1. Projektets idé
Syftet med det här projektet är att utveckla kvasi-distribuerade trycksensorer inbyggda i kompositstrukturer. Både Fibre Brag Grating optiska fibrer och kolnanorör kommer att användas som sensorer. Inbyggnad av sådana funktioner i strukturella material skapar multifunktionalitet, vilket ger potential för stora viktsbesparingar på en övergripande systemnivå eftersom både struktur och system funktionalitet kan byggas som en lastbärande komponent.
2. Projektets mål och resultat
Projektets huvudmål är att utveckla kompakta och robusta sensorer som kan byggas in i kompositstruktur och användas i mätområdet 10 till 200 kPa. Som en del av projektet kommer krav för interrogator-systemet att adresseras för att kunna uppdatera eller modifiera existerande fiberoptiska system så det harmoniserar med den nya fiberoptiksensorn. Tryckmätning över vingyta , hälsoövervakning och kontroll av motorfunktioner adresseras i det här projektet. Vingskalssensorerna kan också ha en bredare industriell användning till segel och applikationer inom energisektorn.
Projektets SMF deltagare Elitkomposit öppnar upp för bredare industriell användning av projektresultaten även i ett tidigt skede av utvecklingen. Exempel på en sådan tidig implementering av projektresultaten skulle kunna vara processövervakning vid utveckling av nya kompositprodukter.
Flygande strukturella applikationer kräver ofta längre utvecklingstider än 5 år på grund av flygsäkerhetsfrågor och certifieringskrav. Projektresultaten kan ändå användas i flygsammanhang vid markbundna tester, inom 5 år efter projektslut. Exempel på detta är instrumentering vid vindtunneltester. Sådana applikationer hjälper även till att uppnå tillräcklig teknikmognad för mer avancerade flygtester. Vägen till applikationer inom kommersiell flyg-utveckling kan också kortas om sensorerna även kan användas utan att bäddas in i kompositstrukturen.
3. Projektets bidrag till programmålen
Projektet kommer uppfylla Lighters programmål genom:
- Minst 20% viktsbesparing genom att både struktur och system funktionalitet kan byggas som en lastbärande komponent.
- Förbättrad strukturell prestanda genom mixade materiallösningar och innovativa funktioner som möjliggör ytterligare stukturoptimering, vilket leder till ytterligare viktsbesparingar och minskad energianvändning.
- 20% effektivare utvecklingsmetoder genom mer effektiva mätmetoder under produktutvecklingscykeln.
4. Projektets aktörskonstellation
Projektaktörerna som anges nedan representerar en bred kompetens inom lättviktsdesign, komposittillverkning, fiberoptiska sensorssystem och multifunktionella kompositmaterial. Detta möjliggör kunskapsutveckling och demonstration av teknologi i projektet så väl som framtida industriell implementering ock kommersialisering. Projektaktörerna representerar kunskap inom såväl flygande system genom Saab som bredare industriella kompositapplikationer genom SMF aktören Elitkomposit.
Saab Aeronautics är internationellt kända för sin kompetens inom design och tillverkning av flygande system och lättviktsstruktur. Saab Surveillance EWAS har ett unikt fiberoptiskt sensorsystem för övervakning av överhettning som redan finns på såväl militära som civila flygande produkter. Sensorsystemet har även kapabilitet för utökade multiparameterapplikationer.
Elitkomposit AB är en SMF med en framåtriktad satsning inom produktion av kompositprodukter och lättviktsstruktur. Elitkomposit har omfattande FoU tradition med en utvecklingsbudget på ca 8% av omsättningen. FoU projekten kan utgöras av verksamhet i spannet mellan mindre initiativ initierad av företagets anställda till stora projekt ledda av tredje part. I företagets filosofi ingår det att framsteg görs bäst genom ansträngningar som resulterar i en uppsjö av nya teknologier av vilka flera hittar sin väg till kommersialisering.
RISE Fiber Optics and Photonics Unit har omfattande erfarenheter och excellens inom forskning och utveckling av fiberoptiska sensorer för industriella applikationer i krävande miljöer som exempelvis stål-, gruv-, flyg-, batteri-, bygg- och anläggningsindustrin.
KTH deltar i detta projekt genom ett tvärvetenskapligt team med expertis inom kompositmaterial, tillverkningsprocesser, multifunktionella komposit strukturer med kolnanorör (CNT) och expertis inom elektroteknik och mätsystem. För att möjliggöra karaktärisering av CNT i komposit material kommer även expertis från Chalmers att användas på konsultbasis.
