インテリジェントセンサーネットワークは、メンテナンスコストとダウンタイムを削減できます

航空機と宇宙船は複雑な乗り物であり、そのメンテナンスには時間と費用のかかる手動検査が必要です。しかし、センサー-アクチュエータネットワークなどの一連の新技術により、航空宇宙やその他の複雑な構造の完全性を自動的に評価する革新的な方法である構造ヘルスモニタリング（SHM）が可能になります。これらの技術が産業界から大きな注目を集めているため、SHMの使用と開発に関する業界全体の協力を促進するために、新しい国際航空宇宙グループが発足しました。

「私たちは航空機の神経系を構築することについて話している」とスタンフォード大学の航空宇宙工学の教授であり、構造ヘルスモニタリング-航空宇宙産業運営委員会（SHM-AISC）の議長であるFu-KuoChangは言う。 「SHMテクノロジーは、私たちが自分の体にあるのと同じように、必要なときにいつでも飛行機の構造で何が起こっているかについての情報を保守の専門家に提供することができます。」

SHMは、手動検査に取って代わる可能性があり、それによってメンテナンスのための人員と飛行機のダウンタイムを削減します。

「SHMは、「インテリジェント構造」哲学を可能にするエアバスの主要な推進力の1つとして認識されています」と、ヨーロッパの航空機メーカーであるエアバスのSHMテクノロジーの中心人物であるホルガースペックマンは述べています。 「SHMは、直接保守コストの削減、可用性の向上、革新的な設計アプローチにつながり、フリートのパフォーマンスに応じてお客様に大きなメリットをもたらします」

ボーイング民間航空機の787サポートおよびサービスマネージャーであるジョンC.コールズは、次のように述べています。搭載機器の目に見える損傷の程度、非破壊検査機器の場所を特定して使用する時間をなくし、修理の計画に必要な時間を短縮します。」

SHM-AISC
SHM-AISCは、2006年11月7日にスタンフォードで最初の会議を開催しました。その間、メンバーは憲章に同意し、取締役会を確認しました。チャンは最初の議長として選出された。

国際管理委員会は、世界中の主要な航空宇宙産業（エアバス、ボーイング、EADS、エンブラエル、ハネウェル、BAEシステムズ）、米国およびヨーロッパの規制当局（FAA / EASA）、政府機関（米空軍）の代表者で構成されています。 、米軍、NASA）、および研究開発機関（Sandia National Labs、スタンフォード大学）。

SHM-AISCの目的は、構造ヘルスモニタリング（SHM）の実践と、それが構造ヘルスの管理に与える影響についての集合的な見解を策定することです。このグループは、さまざまな商業および軍事航空宇宙アプリケーションでテクノロジーを効率的かつ効果的に実装するためのコースを計画します。これは、実装と認証のための標準、手順、プロセス、およびガイドラインの開発によって達成されます。 SHM-AISCの使命は、航空宇宙構造物のSHMの統合および認証要件を標準化するためのアプローチを提供することです。これには、システムの成熟、保守、サポート、アップグレード、および拡張が含まれます。

今後数週間にわたって、委員会はこのビジョンを実現するために必要な詳細なタスクに焦点を当てるためのワーキンググループを設立する予定です。より適切な民間および政府組織がワーキンググループに参加するよう招待されます。最初のワーキンググループである商用航空は2007年初頭までに設立され、今後2年以内に基準案を作成する予定です。

SHMテクノロジーについて
SHMは航空宇宙の新技術であり、運用コストを削減し、航空宇宙車両構造の安全性と信頼性を向上させる可能性のある方法として、産業界や政府によってますます評価されています。 SHMテクノロジーの中核は、車両全体の健康管理戦略の一環として、組み込みの分散型センサーアクチュエータネットワークを使用した自給自足システムの開発です。 SHMアプローチは、最小限の人間の関与で構造物の損傷の継続的な監視、検査、および検出を提供できます。

SHMの目的は、構造上の欠陥の存在と程度を検出するだけでなく、構造上の使用の影響を判断し、物理的な損傷を早期に示すことです。 SHMシステムによって提供される早期警告は、新たな構造的損傷が飛行の安全性に影響を与える前に、修復戦略をサポートすることができます。同じ技術を使用して、将来の航空機構造の設計を強化することもできます。

NASAは、2002年にシャトルコロンビアを失った後、スペースシャトルプログラムにSHMを実装し始めたと、NASAの上級科学者であるウィリアムプロッサーは述べています。

「熱保護システムへの衝撃による損傷は、オンボードSHMシステムの必要性を浮き彫りにしました」とProsser氏は言います。 「それに応じて、翼の前縁衝撃検知システムがすべてのシャトルに設置され、すべての飛行で監視されています。同様のシステムが国際宇宙ステーションと将来の宇宙船で検討されています。」

空軍はまた、宇宙運用ビークルとして知られる再利用可能なロケットにSHMを採用することを検討しています。 「自動化されたシステムは、ミッションが完了してから数時間以内に構造物全体の健康状態を評価し、飛行のために構造物を再認定することができます」と、空軍研究所の航空機局の構造健康評価チームリーダーであるマークM.デリソは言います。この最適化されたターンアラウンドタイムは、順番に、車両の打ち上げコストを削減します。

構造的健康モニタリングに関する第3回欧州ワークショップ（2006年7月にスペインのグラナダで開催）で、政府と業界の代表者は、SHMテクノロジーの標準化と実装のための業界全体のポリシーと手順を作成する必要性を表明しました。このコンセンサスに応えて、ワークショップの参加者はチャンにSHM-AISCの作成を依頼しました。

「老朽化したインフラストラクチャの保守と監視の増加に関連するコストが予想外の速度で上昇しているため、SHMはタイムリーな開発です」とFAAのために設立された耐空性保証NDI検証センターの技術スタッフの著名なメンバーであるデニスローチは言います。ニューメキシコ州アルバカーキにあるSandiaNational Labsは、「航空機の保守と修理は、現在、商用艦隊の運用コストの約4分の1を占めています。」