ПНИПУ: новая модель в 2 раза точнее аналогов определяет место и силу удара

Микроскопические повреждения, незаметные невооруженным глазом, могут привести к серьезным проблемам в авиации и космонавтике. Ученые Пермского Политеха разработали математическую модель уникального сенсорного полимерного покрытия, которое, подобно нервной системе, мгновенно реагирует на внешние воздействия и с высокой точностью определяет место и силу даже самых незначительных ударов.

Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе образовательного учреждения.

Одной из наиболее распространенных причин повреждений техники специалисты называют постоянное воздействие микрочастиц — песка, пыли, льда. В аэрокосмической отрасли это может привести к разрушению защитного слоя, ухудшению аэродинамических характеристик и появлению трещин. Со временем накопление микродефектов превращается в угрозу безопасности и требует дорогостоящего ремонта.

Современные системы мониторинга фиксируют только факт удара, но не позволяют определить его точное место. Это серьезно ограничивает их эффективность. Например, при попадании града в корпус самолета датчики регистрируют сам факт удара, но не показывают, где именно произошло повреждение.

Ученые ПНИПУ предложили новое решение — математическую модель сенсорного покрытия с двойной спиралью электродов, встроенных в тонкую полимерную пленку с пьезоэлектрическим эффектом. Такое покрытие можно наносить на внешние элементы авиационной или космической техники. Оно не утяжеляет конструкцию и позволяет одновременно определять координаты, силу и характер воздействия.

"Когда твердая частица ударяется о сенсорное покрытие, в нем возникает электрический импульс, который анализируется с помощью математической модели.

Система с минимальной погрешностью определяет точку удара, его силу и локальную прочность конструкции. Это вдвое повышает точность измерений по сравнению с существующими аналогами", — пояснил профессор кафедры "Механика композиционных материалов и конструкций" ПНИПУ, доктор физико-математических наук Андрей Паньков.

Технология отличается простотой нанесения, высокой точностью измерений и возможностью масштабирования на поверхности любой площади. В авиации она позволит в реальном времени выявлять даже незначительные удары — например, попадание камней или града при взлете и посадке, предотвращая развитие скрытых дефектов.

По словам исследователей, созданная модель открывает новые перспективы для мониторинга механических повреждений в авиакосмической и машиностроительной отраслях, где от своевременного обнаружения микротрещин напрямую зависит безопасность и надежность техники.