スマートセンサーネットワークで航空機メンテナンスコストとダウンタイムを削減

航空機・宇宙機メンテナンスは従来、時間とコストのかかる手動検査に依存してきました。センサー・アクチュエータネットワークの最近の進歩が、構造健全性監視（SHM）という革命的手法を通じてこの状況を変えつつあります。SHMが普及するにつれ、その採用と開発における国際協力を促進する新たな国際航空宇宙コンソーシアムが発足しました。

「我々は本質的に航空機の神経系を構築しています」と、スタンフォード大学航空宇宙工学教授でSHM-航空産業運営委員会（SHM-AISC）議長のフー・クオ・チャン氏。「SHM技術は、私たちの体が内部変化を感知するように、メンテナンスチームに航空機構造健全性のリアルタイムデータを提供します。」

手動チェックを置き換えることで、SHMは労働要件と航空機ダウンタイムを大幅削減できます。エアバスSHM技術リードのホルガー・スペックマン氏はこう述べます：「SHMはエアバスの『インテリジェント・ストラクチャー』哲学の主要ドライバーです。直接メンテナンスコスト削減、可用性向上、新たな設計可能性を開き、 fleet性能向上を通じて顧客に利益をもたらします。」

ボイング商用機787サポート・サービスマネージャーのジョン・C・コールズ氏は付け加えます：「SHMは、目視可能な損傷の機上検査を可能にし、外部非破壊検査装置の必要性を排除し、修理計画時間を短縮することで、航空会社に運用効率を提供します。」

SHM-AISC

SHM-AISCは2006年11月7日、スタンフォードで初会合を開催。憲章を採択し、運営委員会を設置、チャン氏が初代議長に選出。委員会には主要航空宇宙企業（エアバス、ボイング、EADS、エンブラエル、ハネウェル、BAEシステムズ）、規制当局（FAA、EASA）、政府機関（米空軍、米陸軍、NASA）、研究機関（サンディア国立研究所、スタンフォード大学）の代表が参加。

SHM-AISCの使命は、商用・軍用航空宇宙アプリケーション全体でSHMを実装する統一戦略を策定することです。これには、システム成熟化、メンテナンス、サポート性、アップグレード、拡張に対応する標準、手順、認証ガイドラインの開発が含まれます。今後作業部会が詳細タスクに取り組み、最初の「商用航空」グループが2年以内に標準案を策定予定です。

SHM技術について

SHMは、車両構造に埋め込まれた自立型分散センサー・アクチュエータネットワークを活用します。最小限の人的介入で継続的監視、検査、損傷検出を実現。欠陥特定にとどまらず、運用使用の影響評価と物理的損傷の早期警告を行い、飛行安全を守るプロアクティブメンテナンスを可能にし、将来設計改善に知見を提供します。

NASAは2002年のコロンビア号事故後、スペースシャトル計画にSHMを導入。NASA上級科学者ウィリアム・プロッサー氏は説明します：「熱防護システムへの衝撃損傷が機上SHMの必要性を浮き彫りにしました。その結果、ウィング前縁衝撃検知システムが全シャトル飛行で監視を行い、国際宇宙ステーションと次期宇宙機への類似システム導入が検討されています。」

米空軍は再使用型打ち上げ機「スペース・オペレーション・ビークル」へのSHM適用を模索中。空軍研究所構造健全性評価チームリーダーのマーク・M・デリソ氏は指摘します：「自動システムならミッション後数時間で構造全体を評価し、再飛行認証が可能。ターンアラウンド合理化で打ち上げコスト削減につながります。」

2006年7月、スペイン・グラナダで開催された第3回欧州構造健全性監視ワークショップで、業界・政府リーダーがSHM実装の業界全体ポリシーと手順標準化の必要性を強調。このコンセンサスがSHM-AISC結成につながりました。

FAA耐空性保証NDI検証センター技術スタッフのデニス・ローチ氏は観察します：「メンテナンスと修理は現在、商用機隊運営コストの約四分の一を占めます。SHMはこれら上昇コストを抑制するタイムリーな解決策です。」