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航空航天无损检测技术发展与应用

一、引言

航空航天行业是现代工业中最为重要的行业之一，无损检测技

术在其中具有至关重要的作用。无损检测技术是指不侵入或对被

测物体造成不可逆损伤的检测方法，其在航空航天行业的应用非

常广泛，常见的应用领域包括了飞机涡扇发动机叶片、机身结构、

复合材料结构等等。本文将就航空航天无损检测技术发展与应用

做深入探讨。

二、航空航天无损检测技术发展历程

航空航天无损检测技术的发展源远流长，可以追溯到二战时期。

在二战期间，无数的轰炸机、战斗机都需要在空中进行飞行，因

此对于这些机器需要进行无损检测，以确保这些飞机安全。当时

主要是通过视觉和听觉判断故障点和缺陷点。当然，这样的方法

不仅耗时、精度低，而且还需要专业知识和实践经验的积累，现

代化程度低。进入基于电气和电磁的检测技术主要是从60年代开

始的。在这个时期，美国等国家开始研发用来检测金属表面内部

缺陷的技术，这些技术可以通过改变磁场、电场、电磁辐射等物

理量来实现对金属材料的无损检测。80年代，激光扫描技术和成

像技术开始被广泛应用于无损检测技术中，进一步提高了检测的

速度和精度。2003年，法国航空工业公司首次研发出了基于红外

的无损检测技术，通过红外成像技术，可以对金属表面和深部缺

陷进行无损检测，并得到对应的温度和图像信息。此外，最近随

着无损检测技术不断升级及智能化程度的提升，越来越多的无损

检测自动化设备被投放到市场中，并被迅速广泛应用。

三、航空航天无损检测技术应用领域

1.飞机涡扇发动机叶片

飞机涡扇发动机叶片是当今民用和军用航空领域中最重要的元

器件之一，其在飞机飞行中所承受的高速旋转、高温高压的庞大

力量和工作条件，其材料的安全性和质量极其关键和重要。为了

保证飞机的安全性能和工作效率，准确的检测飞机涡扇发动机叶

片是非常必要和重要的。在过去，涡扇发动机叶片的寿命一般为2

万个小时。但是，随着检测方法的升级和技术的发展，现在的检

测方法可以精确到发动机叶片材料内部的微观缺陷，深度、精度

均可达到毫米级别，以及分析结果的可靠性大大提高。无损检测

技术所能提供的相关检测数据能够准确确定叶片的工况、安全性、

运行寿命，保证了飞行中的安全性能。

2.机身结构

航空飞机的机身结构是承受各种动荷载和外界影响的重要部分，

其工作状况直接影响整个航空运行的安全性和稳定性。过去，飞

机机身结构的检测依赖于大量的视觉检测，只能通过裸眼或一些

简单的工具来观察机身缺陷的情况，然而这种方法的实施效率低、

精度度低、成本太大，甚至会给机身结构造成二次损伤。现今航

空航天领域采用的无损检测技术可以大大提高机身结构的检测效

率和检测精度，避免了原有方法的缺点，同时能够减少机身干扰，

降低二次破坏的可能性。

3.复合材料结构

目前在航空航天行业内使用的涂层、粘合剂、胶水等，都是一

系列用于塑料/复合材料的有机物化合物，其被广泛应用在飞机的

机体和涵洞中。然而，安装一个靠谱的质量控制和检测系统，来

检测复合材料结构的缺陷和质量也变得尤为重要。以往检测复合

材料结构只能靠目视检测缺陷，而此时所观察的缺陷很有可能是

短小的，而且相对深度不够，不满足工程实际应用的精度要求。

目前局部热分析成为检测复合材料结构的主要手段之一，通过升

温来实现缺陷检测，其通过检测热能来探测缺陷，对于复合材料

的检测效果特别好，同时不会对物体产生任何损伤，并且能够处

理物体的几何形状。

4.飞行器传动系统

飞行器传动系统主要是指飞机的引擎、传动轴、齿轮以及其他

传动部件等。传动部件的运转性、可靠性直接影响整个飞机的安

全性及稳定性。传统的检测方法只是简单的观察几个部位或进行

随机抽检，而现在的无损检测技术可以对其进行全方位、全面覆

盖的检测。由于传动部分通常处于强磁、高温、高压等恶劣环境

下，普通的检测方式难以有效检测和判断问题。而无损检测技术，

则可以通过改变引磁常数、引进电磁波等技术来实现缺陷检测，

该检测方式可以在不影响物体原有功能的情况下，准确地检测到

疲劳痕迹等隐形缺陷，做好预防维护，减少空中事故的概率。

四、结论

总的来说，航空航天无损检测技术在航空引擎、机身结构、复

合材料结构、飞行器传动系统等诸多领域都有广泛应用。不断的

技术革新和手段创新，也推动了航空航天无损检测技术的发展。

无损检测技术通过无取样、无损耗的方式，能够准确地探测航空

设备内部隐蔽缺陷，发现问题及时处理，确保了飞机的飞行安全