Redes de Sensores Inteligentes Cortam Custos e Tempo de Inatividade de Manutenção de Aeronaves

Manutenção de aeronaves e espaçonaves tradicionalmente depende de inspeções manuais demoradas e caras. Avanços recentes em redes de sensor-atuador estão transformando esta paisagem através do Monitoramento de Saúde Estrutural (SHM), um método revolucionário que avalia automaticamente a integridade de estruturas aeroespaciais complexas. À medida que o SHM ganha tração, um novo consórcio aeroespacial internacional foi lançado para fomentar colaboração em sua adoção e desenvolvimento.

"Essencialmente estamos construindo um sistema nervoso para aeronaves," diz Fu-Kuo Chang, professor de aeronáutica e astronáutica na Universidade de Stanford e presidente do Comitê Diretor da Indústria Aeroespacial de Monitoramento de Saúde Estrutural (SHM-AISC). "Tecnologias SHM fornecem às equipes de manutenção dados em tempo real sobre a saúde estrutural de um avião, assim como nossos corpos sentem mudanças internas."

Substituindo verificações manuais, o SHM pode reduzir dramaticamente requisitos de mão de obra e tempo de inatividade de aeronaves. Holger Speckmann, líder de tecnologia SHM na Airbus, nota: "SHM é um motor-chave por trás da filosofia 'Estrutura Inteligente' da Airbus. Reduz custos diretos de manutenção, aumenta disponibilidade e abre novas possibilidades de design — beneficiando nossos clientes através de desempenho de frota melhorado."

John C. Coles, gerente de suporte e serviços 787 na Boeing Commercial Airplanes, adiciona: "SHM oferece eficiências operacionais às companhias aéreas permitindo inspeção a bordo de danos visíveis, eliminando a necessidade de equipamentos externos de teste não-destrutivo e encurtando tempo de planejamento de reparo."

SHM-AISC

O SHM-AISC realizou sua reunião inaugural em Stanford em 7 de novembro de 2006. Membros adotaram uma carta e estabeleceram um conselho de gestão, com Chang eleito como primeiro presidente. O conselho inclui representantes de grandes empresas aeroespaciais (Airbus, Boeing, EADS, Embraer, Honeywell, BAE Systems), reguladores (FAA, EASA), agências governamentais (Força Aérea dos EUA, Exército dos EUA, NASA) e instituições de pesquisa (Sandia National Labs, Universidade de Stanford).

A missão do SHM-AISC é criar uma estratégia unificada para implementar SHM em aplicações aeroespaciais comerciais e militares. Isso envolve desenvolver padrões, procedimentos e diretrizes de certificação que abordem maturação do sistema, manutenção, suportabilidade, atualizações e expansão. Próximos grupos de trabalho enfrentarão tarefas detalhadas, com o primeiro — Aviação Comercial — esperado para redigir padrões dentro de dois anos.

Sobre a Tecnologia SHM

SHM aproveita redes de sensor-atuador auto-suficientes e distribuídas incorporadas dentro de estruturas de veículos. Entrega monitoramento contínuo, inspeção e detecção de danos com intervenção humana mínima. Além de identificar defeitos, o SHM avalia efeitos de uso operacional e emite alertas precoces de danos físicos, permitindo manutenção proativa que preserva segurança de voo e informa melhorias futuras de design.

A NASA implementou SHM no programa do Ônibus Espacial após a perda da Columbia em 2002. William Prosser, cientista sênior da NASA, explica: "O dano de impacto no sistema de proteção térmica ressaltou a necessidade de SHM a bordo. Consequentemente, um Sistema de Detecção de Impacto no Bordo de Ataque da Asa agora monitora cada voo do ônibus, com sistemas similares sendo considerados para a Estação Espacial Internacional e futuros veículos espaciais."

A Força Aérea dos EUA está explorando SHM para seu veículo de lançamento reutilizável, o Veículo de Operações Espaciais. Mark M. Derriso, líder da equipe de avaliação de saúde estrutural no Laboratório de Pesquisa da Força Aérea, nota: "Um sistema automatizado poderia avaliar a estrutura inteira dentro de horas após uma missão e recertificá-la para voo, cortando custos de lançamento ao agilizar turnaround."

Durante o terceiro Workshop Europeu sobre Monitoramento de Saúde Estrutural em Granada, Espanha (julho 2006), líderes da indústria e governo destacaram a necessidade de políticas e procedimentos em toda a indústria para padronizar implementação de SHM. Este consenso levou à formação do SHM-AISC.

Dennis Roach, equipe técnica no Centro de Validação NDI de Aeronavegabilidade da FAA, observa: "Manutenção e reparos agora respondem por aproximadamente um quarto dos custos operacionais de uma frota comercial. SHM oferece uma solução oportuna para conter estas despesas crescentes."