Тепловой контроль в авиации

В авиации тепловой контроль нашел применение при исследованиях сотовых конструкций, которые в силу конструкций не могут быть подвергнуты ультразвуковому неразрушающему контролю.

Сотовые конструкции состоят из ячеистых структур, заключенных между двумя обшивками и напоминающих пчелиные соты. Основное преимущество таких конструкций по сравнению с металлическими - удовлетворительная прочность при малом удельном весе, что позволяет применять их для изготовления элементов фюзеляжа, элеронов, закрылков, киля и т.п. Сотовые панели установлены как на зарубежных самолетах, так и на новых отечественных самолетах.

Для изготовления сотовых панелей применяют разнообразные комбинации металлических и неметаллических материалов. В авиации наиболее распространены дюралюминиевые и композиционные сотовые панели. Обшивка дюралюминиевых панелей выполнена из дюралюминиевых листов толщиной 0.5-1 мм, а сами ячейки изготовлены из алюминиевой фольги толщиной 0.1 мм.

В композиционных сотах обшивка выполнена из угле- или стеклопластика, а в качестве материала ячеек применяют алюминий или бумагу типа Номекс.

Разработаны также сотовые панели, полностью изготовленные из нержавеющей стали и титановых сплавов. В силу конструктивных особенностей, сотовые панели могут содержать внутренние дефекты, которые отличаются от дефектов, характерных для сплошных материалов.

Выделяют два типа дефектов сотовых конструкций:

1. дефекты связи обшивки и ячеек;
2. воду, полностью или частично заполняющую ячейки сот.

Первый тип дефектов характерен как для стадии изготовления, так и эксплуатации самолетов. При этом определяют следующие виды дефектов:

• возникновение коррозии под краской и между слоями;
• расслоения и непроклеи;
• ослабление сцепления между слоями;
• наличие воды или масла в сотах;
• пористость;
• ударные повреждения (например, смятие сот);
• изменение толщины слоев и др.

Большие и приповерхностные дефекты определяются с помощью простых систем (конвекционным нагревом и тепловизионной камерой) без сложных компьютерных программ. Однако более качественная и количественная оценка неоднородных дефектов сложной формы с разными глубинами их залегания осуществляется с применением импульсной термографии и дополнительным использованием специальных программно - вычислительных средств.

Дефекты второго типа возникают в процессе эксплуатации самолетов вследствие проникновения воды через неплотные соединения. Зачастую оба вида дефектов взаимосвязаны, поскольку именно вода в сотах способна вызвать отслоения обшивки от сот и коррозию материала ячеек.

Тепловой метод обнаружения воды в авиационных сотовых панелях и других конструкциях с воздушными полостями принят в качестве штатного крупнейшим европейским концерном Airbus Industry и американской фирмой Boeing Commercial Aircraſt, при этом для этих целей в США дополнительно разработаны соответствующие нормативные документы.

Активный тепловой контроль в авиации

Зоны, содержащие воду имеют меньшую температуру

При пассивном контроле зоны, содержащие воду отображаются на термограммах в виде холодных участков, форма и размеры которых соответствуют реальному распределению воды в агрегате.

При активном способе с применением в качестве нагревателей тепловых пушек дефектные зоны остаются более холодными по сравнению с бездефектными участками.

Пассивный тепловой контроль в авиации

Вода в элероне

Вода в фюзеляже

Зоны, содержащие воду имеют меньшую температуру