Австралийцы займутся интеграцией солнечных панелей в композиты

Австралийская компания Praxis Aeronautics получила контракт правительства Южной Австралии на изучение способов интеграции солнечных панелей в структуру композитных элементов летательных аппаратов. Как пишет Aviation Week, результаты проекта будут в первую очередь использоваться в производстве беспилотных летательных аппаратов.

В современных беспилотниках, в качестве одного из источников питания использующих солнечную энергию, применяется специальная тонкая солнечная пленка. Она просто наклеивается поверх фюзеляжа или крыла аппарата. Такая пленка имеет относительно небольшую эффективность и дорого стоит.

В некоторых случаях для удешевления производства разработчики ставят на свои беспилотники обычные солнечные пластины, однако их хрупкость ограничивает возможности размещения панелей. И в случае с пленкой, и в случае с панелями солнечные элементы остаются уязвимыми для внешних воздействий, которые могут существенно снижать их эффективность.

Согласно заявлению Praxis Aeronautics, интеграция солнечных панелей в композиционный материал позволит защитить их от повреждений и даст разработчикам бо́льшую свободу при выборе мест размещения. Исследования, которыми в настоящее время занимается компания, подразумевают возможность внедрения в композит стандартных солнечных панелей.

Praxis Aeronautics уже предложила один из способов интеграции солнечных панелей и опробовала его на небольшом беспилотнике — демонстраторе технологий. Этот способ предполагает выкладывание солнечных панелей поверх углеволокна или углеткани с последующей заливкой прозрачным связующим в специальном пакете и запеканием в автоклаве.

Согласно заявлению компании, благодаря такому способу поверхность того или иного элемента конструкции беспилотника получается гладкой. При этом прозрачное связующее практически не снижает эффективности солнечных панелей и защищает их от повреждений.

Стоимость такого способа внедрения солнечных панелей составляет одну тысячу австралийских долларов за квадратный метр (792 доллара США). Для сравнения, стоимость нанесения солнечной пленки составляет в среднем 35 тысяч австралийских долларов за квадратный метр (27,7 тысячи долларов США). Теперь австралийцы намерены изучить влияние такого размещения панелей на общую прочность композитных элементов.

Сегодня многие компании занимаются изучением возможности интеграции различных элементов в структуру композитных деталей. В середине июля текущего года стало известно, что в России завершилась разработка «нервной системы» для самолетов, в том числе и боевых. Она позволит в режиме реального времени отслеживать состояние конструкции летательных аппаратов.

Новая система неразрушающего контроля состоит из множества оптических волокон, внедряемых в структуру композитной детали еще на этапе производства. Такая система позволяет с высокой точностью определять места повреждений, а также оценивать оставшийся ресурс композитных элементов конструкции.

Получаемые конструкцией повреждения система определяет по изменению скорости прохождения лазерным лучом оптических волокон. В полете система способна записывать все диагностические данные, которые затем наземные техники могут считать и проанализировать. Новой системой уже заинтересовались «Туполев», «Сухой», «Иркут», Московский вертолетный завод и «Камов».

Между тем, в феврале прошлого года Германский авиакосмический центр испытал ультразвуковую систему диагностики состояния композитных элементов. В испытаниях использовалась секция фюзеляжа с дверным проемом, выполненная из композиционных материалов. В структуру секции интегрировали в общей сложности 584 датчика, контролировавших состояние детали.

Во время испытаний система сенсоров сумела определить тип и расположение повреждения. Она использует ультразвуковые волны для оценки состояния конструкции — при нажатии кнопки самодиагностики в композитной конструкции срабатывают ультразвуковые излучатели, сигнал которых принимают датчики. Если в структуре есть повреждение, оно будет отклонять ультразвук или задерживать его прохождение.

Василий Сычёв