Jaringan sensor cerdas dapat memangkas biaya pemeliharaan, waktu henti
Pesawat dan pesawat luar angkasa adalah kendaraan kompleks yang perawatannya membutuhkan inspeksi manual yang memakan waktu dan mahal. Tetapi serangkaian teknologi baru, seperti jaringan sensor-aktuator, dapat mengaktifkan Structural Health Monitoring (SHM), metode revolusioner untuk menilai integritas aerospace dan struktur kompleks lainnya secara otomatis. Karena teknologi ini mendapatkan perhatian yang signifikan dari industri, grup kedirgantaraan internasional baru telah diluncurkan untuk mempromosikan kerja sama industri dalam penggunaan dan pengembangan SHM.
"Kita berbicara tentang membangun sistem saraf untuk pesawat," kata Fu-Kuo Chang, seorang profesor aeronautika dan astronotika di Universitas Stanford dan ketua Structural Health Monitoring - Aerospace Industry Steering Committee (SHM-AISC). "Teknologi SHM dapat memberikan informasi kepada profesional perawatan tentang apa yang terjadi di struktur pesawat kapan pun dibutuhkan, seperti yang kita miliki di tubuh kita sendiri."
SHM berpotensi menggantikan inspeksi manual, sehingga mengurangi tenaga kerja dan waktu henti pesawat untuk perawatan.
"SHM telah diidentifikasi sebagai salah satu pendorong utama Airbus untuk mengaktifkan filosofi 'Struktur Cerdas'," kata Holger Speckmann, focal point person untuk SHM Technology di pabrikan pesawat Eropa Airbus. "SHM akan mengarah pada pengurangan biaya perawatan langsung, peningkatan ketersediaan dan pendekatan desain inovatif, yang akan memberikan manfaat besar bagi pelanggan kami sesuai dengan kinerja armada mereka"
John C. Coles, manajer dukungan dan layanan 787 untuk Boeing Commercial Airplanes menambahkan:"Kami melihat SHM sebagai salah satu teknologi baru yang dapat memberikan peningkatan signifikan dalam efisiensi operasional untuk maskapai. tingkat kerusakan yang terlihat dengan peralatan on-board, menghilangkan waktu untuk mencari dan menggunakan peralatan inspeksi non-destruktif, dan mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk merencanakan perbaikan."
SHM-AISC
SHM-AISC mengadakan pertemuan pertamanya di Stanford pada tanggal 7 November 2006, di mana para anggota menyepakati sebuah piagam dan mengukuhkan sebuah dewan manajemen. Chang terpilih untuk menjabat sebagai ketua pertama.
Dewan manajemen internasional terdiri dari perwakilan dari industri kedirgantaraan utama dari seluruh dunia (Airbus, Boeing, EADS, Embraer, Honeywell, BAE Systems), badan pengatur dari Amerika Serikat dan Eropa (FAA/EASA), lembaga pemerintah (Angkatan Udara AS , US Army, dan NASA), dan lembaga penelitian dan pengembangan (Sandia National Labs, Stanford University).
Tujuan dari SHM-AISC adalah untuk merumuskan pandangan kolektif tentang jalan ke depan untuk praktik Pemantauan Kesehatan Struktural (SHM) dan dampaknya terhadap pengelolaan kesehatan struktural. Kelompok ini akan merencanakan kursus untuk secara efisien dan efektif menerapkan teknologi dalam berbagai aplikasi kedirgantaraan komersial dan militer. Hal ini akan dicapai dengan pengembangan standar, prosedur, proses dan pedoman pelaksanaan dan sertifikasi. Misi SHM-AISC adalah untuk menyediakan pendekatan untuk standarisasi integrasi dan persyaratan sertifikasi untuk SHM struktur kedirgantaraan, yang akan mencakup pematangan sistem, pemeliharaan, daya dukung, peningkatan, dan perluasan.
Selama beberapa minggu mendatang, komite akan membentuk kelompok kerja untuk fokus pada tugas rinci yang diperlukan untuk memenuhi visi ini. Organisasi swasta dan pemerintah yang lebih terkait akan diundang untuk melayani dalam kelompok kerja. Kelompok kerja pertama – Penerbangan Komersial – akan dibentuk pada awal tahun 2007 dan diharapkan dapat menghasilkan rancangan standar dalam dua tahun ke depan.
Tentang teknologi SHM
SHM adalah teknologi baru di kedirgantaraan yang semakin dievaluasi oleh industri dan pemerintah sebagai metode potensial untuk mengurangi biaya operasional dan mungkin meningkatkan keselamatan dan keandalan struktur kendaraan dirgantara. Inti dari teknologi SHM adalah pengembangan sistem mandiri menggunakan jaringan sensor-aktuator terdistribusi built-in sebagai bagian dari strategi manajemen kesehatan kendaraan secara keseluruhan. Pendekatan SHM dapat memberikan pemantauan, inspeksi, dan deteksi kerusakan pada struktur secara terus-menerus dengan keterlibatan manusia yang minimal.
Tujuan SHM tidak hanya untuk mendeteksi keberadaan dan tingkat cacat struktural, tetapi juga untuk menentukan efek penggunaan struktural dan memberikan indikasi awal kerusakan fisik. Peringatan dini yang diberikan oleh sistem SHM kemudian dapat mendukung strategi perbaikan sebelum kerusakan struktural yang muncul dapat berdampak pada keselamatan penerbangan. Teknologi yang sama juga dapat digunakan untuk meningkatkan desain struktur pesawat masa depan.
NASA mulai menerapkan SHM dalam program Space Shuttle setelah hilangnya Shuttle Columbia pada 2002, kata William Prosser, ilmuwan senior NASA.
"Dampak kerusakan pada sistem perlindungan termal menyoroti kebutuhan sistem SHM onboard," kata Prosser. "Sebagai tanggapan, Sistem Deteksi Dampak Wing Leading Edge telah dipasang di semua Pesawat Ulang-alik dan dipantau di setiap penerbangan. Sistem serupa sedang dipertimbangkan untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional dan kendaraan luar angkasa masa depan."
Angkatan Udara juga sedang mempertimbangkan untuk mengadopsi SHM dalam kendaraan peluncuran yang dapat digunakan kembali yang dikenal sebagai Space Operations Vehicle. “Sistem otomatis dapat menilai kesehatan seluruh struktur dalam beberapa jam setelah misi selesai, dan mensertifikasi ulang struktur untuk penerbangan,” kata Mark M. Derriso, pemimpin tim penilaian kesehatan struktural untuk Direktorat Kendaraan Udara Laboratorium Penelitian Angkatan Udara. Waktu penyelesaian yang dioptimalkan ini, pada gilirannya, akan mengurangi biaya peluncuran kendaraan.
Selama Lokakarya Eropa ketiga tentang Pemantauan Kesehatan Struktural (diselenggarakan di Granada, Spanyol, pada Juli 2006), perwakilan pemerintah dan industri menyatakan perlunya membuat kebijakan dan prosedur industri untuk standarisasi dan penerapan teknologi SHM. Menanggapi konsensus ini, peserta lokakarya meminta Chang untuk membuat SHM-AISC.
"SHM adalah pengembangan tepat waktu karena biaya yang terkait dengan peningkatan pemeliharaan dan pengawasan infrastruktur yang menua meningkat pada tingkat yang tidak terduga," kata Dennis Roach, anggota staf teknis terkemuka di Pusat Validasi NDI Jaminan Kelaikan Udara yang didirikan untuk FAA oleh Sandia National Labs di Albuquerque, NM "Pemeliharaan dan perbaikan pesawat sekarang mewakili sekitar seperempat dari biaya operasi armada komersial."
