王軒 曹陽麗 孫廣先 周春蘋 鄭亦媚
摘要:本文通過研究波音和空客飛機結構修理手冊、部件維修手冊、飛機維修手冊和無損檢測手冊中關于雷達罩損傷檢查方面的內容,比較常見的雷達罩損傷檢查方法:目視檢查法、敲擊檢測法、熱成像檢測法和超聲波檢測法,分析波音和空客飛機在檢查儀器、檢查流程、檢查方法以及注意事項等方面的差異和共同點,可為制定國產飛機雷達罩損傷檢查方法提供借鑒。
關鍵詞:雷達罩;維修手冊;無損檢測
中圖分類號:V258文獻標志碼:A
目前民用飛機雷達罩主要采用復合材料結構,在使用過程中主要產生脫膠、纖維斷裂、劃傷、燒傷、撞擊、進水等損傷。常用損傷檢查方法有目視檢查法、敲擊檢查法、紅外熱成像法、超聲波檢測法。本文通過總結波音和空客飛機的SRM、CMM、AMM和NTM [1, 2]中的常見的雷達罩損傷檢查方法:目視檢查法、敲擊檢測法、熱成像檢測法和超聲波檢測法,對比分析波音和空客飛機在檢查儀器、檢查流程、檢查方法以及注意事項等方面的差異和共同點。
1雷達罩目視檢查
飛機每次飛行前,都要進行目視檢查,其特點是簡單方便,同時也是最基本、最常用的檢查方法。通過對飛機雷達罩進行定期的目視檢查,可以發現雷達罩結構中可能存在的損傷并及時進行處理,保障雷達罩足夠的傳輸性能,提高飛行的安全性[3]。
波音飛機詳細列出了雷達罩及其附件目視檢查的內容,而空客飛機則將雷達罩分為內外表面分別進行目視檢查。
2 雷達罩的敲擊檢查
敲擊檢查法是一種傳統的外場無損檢查方法,主要通過小的硬物對檢測件進行敲擊,并利用敲擊發出的聲音或者儀器信號顯示來判斷被檢測件中是否存在缺陷[4],對比波音飛機和空客飛機在敲擊檢查方法,主要包括敲擊適用范圍、敲擊工具、敲擊注意事項、檢查程序以及結果分析上的異同。分析可以發現,兩者均適用于蜂窩夾層結構;敲擊工具為敲擊錘;敲擊時都要輕輕敲打表面,不能用力過猛;檢查時,都遵循先確定步長,再沿著確定的路徑進行敲擊的方法。需要提出的是,空客飛機對缺陷擴展到檢查區域邊緣的情況也進行了說明;兩者都通過聲音或者顯示信號判斷缺陷存在與否以及缺陷類型。
3 熱成像法
紅外熱成像是一種新興的檢查復合材料蜂窩結構內部積水缺陷的檢測技術[5],其特點是準確、直觀、快速,常用于航線或進場大修時的檢查,其中航線檢查須在飛機??恳粋€小時內進行,進場大修檢查時,需使用熱源加熱。對比波音飛機和空客飛機在熱成像檢查方法上的應用:兩者的檢查對象均為蜂窩夾層結構,空客飛機還給出了夾層結構各部分的尺寸參數;空客飛機相較于波音飛機使用的儀器種類更多;檢查程序上,波音飛機分為航線檢查和進場大修檢查,空客飛機則根據環境溫度區分不同的檢查程序;檢查結果分析,波音飛機通過圖像顯示判斷是否含水以及含水位置,空客飛機則通過監視器黑色區域判斷含水與否。
4 超聲波檢測法
超聲波檢測法具有穿透性強,操作簡單,低成本等優點,可檢測出復合材料蜂窩夾層結構氣孔、脫膠、夾雜物等內部缺陷,因此是一種常用的檢測方法[6]。波音飛機的超聲波檢測儀器和方法種類繁多,可根據實際情況有選擇地進行檢測;空客飛機則根據檢查區域采用不同的檢查程序,兩者存在很大差別。
5 總結
結合我國國產飛機雷達罩的結構構型及材料體系,在對雷達罩進行損傷檢測時,可采用由簡到繁、逐步深入的方式,具體步驟為:先進行簡單的目視檢查,這方面波音飛機和空客飛機都進行了比較詳細的分類檢查,可根據具體情況進行借鑒參考;其次是敲擊檢查,作為一項傳統的外場檢查方法,操作簡單,使用頻率較高。波音飛機給出的敲擊檢查適用范圍較空客飛機更加詳細些,但空客飛機給出了分層/脫膠部分擴展到最小檢查區域的邊緣時的處理情況,所以實際操作中可兩者相結合使用;使用熱成像法時,建議參考波音飛機的檢測方法,根據航線、進場大修兩種情況進行檢查,因為空客飛機涉及到溫度范圍控制,實操中不易掌握,程序相對繁瑣;使用超聲波檢測法時,可根據所用儀器種類參考波音飛機的檢測方法,對于一些特殊結構部位(如錐形區域)可參考空客飛機。因此,通過以上對波音和空客飛機損傷檢查方法的總結對比,可為制定國產飛機雷達罩損傷檢查方法提供借鑒。
參考文獻:
[1]馮振宇.增強目視檢查在飛機維護中的應用[J].無損檢測, 2009, 31(3):220222.
[2]王錚,李碩寧,郭廣平.敲擊檢測技術在某雷達天線罩在役檢測中的應用[J].無損檢測,2012, 34(6):2932.
[3]波音公司.(B737、B747、B757、B767、B777、B787)Structure Repair Manual.
[4][JP2]空客公司.(A318A321、A330、A380)NonDestructive Test Manual.[JP]
[5]陳俊逸.基于紅外熱成像技術的復合材料蜂窩結構積水檢測[J].中國科技信息, 2015(15):2324.
[6]史俊偉,劉松平,程文禮.復合材料蜂窩夾層結構制件的超聲可視化無損檢測[J].無損檢測,2015,37(3):3943.
項目:航空科學基金(高性能電磁窗航空科技重點實驗室資助,編號:20151867004)和中國民航大學中央高校基本科研業務費項目(編號:3122016D014)資助
作者簡介:王軒(1982),男,研究方向:復合材料結構適航與維修。