讓裂紋自行報警

馬楠

飛機的出現(xiàn)是人類社會文明進步的象征，發(fā)動機是保證飛機安全可靠的關(guān)鍵。發(fā)動機服役環(huán)境嚴(yán)苛，其葉片不可避免地會發(fā)生斷裂失效。一片葉片斷裂失效，會使周圍大量葉片被打傷，嚴(yán)重時還會造成機毀人亡的嚴(yán)重事故。據(jù)分析表明，近年來飛機飛行故障與發(fā)動機葉片斷裂失效相關(guān)的占60%以上。科研人員對于發(fā)動機葉片失效分析的研究工作多是在出現(xiàn)故障以后，進行失效模式的判斷、失效原因的分析，將意見措施反饋給設(shè)計、加工、制造、組裝等環(huán)節(jié)。這些工作對葉片在保證性能基礎(chǔ)上實施可靠性工程意義重大，但卻不能有效避免飛行故障的發(fā)生。

葉片斷裂后，科研人員采取失效分析，葉片的設(shè)計制造也在積極改進，但即使葉片的設(shè)計制造水平再高，也不能完全保證葉片在服役期內(nèi)不發(fā)生斷裂失效，因為斷裂本身是一個概率問題。只靠事先預(yù)防和事后總結(jié)無法解決問題，那么我們在葉片的服役過程中可以做什么呢？按照這個思路，我們可以在發(fā)動機葉片服役過程中應(yīng)用實時監(jiān)測技術(shù)。如果我們能知道任意時刻葉片裂紋的擴展情況，當(dāng)裂紋萌生擴展到一個臨界值（可能引起斷裂）時，便能提前更換葉片或葉盤，從而避免葉片的斷裂失效。

可以設(shè)想在葉片材料可能斷裂失效部位預(yù)埋一些磁性線體，葉片周圍有閉合的導(dǎo)電回路。根據(jù)電磁感應(yīng)，當(dāng)發(fā)動機高速旋轉(zhuǎn)時，回路中會產(chǎn)生電流。葉片出現(xiàn)裂紋后，線體便會斷裂，其磁場便會發(fā)生變化，回路中電流也會發(fā)生變化。……