Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «РОСКОСМОС») разработали концепцию системы структурного мониторинга работоспособности (СМР), существенно повышающую надежность и безопасность изделий ракетно-космической техники, объектов наземной космической инфраструктуры, а также объектов транспортной, энергетической и других отраслей промышленности. Система позволяет принимать упреждающие управленческие решения на основе получаемых в режиме реального времени данных о техническом состоянии критически важных конструктивных элементов. Концепция была впервые представлена на VII Белорусском космическом конгрессе в Минске в конце октября 2017 года.
Предложенная специалистами НИИ физических измерений (НИИФИ, входит в холдинг РКС) концепция СМР построена на использовании так называемых «умных» материалов, свойства которых могут быть изменены контролируемыми методами внешнего воздействия. К ним относятся волоконные пьезокомпозиты и созданные на их основе макроволоконные актюаторы для монтажа в конструктивные элементы изделий ракетно-космической техники и объектов наземной космической инфраструктуры. «Умные» материалы сочетают в себе сенсорные и актюаторные функции мониторинга, контроля и диагностики состояния конструкций.
Генеральный директор АО «НИИФИ» Андрей НИКОЛАЕВ: «Сегодня в России и странах СНГ подобных систем нет. На совещании совместной российско-белорусской рабочей группы по подготовке предложений по содержанию перспективных программ Союзного государства и развитию сотрудничества между организациями и предприятиями Госкорпорации «РОСКОСМОС» и Национальной академией наук Белоруссии мы выступили с инициативой создания программы по разработке комплексных систем СМР как наиболее перспективных, экономичных и отвечающих всем требованиям безопасности продукции ракетно-космической отрасли и объектов наземной космической инфраструктуры».
Структурный мониторинг работоспособности является инновационным методом оценки качества, повышения надежности и безопасности, прогнозирования остаточного ресурса различных объектов. Преимуществом проекта НИИФИ по сравнению с зарубежными разработками аналогичного назначения является использование комплексного подхода при создании физико-математических и топологических моделей, алгоритмов выработки управляющих воздействий, программ расчета локализации макроволоконных актюаторов для выполнения современных отраслевых требований по надежности.
Сегодня НИИФИ является центром компетенции холдинга РКС по датчико-преобразующей аппаратуре и пьезотехнике и активно занимается изучением вопросов структурного мониторинга работоспособности конструктивных элементов изделий ракетно-космической техники, а также разработкой необходимых для этого активных функциональных пьезоэлектрических компонентов.
Специалисты НИИФИ провели ряд научно-исследовательских работ в этом направлении, разработали технологическую линейку производства пьезокерамических компонентов разного типа на основе цирконата-титаната свинца (ЦТС), включая пленочные, волоконные, композитные элементы и пьезо-микроэлектромеханические системы (МЭМС). Существующий научно-технологический задел и производственная база компании позволяют разработать технологии, освоить производство макроволоконных композитов и изготавливать на их основе актюаторы, датчики, сенсорные сети и системы СМР изделий и объектов ракетно-космической промышленности.