم در محل انجام تعمیرات نبوده و تکنسین می‌تواند از طریق نمایشگر خود راهنمایی‌های لازم را از همکاران خود یا مرکز ارائه دهنده پشتیبانی دریافت کند. شرکت Fountx اخیرا محصولی را مبتنی بر این فناوری‌ برای همکاری از راه‌ دور در صنعت MRO ارائه کرده است.

سیستم واقعیت افزوده شرکت Fountx

آموزش یکی دیگر از جنبه‌های استفاده از فناوری‌های AR و VR در صنعت MRO است. بخش مهندسی و تعمیرات‌ونگهداری شرکت AFI-KLM در آزمایشگاه MRO خود در کشور سنگاپور از یک برنامه ‌کاربردی استفاده می‌کند که برای آموزش مکانیک‌ها طراحی شده است. این برنامه به مکانیک‌ها این اجازه را می‌دهد که یک تصویر سه بعدی از توربین جت را پیش روی خود ببینند. این تصویر به آنان در درک نحوه کارکرد موتور، محل قرارگیری اجزای مختلف آن و همچنین نحوه دسترسی به هر یک از این اجزا کمک می‌کند.

شرکت هواپیمایی Royal Dutch از فناوری واقعیت افزوده برای آموزش تکنسین‌ها به وسیله یک نمایش سه بعدی از هواپیما استفاده می‌کند. از طریق این ابزار، تکنسین‌ها و آموزش‌دهنده‌ها می‌توانند در اطراف هواپیمای مجازی شده حرکت کرده و اجزای مختلف آن را مشاهده کنند. این تصویر سه بعدی کاملا تعاملی بوده و می‌تواند نسبت به درخواست‌های کاربر واکنش نشان دهد. کاربران می‌توانند کلیه سیستم‌های مکانیکی و الکترونیکی پیچیده هواپیما که در حالت عادی برای آموزش قابل دسترس نیستند را مشاهده کنند. از طریق این ابزار می‌توان رفتار هواپیما در شرایط عادی و غیرعادی را شبیه‌سازی کرد.

استفاده از فناوری واقعیت افزوده برای آموزش توسط شرکت هواپیمایی Royal Dutch

یکی دیگر از کاربردهای فناوری‌های AR و VR در صنعت MRO، ارائه پیش‌نمایشی از پیکر‌بندی ظاهری هواپیما است. شرکت Magnetic MRO از کشور استونی که در زمینه رنگ‌آمیزی بدنه هواپیما و طراحی داخلی کابین فعال است، با الهام از این ایده توانسته است محصولی برای مجازی‌سازی پوشش رنگ بیرونی هواپیما و دکوراسیون داخلی شامل نوع صندلی‌ها و رنگ آن‌ها و جزئیاتی دیگر را ارائه دهد. از این طریق مشتریان می‌توانند پیش از انجام رنگ‌آمیزی یا نصب صندلی‌ها، نمای نهایی آن را به‌طور مجازی مشاهده کنند.

استفاده از فناوری واقعیت افزوده برای پیش‌نمایش رنگ‌آمیزی هواپیما

علاوه بر کاربردهای ذکر شده، می‌توان از فناوری‌های مذکور برای فروش بلیت هواپیماها نیز استفاده کرد. شرکت هواپیمایی ایمریتس در جولای سال گذشته اعلام کرد که مدل‌های سه بعدی از صندلی‌های هواپیماهای خود را به سیستم رزرو آنلاین خود اضافه کرده است. بنابراین ایمریتس اولین شرکتی محسوب می‌شود که از فناوری واقعیت مجازی تحت وب در پلتفرم دیجیتال خود استفاده کرده است. این پروژه با همکاری شرکت اسپانیایی Renacen اجرا شده است و از طریق آن کاربران می‌توانند با استفاده از عینک‌های واقعیت مجازی یک دید سه بعدی کامل و 360 درجه از کابین هواپیمای A380 داشته باشند. این فناوری حتی به مشتریان این امکان را می‌دهد تا به‌طور مجازی بتوانند در راهروهای هواپیما قدم زده و خود را داخل آن حس کنند. در صورتی که کاربر مجهز به عینک‌های واقعیت مجازی نباشد، می‌تواند از طریق موس یا صفحات لمسی موبایل داخل کابین مسافران را مرور کند.

فناوری واقعیت مجازی شرکت هواپیمایی ایمریتس برای فرآیند خرید آنلاین بلیت که به مشتریان اجازه می‌دهد صندلی مطلوب خود را انتخاب و خریداری کنند.

ابزار بازرسی کامپوزیت

مقدار استفاده از مواد کامپوزیتی در هواپیماهای مدرن افزایش یافته است. در حالی که تنها کمتر از 4 درصد از پوشش مدل‌های اولیه هواپیمای A320 را مواد کامپوزیتی تشکیل می‌داد، حالا بیش از 50 درصد از بدنه هواپیماهای A350 و B787 را این نوع مواد پوشش می‌دهد. اگر چه مزایای زیادی در طراحی کامپوزیتی یک هواپیما وجود دارد، اما یکی از نقاط ضعف آن دشوار بودن تشخیص عیب از طریق روش‌های بازرسی بصری است.

مشکل یاد شده و اهمیت اطمینان از صحت اتصالات بدنه هواپیما باعث شده است در سال‌های اخیر شاهد طراحی و ارائه ابزارهای جدیدی برای بازرسی سطوح کامپوزیتی باشیم. در اینجا با برخی از این ابزار جدید و فناورانه آشنا خواهیم شد.

اواسط سال 2018 شرکت DolphiTech اعلام کرد سیستم دوربین التراسونیک این شرکت توانسته است تاییدیه شرکت ایرباس را کسب کند. این تاییدیه به معنی امکان استفاده از سیستم‌های تست دوبعدی و سه‌بعدی این شرکت برای بازرسی مواد و ساختار کامپوزیتی هواپیمای A350 است. پیش از این بوئینگ نیز موافقت خود برای استفاده از این سیستم برای هواپیمای B787 اعلام کرده بود. این دستگاه الزامات تست‌های غیرمخرب برای بازرسی ساختارهای تقویت‌شده فیبرکربنی را برآورده می‌کند. دستگاه مذکور بسیار سبک و قابل حمل بوده و از طریق مجموعه‌ای حسگر کوچک، می‌تواند تصاویری با کیفیت بسیار بالا از سطح مورد آزمایش تهیه کند. این تصاویر برای نمایش به یک نرم‌افزار منتقل شده و تحلیل‌های مربوطه روی آن صورت می‌گیرد.

اسکنر التراسونیک شرکت DolphiTech برای انجام تست‌های غیر مخرب مواد کامپوزیتی

روش قطبش نور ساختاریافته (PSL[3]) یک نمونه فناوری دیگر در زمینه تست‌های غیرمخرب مواد کامپوزیتی است. شرکت 4D-Technology اخیرا یک دستگاه تست سطوح کامپوزیتی مبتنی بر این فناوری ارائه کرده است که می‌تواند خوردگی یا شکستگی‌ها را با قدرت تفکیک چند میکرومتر تشخیص دهد. این دستگاه کوچک و قابل حمل بوده و در چند ثانیه می‌تواند سطح کامپوزیتی را اسکن و نتیجه را تولید کند. مزیت استفاده از این روش در مقایسه با التراسونیک، نویزپذیری کمتر آن در اثر لرزش دست است.

تصویربرداری حرارتی با استفاده از مادون‌قرمز نیز یکی از تکینک‌های ارزان قیمت برای بازرسی سطوح کامپوزیتی است. در سال‌های اخیر نمونه‌های زیادی از دوربین‌های حرارتی برای انجام بازرسی‌های مواد کامپوزیتی وارد بازار شده است. اما شاید بتوان مهم‌ترین اشکال این دوربین‌ها را حد تفکیک پایین آن نسبت به دیگر روش‌های بازرسی دانست. پیش‌بینی می‌شود با پیشرفت فناوری دوربین‌های حرارتی در سال‌های آینده شاهد گسترش استفاده از این روش در صنعت MRO باشیم.

رادیوگرافی دیجیتال روش دیگری برای بازرسی سطح کامپوزیتی است. در این روش از امواج X استفاده شده و سطح انرژی بازگشتی از مواد اندازه‌گیری و تحلیل می‌شود. این فناوری نیز در حال حاضر به‌طور محدود به کار گرفته می‌شود، اما شاید در آینده بیشتر مورد توجه شرکت‌های MRO قرار گیرد.

شرکت Creaform که در زمینه طراحی و ساخت دستگاه‌های تست غیرمخرب از پیشتازان صنعت محسوب می‌شود، اخیرا یک اسکنر دستی با نام تجاری HandySCAN 3D ارائه کرده است که قابلیت بازرسی بدنه هواپیما با جنس‌های مختلف را دارد. این دستگاه به همراه یک نرم‌افزار بسیار هوشمند ارائه می‌شود که به آن قابلیت‌هایی بسیار ویژه می‌دهد. نمایش تصاویر بلادرنگ و اعلام سریع عیب، گزارش‌دهی کامل و استاندارد از فرآیند تست، ارائه تصاویر سه‌بعدی از سطح مورد آزمایش و امکان تحلیل وضعیت خرابی‌ها از جمله ویژگی‌های این نرم‌افزار است. طبق گفته مسئولین شرکت، این محصول می‌تواند فرآیند بازرسی بدنه هواپیما را تا 80 برابر روش‌های رایج سال‌های گذشته سریع‌تر کند. این دستگاه نیز توانسته است علاوه بر بوئینگ و ایرباس، تاییدیه بسیاری از دیگر سازندگان هواپیما را کسب کند.

اسکنر سه‌بعدی شرکت Creaform

ماشین‌آلات تولید افزایشی

تولید افزایشی (Additive Manufacturing) یک نام مناسب برای توصیف فناوری‌هایی است که اشیاء سه‌بعدی را با اضافه کردن لایه بر لایه مواد تولید می‌کنند و این مواد می‌توانند پلاستیک، فلز، بتن و شاید بافت‌های بدن باشند. یک اصطلاح که اغلب به عنوان مترادف با تولید افزایشی استفاده می‌شود همان انقلاب چهارم صنعتی، پرینتر سه‌بعدی است. در واقع از عبارت پرینتر سه‌بعدی به عنوان یک اصطلاح دوستانه‌تر و ساده‌تر برای معرفی کردن این فناوری نوین ساخت و تولید به مخاطبان عمومی، استفاده می‌شود. تولید افزایشی اکنون با ریشه‌های اولیه خود که به تولید نمونه‌های ساده پلاستیکی محدود می‌شد، فاصله زیادی گرفته است. امروزه پرینتر‌های سه‌بعدی نه‌تنها می‌توانند مواد مختلف از تیتانیوم گرفته تا کارتریج انسانی را به کار برند، بلکه می‌توانند قطعاتی کاملا عملیاتی شامل مکانیسم‌های پیچیده، قطعات مکانیکی بزرگ، باتری، ترانزیستور و حتی ال‌ای‌دی تولید کنند.

توانمندی‌های ماشین‌آلات تولید افزایشی به ‌سرعت رو‌به توسعه است. اکنون آن‌ها می‌توانند قطعاتی بزرگ‌تر تولید کنند و دقت و رزولوشن بالاتری را با سرعت بیشتر و هزینه کمتر به همراه داشته باشند. این پیشرفت‌ها در کنار هم فناوری را به نقطه حساسی رسانده است؛ به نظر می‌آید این صنعت آماده است از حالت نوپای خود خارج و به جایگزینی قابل تامل برای روندهای سنتی تولید در کاربردهای همچون صنایع هوایی تبدیل شود.

مدت‌ها از ساخت برخی قطعات پلیمری کابین هواپیما توسط پرینترهای سه‌بعدی می‌گذرد و اکنون شاهد دستگاه‌هایی هستیم که می‌توانند بخش‌های فلزی را نیز تولید کنند. ابتدا این سازندگان موتور بودند که با توجه به اهمیت وزن و کارایی قطعات، از فناوری تولید افزایشی با مواد فلزی در محصولاتشان استفاده کردند. به دنبال موفقیت آن‌ها، اکنون شاهد گسترش آن در سایر قطعات و ساختار هواپیما هستیم.

شرکت هانی‌ول اکنون بخش‌هایی از واحد توان کمکی (APU) را با فناوری چاپ فلز تولید می‌کند. مسئولین این شرکت امیدوارند بزودی بتوانند بخش‌هایی از موتورهای اصلی هواپیما را نیز با استفاده از این روش تولید کنند.

آزمایشگاه تولید افزایشی شرکت هانی‌ول

شرکت Norsk را می‌توان از پیشتازان تولید قطعات فلزی توسط پرینترهای سه‌بعدی دانست. به گفته مقام ارشد این شرکت، ماشین بعدی این شرکت توانایی ساخت قطعات فلزی بزرگ و پیچیده را خواهد داشت و هدف آن تامین قطعات برای هواپیماهایی همچون B787 و A350 است که در آن‌ها حجم زیادی تیتانیوم به‌کار می‌رود. این شرکت در حال حاضر قطعات آزمایشی زیادی را برای ارائه به کارخانه‌های سازنده هواپیما و مراجع قانون‌گذار تولید کرده است تا از این طریق بتوانند کیفیت بالای روش ساخت خود را به نمایش گذارد.

ماشین تولید افزایشی شرکت Norsk با توانایی ساخت قطعات فلزی بزرگ

به عنوان نمونه موفق دیگری از ماشین‌‌آلات می‌توان به H2000 ساخت شرکت Stratasys اشاره کرد. این دستگاه می‌تواند قطعات بزرگ فلزی را به دقت بسیار بالا تولید کند. مسئولین Stratasys بازار اصلی این ماشین را بخش MRO تعیین کرده‌اند، با این حال اخیرا قصد دارند از آن برای ساخت سه‌بعدی برخی قطعات یک هواپیمای تمام الکتریکی استفاده کنند.

جالب است بدانید آینده ماشین‌آلات تولید افزایشی به شرکت‌های هواپیمایی کمک خواهد کرد بخشی از قطعات هواپیما را خودشان تولید کنند. در ایالات متحده FAA به شرکت‌های هواپیمایی اجازه داده است برخی از قطعات هواپیما را خودشان تولید و استفاده کنند. البته در صورتی این کار امکان‌پذیر است که قطعه ساخته شده بتواند مانند نمونه اولیه الزامات مربوطه را برآورده کند. محدودیت دیگر این قانون، عدم امکان استفاده از این قطعات روی ناوگان سایر شرکت‌های هواپیمایی است. در اروپا نیز قانونی مشابه با محدودیت‌های شدیدتر وضع شده است. به‌طور کلی این قانون شامل قطعاتی است که تاثیری بر ایمنی پرواز نخواهند داشت.

این ماشین‌آلات می‌توانند باعث افزایش سرعت اصلاح و تعمیرات هواپیما شود. به عنوان مثال یک شرکت هواپیمایی می‌تواند در مدت کوتاه و با هزینه کم بخش‌های آسیب دیده از فضای داخلی کابین مسافران را اصلاح کند. در برخی موارد این روش می‌تواند تا 80 درصد هزینه‌های مربوط به یک تعمیر را کاهش دهد.

[1] Augmented Reality

[2] Virtual Reality

[3]Polarized Structured Light