无损检测在飞机维修中的应用分析

发表时间:2021/5/21   来源:《科学与技术》2021年第29卷4期   作者:赵萌
[导读] 如何做好飞机的维修工作是航空业一直关注的问题
        赵萌
        驻长春地区军事代表室     吉林省长春市   130000
        摘要:如何做好飞机的维修工作是航空业一直关注的问题,随着检测技术的提升,目前无损检测在航空业中的运用越来越广。本文以无损检测在飞机维修中的应用为研究方向,首先分析飞机维修采用无损检测的必要性,然后简要列举当前常用无损检测技术,最后总结出无损检测的发展趋势。
        关键词:无损检测;飞机维修;应用
1飞机维修采用无损检测的必要性
1.1无损检测是探测故障缺陷的重要手段
        飞机在飞行过程中需要承受的载荷较大,甚至处于腐蚀质的环境中工作,飞机零部件及受力结构在长时间使用后会产生损伤和细微裂纹,对飞行安全造成极大威胁,而采用无损检测可以尽早探测出飞机的损伤和裂纹,方便检修人员采取相应措施保证飞机飞行安全。
1.2无损检测是维修技术的革新
        传统飞机维修通过工作小组完成相关工作,目前通过检测中心进行检测;传统模式为定时检测,目前根据可靠性视情进行检测。虽有大量传统维修技术仍运用于当前维修,但如今的优化多种多样。在采用无损检测技术后,飞机检测部位和构件的数量大大增加,便于根据飞机的实际状态判断飞机的问题,确定选择原位维修还是返修理厂解决,这样可以大大提升飞机维修工作的效率。
1.3无损检测是制定维修方案的重要依据
        飞机运送至修理厂后,具体维修方案需要根据飞机的损伤度及严重程度来制定,这就需要检修人员对飞机的损伤情况非常了解。采用无损检测技术后,检测人员可以快速对飞机损伤情况进行探测和评定,从而形成维修计划,使维修工作有序高效。
1.4无损检测是延长飞机寿命的重要依据
        飞机生产出厂后都会有一个设计寿命,当飞机达到设计寿命后能否继续使用,需要参考无损检测的结果。每次在给飞机进行维修时,借助无损检测技术确定损伤的种类、范围和程度;修理后可以借助无损检测技术对维修质量进行评价;当飞机达到设计寿命时,将飞机的使用情况与历次维修的无损检测记录结合,综合判定飞机是否能够继续使用。
2无损检测技术在飞机修理中的应用措施
2.1声波法
        声波无损检测基于应力波的理论,常用技术包括声发射、表面波分析法、冲击回波技术、超声检测以及超声层析成像等。
2.2超声波检测技术的应用
        使用超声波检测方式的特点就是可以找到飞机之中的一些重要构件或者部位等隐性的品质问题。这个检测方式在飞机修理之中运用的范围较大,它能够凭借检测仪器中出现的声音判别出飞机修理项目之中是不是有着品质问题。究其原因,是超声波的穿透性能较强,检测人员依据超声波长就可以精准地判断出飞机哪一部位有潜在问题。所以,在飞机修理的时候常常采用超声波检测方式,提升飞机修理品质。
2.3声发射
        声发射是材料受到温度以及应力等外界条件的影响,能量从局域源迅速释放形成瞬间弹性波的现象。材料的声发射频率涵盖次声频、声频以及超声频,因此声波发生也被叫作应力波发射。

声发射检测技术采用仪器来发射信号并对信号进行记录与分析,根据声发射信号系统来对声发射源进行推断。声发射源发射弹性波,经介质传至被检体的表面而引起表面出现机械振动,表面瞬态声发射是材料受到温度以及应力等外界条件的影响,能量从局域源迅速释放形成瞬间弹性波的现象。声发射技术可以用于对飞机修理的初裂应力进行测定从而确定断裂参数,还可以用于飞机破坏过程的分析从而明确受力过程中的力学行为。这一技术具有对飞机结构造成影响小的特点,能实时动态分析,适用于评价飞机结构的安全性能。
2.4冲击回波法
        这一方法对飞机结构的表面施加瞬间冲击而产生应力波,应力波遇到飞机修理缺陷等波阻抗不同的界面时,部分应力波反射,对反射波进行接收,检测器对接收信号以及参考信号的时间差进行检测,对参考信号的初始相位进行调整直至与激振器同步,即可对表面波在激振器与信号接收传感器之间距离的传播速度进行计算。表面波的传导速度与材料的剪切模量、弹性模量相关,还可经试验确定材料的抗压强度、干密度与表面波速度之间的关系,因此这一方法可以应用于测定飞机结构的力学性能,评估其是否存在缺陷。
2.5超声层析成像
        这一方法是对飞机结构表面施加瞬间冲击而产生应力波,应力波遇到飞机修理缺陷等波阻抗不同的界面时,部分应力波反射,对反射波进行接收并作快速傅里叶变换得到频谱图,频谱图峰值为应力波在飞机内部缺陷部位形成,计算频谱频率即可明确飞机厚度或者缺陷位置。这一方法的分辨力、灵敏度不高,检测速度相对较慢。X射线等从外部采用检测设备获得内部对应投影数据,经数学、物理关系来反应内部物理量分布,生成二维、三维图像从而对对象内部特征进行反应。当层析技术采用超声波作为能量波时,这一技术就是超声层析成像技术,这一技术将待测飞机部位的断面划分为数个矩形单元,经不同方向多次发射超声波射线对每个单元进行扫描,采用超声波走时数据来计算成像,进而对飞机质量信息以及缺陷进行直观、精确地显示。层析技术不对研究对象的内部结构造成损伤,检测设备通过超声波、质子、电子、射线等从机体外部直接获得内部对应投影数据。
3无损检测技术在航空维修中的发展趋势
3.1新型检测技术的应用
        随着我国航空研究水平的不断提高,无论是在航空维修理念的完善上,还是在航空维修技术的提高上,都取得了突破性的进展,极大地促进了社会发展。除了上文中介绍的几种新型无损检测技术,热成像技术、射线技术等在航空维修中的应用效果也十分显著。
3.2检测技术的综合应用
        加大对检测技术综合应用的研究力度,能够最大程度发挥出各类检测技术的作用,实现各类技术的优势互补,在降低航空维修成本的同时有效提高维修效率。比如,涡流技术在航空维修中的应用,能够在较短时间内实现对设备表面缺陷的检测,但容易出现少检、错检等问题,为有效降低未来航空维修中出现类似问题的可能性,必须加大对各类技术的综合应用研究,为提升缺陷检测准确性提供保障。
3.3提高检测速度
        保证无损检测工作质量,是提高检测速度的重要前提。缩短航空设备维修时间,对系统运行稳定性的提高十分有益,随着航空设备应用范围的进一步扩大,如何提高系统运行性能,已经成为当前航空发展中面临的一个主要问题。无论是对设备运行稳定性与安全性的提高来说,还是对设备维修成本的降低而言,提高无损检测速度都十分必要。
参考文献:
[1]赵建龙.浅谈无损检测在飞机维修中的应用[J].军民两用技术与产品,2018,000(002):10-11.
[2]王丹.飞机复合材料的先进无损检测技术[J].电子技术与软件工程,2019,000(005):P.75-75.
[2]姜俊杰.[3][J].山东工业技术,2019,000(021):16.
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