紅外熱像檢測方法在飛機維修檢測中的應用

新型的大型運輸機越來越多的采用復合材料。復合材料是一種新型工程材料，具有優良的物理和力學性能，與傳統的飛機金屬材料相比，其比強度和比模量高，抗疲勞性能好，減震和耐熱性能好，易于加工成型，廣泛應用于制造飛機的舵面、襟翼、副翼、隔板、雷達罩等，在新投入運營的波音787 飛機上，碳纖維增強塑料已經用于機身、機翼等主要受力結構。復合材料構件在服役過程中受到動態載荷、雨水侵蝕、外物(鳥和冰雹等)的撞擊作用會產生分層、脫膠、積水、纖維斷裂等損傷。過去，對復合材料的檢測大多采用X 射線和超聲/聲振檢測。X 射線檢測的*大問題在于X 射線對人體具有較大的危害，因此，X 射線檢測時，飛機工作現場的無關人員必須撤離輻射區域，這就使得X 射線檢測必須單獨占用維修周期，延長了飛機的停場時間。即便如此，從事X 射線檢測的探傷人員仍然會受到輻射傷害。同時，X 射線檢測效率低，作業難度大，成本高，需要多人配合作業，因此至今也僅僅在民航一些大型維修企業才擁有該項能力。超聲/聲振法檢測雖然對人體和環境都無危害，但該方法基本屬于點檢測，需要一個點一個點進行檢測，對于大面積的復合材料構件檢測效率極低，費工費時，且容易漏檢。紅外熱像檢測是以紅外輻射的原理為基礎，運用紅外輻射測量分析方法和技術對設備、材料及物體的表面溫度場的分布和變化進行測量和分析的綜合工程技術，可以通過該技術對物體內部的變化進行分析和研究。紅外熱像檢測集光電成像技術、計算機技術、圖像處理技術于一身，通過接收物體發出的紅外輻射，將其以熱像的形式顯示出來，從而根據物體表面的溫度分布情況，判斷其內部變化。紅外熱像檢測是面掃描，一次可以檢測一片較大的面積。與超聲/聲振、射線等常規檢測方法相比，不僅具有準確、快速、效率高等優點，而且對環境無污染，對人體無傷害。正因為上述原因，紅外熱像檢測越來越引起人們的注意，并得到廣泛應用。在航空領域對大型復合材料構件其優勢更為突出，這對于提高航空器現場檢測效率、縮短飛機停場周期具有重要意義。目前，歐洲空中客車公司已在維修手冊中指定使用紅外熱像方法檢測方向舵、升降舵等復合材料部件。波音系列飛機維修也涉及紅外熱像檢測，隨著空客380 和波音787 等大量采用復合材料的大型客機服役，紅外熱像檢測方法將越來越多地應用于航空器無損檢測。目前，國航、南航、東航等集團公司的維修基地以及廈門太古飛機維修有限公司等維修單位都已經開展了這項工作。相信不久，許多維修單位都將建立紅外熱像檢測能力。圖1 是紅外熱像檢測升降舵復合材料蜂窩結構積水情況；圖2 是紅外熱像儀顯示的檢查結果，其中陰影部位是積水區域。

         圖1 紅外熱像檢測飛機升降舵                             圖2 紅外熱像檢測發現的升降舵蜂窩結構積水


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