211service.com
Fiberoptik på et fly
Der er mere end hundrede miles af elektriske ledninger i det gennemsnitlige fly, der styrer næsten alt fra landingsstel til stewardesseopkald. Alt det isolerede kobbertråd er et stort ansvar: det er tungt, det er modtageligt for elektromagnetisk interferens, og når det ikke vedligeholdes korrekt, kan det forårsage systemfejl og brande.
Bunter af isoleret ledning på fly er tunge og dyre at vedligeholde. At sende signaler via en enkelt fiberoptisk linje kan spare hundredvis af pund og forenkle vedligeholdelsen. (Kredit: Corbis)
Nu har forskere ved Texas A&M University i College Station fundet en måde at erstatte nogle af disse ledninger med fiberoptisk teknologi, som er lettere end kobbertråd, mindre tilbøjelig til elektromagnetisk interferens og immun over for elektriske kortslutninger. De har udviklet en ny optisk kontakt, der kan integreres i cockpitkontrollerne for at styre operationer, der skal tændes eller slukkes - for eksempel landingsstel, displays og manuel skift mellem brændstoftanke.
I øjeblikket er tænd-sluk-kontakter i et cockpit fastgjort til separate ledninger, der slanger sig gennem et fly og styrer forskellige funktioner. Vedligeholdelsesomkostningerne for sådan et setup kan være høje, siger Zhaoxia Xie, en forsker på Texas A&M-projektet. Hvis en switch ikke virker på grund af ledningsproblemer dybt inde i flyet, kan det tage en masse tid og kræfter at jage den fornærmende linje, fordi snesevis af ledninger er bundtet sammen.
Switchen, som Xie udviklede med den sene Henry Taylor , professor i elektro- og computerteknik ved Texas A&M, kan fornemme, om en knap er blevet trykket fra fra til til. Information fra den fiberbaserede enhed kunne dirigeres til en hovedfiberarterie, som ville bære hundredvis af signaler samtidigt. Xie siger, at det ville eliminere hovedparten af ledninger, forenkle vedligeholdelsen og reducere omkostningerne.
I hjertet af enheden er et 10 millimeter langt føleelement, indlejret i fiber med en diameter på 125 mikrometer. Denne sensor er sammensat af to spejle, der er gennemsigtige såvel som reflekterende, som tillader lys at trænge ind, reflektere frem og tilbage mellem dem og derefter passere igennem. Når lysbølger hopper mellem spejlene, danner de interferensmønstre, der ændrer sig alt efter spejlenes position. Forskerne udnyttede denne egenskab ved at forbinde deres kontakt til en udkrager, der en smule justerer spejlenes position, når der trykkes på en cockpit-knap. Ændring af afstanden mellem spejlene justerer interferensmønsteret og signalerer dermed, om kontakten er tændt eller slukket.
Selvom ingeniører har arbejdet på at erstatte flyledninger med fiber i årevis, har de kun haft moderat succes. Boeings 777 – bygget i midten af 1990'erne – bruger et fiberoptisk kommunikationsnetværk, men designet og implementeringen var mere eller mindre et eksperiment, siger Dan Martinec, teknisk direktør for industriaktiviteter hos ARINC , en Annapolis-baseret luftfartskommunikationsvirksomhed. Netværket var ikke et kritisk system, siger han. Derudover var det overdesignet med mere plads til fejl, end det ville være omkostningseffektivt, hvis det blev implementeret bredt i branchen. Han siger dog, at Boeings 787-fly, en ny flåde, der er planlagt til at flyve i 2007, vil have et mere omkostningseffektivt optisk kommunikationsnetværk ombord.
Martinec er skeptisk over, at Texas A&M-forskningen nogensinde vil gøre det til fly. Men Fazi siger, at udskiftning af de elektriske ledninger forbundet til switches kan give tilstrækkelige vægtbesparelser til at gøre teknologien omkostningseffektiv. Selvom blot et par hundrede pund er tabt fra et fly, siger han, er det stadig vigtigt.
Der skal gøres meget mere arbejde for at gøre den optiske switch klar til implementering, siger Xie. Det næste trin er at teste opsætningen på et fly for at bestemme de ekstreme temperaturer og vibrationer, det kan modstå.