航空無損檢測技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及其未來動向

姜煜霞　薛承博　孫黎　張璟民

摘 要：在航空領(lǐng)域中，無損檢測技術(shù)可為飛機提供安全、可靠的技術(shù)支持，同時，滿足了適航性的要求，為航空企業(yè)創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。主要對航空無損檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并探討了其未來發(fā)展動向。

關(guān)鍵詞：無損檢測；航空飛行器；結(jié)構(gòu)健康檢測；超聲檢測技術(shù)

中圖分類號：V267+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.07.032

目前，無損檢測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域中，且具有良好的發(fā)展空間。航空領(lǐng)域?qū)o損檢測技術(shù)的需求在日益增加，這直接推動了該技術(shù)的發(fā)展，使該技術(shù)在航空領(lǐng)域中占據(jù)著重要的技術(shù)地位。因此，探討其發(fā)展現(xiàn)狀和未來動向具有重要的現(xiàn)實意義。

1 無損檢測技術(shù)概述

無損檢測最初的目的是通過有效的化學(xué)、物理手段在不損壞被檢測對象的情況下，對有關(guān)設(shè)計和工藝進(jìn)行檢驗，評價其是否達(dá)標(biāo)，從而為有關(guān)領(lǐng)域的材料、結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品決策等方面提供有效的信息輸入，提供真實、可靠的數(shù)據(jù)支撐。目前，在航空領(lǐng)域，無損檢測技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，比如激光超聲、激光散斑、結(jié)構(gòu)健康檢測和紅外熱像技術(shù)等。無損檢測技術(shù)不但能夠為產(chǎn)品的質(zhì)量提供保證，還能有效減少原材料的消耗，在航空領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。

2 無損檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 新型無損檢測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在航空飛行器中，出現(xiàn)了很多新型的材料和技術(shù)，結(jié)構(gòu)方面也得到了創(chuàng)新，導(dǎo)致常規(guī)的無損檢測技術(shù)已無法適應(yīng)航空領(lǐng)域的新需求。因此，隨之出現(xiàn)了很多新型、優(yōu)勢明顯的無損檢測技術(shù)。新的無損檢測技術(shù)不但具有直觀的顯示功能，且檢測的速度和效率與常規(guī)無損檢測技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢。此外，新型的無損檢測技術(shù)還能遠(yuǎn)距離地對被檢測對象進(jìn)行大面積檢測，具有非接觸檢測的特點。

常規(guī)無損檢測技術(shù)隨著航空事業(yè)的發(fā)展而顯現(xiàn)出局限性，很難在高壓、高溫甚至有毒的惡劣環(huán)境下進(jìn)行檢測。而新型的無損檢測技術(shù)克服了這些檢測難點和局限性，能適應(yīng)不斷提高的檢測需求和檢測標(biāo)準(zhǔn)，在航空無損檢測技術(shù)的保障體系中占據(jù)著重要的地位，發(fā)展前景比較理想。

2.2 航空無損檢測新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在航空領(lǐng)域中，新型的無損檢測技術(shù)主要有4種，即激光超聲、激光散斑、結(jié)構(gòu)健康檢測和紅外熱像技術(shù)等。

2.2.1 激光超聲

激光超聲檢測技術(shù)實現(xiàn)了聲學(xué)技術(shù)與激光技術(shù)的有效結(jié)合，具有非接觸檢測的優(yōu)勢，避免了常規(guī)超聲檢測技術(shù)的耦合劑對無損檢測的影響。在航空領(lǐng)域中，激光超聲檢測技術(shù)是適用于檢測環(huán)境比較惡劣的無損評估技術(shù)。

2.2.2 激光散斑

激光散斑技術(shù)基于激光干涉原理，可對物體表面的離面位移進(jìn)行測量，采取比較合適的加載方式，比如加壓、加熱、振動和真空等，使檢測圖像顯示出激光超聲檢測復(fù)雜型面零件缺陷的部位與正常部位的不同離面位移。該技術(shù)與激光超聲檢測技術(shù)相同，可實現(xiàn)非接觸檢測功能，被檢測對象的變形信息可通過二維形式實時顯示，可以對緊貼性的脫黏缺陷進(jìn)行檢測，靈敏度和效率較高。該技術(shù)在航空領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，可為復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)缺陷方面的檢測提供技術(shù)支持，比如對層板結(jié)構(gòu)分層和夾層結(jié)構(gòu)的脫黏等進(jìn)行檢測。

2.2.3 結(jié)構(gòu)健康檢測

結(jié)構(gòu)健康檢測技術(shù)可以對結(jié)構(gòu)健康的相關(guān)信息進(jìn)行實時獲取，從而對結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)與損失等進(jìn)行識別并及時處理。在航空結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的維護(hù)中，該技術(shù)可為其提供有效的參考。

2.2.4 紅外熱像技術(shù)

紅外熱像檢測技術(shù)主要采取特定加熱的方法使出現(xiàn)缺陷的部位和正常部位之間產(chǎn)生溫度差，在紅外熱像儀的監(jiān)測下，可以通過表面溫度判斷缺陷位置，并以視頻的形式記錄。這一技術(shù)可以實現(xiàn)非接觸檢測，檢測速度較快，能夠直觀地顯示檢測結(jié)果，一般在飛機的機身蒙皮和機頭雷達(dá)罩等相關(guān)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)缺陷方面被廣泛應(yīng)用。

3 航空無損檢測技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 自動化檢測

目前，航空制造業(yè)的發(fā)展越來越快，需求在不斷提高，無損檢測技術(shù)必須適應(yīng)新的需求，提高無損檢測的效率，有效降低檢測的成本，發(fā)揮出更高的無損檢測效用。因此，在未來的發(fā)展中，航空無損檢測技術(shù)必須滿足快速、高效的自動化檢測要求。在無損檢測方面，我國與發(fā)達(dá)國家之間存在的差距較大，因此，必須加大對該技術(shù)的研究力度。

3.2 直觀缺陷顯示檢測

在航空裝備中，一旦疏忽存在缺陷的部位，則很容易引發(fā)安全事故。因此，必須采取有效的檢測技術(shù)來滿足未來航空裝備的發(fā)展需求，使裝備缺陷更加直觀地顯示出來，從而對缺陷的相關(guān)特征信息進(jìn)行有效的自動提取和識別。缺陷的可視化有利于對航空裝備進(jìn)行良好的分析和處理，且在航行之前應(yīng)做好前期準(zhǔn)備工作，從而提高航行的安全性和可靠性。

3.3 無損檢測的自主研發(fā)

航空企業(yè)要想獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，就應(yīng)有效利用無損檢測的國際技術(shù)平臺，加大自主研發(fā)力度，開發(fā)更加適合航空無損檢測技術(shù)的新設(shè)備和新設(shè)施。在航空領(lǐng)域中，具有經(jīng)濟(jì)性和有效性的無損檢測設(shè)備和技術(shù)具備更大的發(fā)展空間。因此，在自主研發(fā)的過程中，應(yīng)以其為研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 無損檢測的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化

在無損檢測中，要想使結(jié)果具有可靠性和準(zhǔn)確性，就必須有標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的保障體系，從而獲得良好的技術(shù)支持。因此，在航空領(lǐng)域中，應(yīng)該對國內(nèi)的航空無損檢測新技術(shù)體系進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的完善，從而適應(yīng)航空無損檢測未來發(fā)展的新需求。

4 結(jié)束語

目前，航空領(lǐng)域?qū)o損檢測技術(shù)的需求日益增長，很多新型的無損檢測技術(shù)應(yīng)運而生，且在航空領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用，在航空無損檢測保障體系中占據(jù)著比較重要的地位。新型的無損檢測技術(shù)不但克服了常規(guī)無損檢測技術(shù)中的難點，且具備良好的發(fā)展前景，但仍需要加大研究力度，對檢測技術(shù)進(jìn)行完善，從而提高航空設(shè)備的性能，為飛機的航行安全提供可靠的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]耿榮生，鄭勇.航空無損檢測技術(shù)發(fā)展動態(tài)及面臨的挑戰(zhàn)[J].無損檢測，2002（01）：1-5.

〔編輯：張思楠〕

Abstract： In the aviation sector， the non-destructive testing techniques available for the safety of aircraft， reliable technical support， and to meet the airworthiness requirements， creating greater economic benefits for the aviation business. The status of the main aviation NDT technology development are described and discussed its future developments.

Key words： non-destructive testing； aviation aircraft； structural health monitoring； ultrasonic detection technology