劉松平，劉菲菲

(中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司，北京 101300)

航空工業(yè)中的無損檢測技術(shù)及其進(jìn)展

劉松平，劉菲菲

(中航復(fù)合材料有限責(zé)任公司，北京 101300)

無損檢測在航空工業(yè)中有著非常重要的技術(shù)位置，是航空產(chǎn)品質(zhì)量控制的有效技術(shù)手段，回顧了無損檢測與航空工業(yè)的內(nèi)在技術(shù)聯(lián)系、無損檢測在航空產(chǎn)業(yè)鏈中的作用；從所在團(tuán)隊(duì)工作出發(fā)，分析了近期航空無損檢測主要的技術(shù)進(jìn)展，提出了未來航空無損檢測技術(shù)的主要發(fā)展趨勢和方向。

無損檢測；航空工業(yè)；質(zhì)量控制；航空產(chǎn)品；自動(dòng)化檢測

1 航空工業(yè)與無損檢測

航空工業(yè)屬于國民經(jīng)濟(jì)的核心領(lǐng)域，在一個(gè)國家的科技發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程中有著十分重要的牽引作用和特殊的戰(zhàn)略位置，其與材料科學(xué)的發(fā)展，制造技術(shù)的進(jìn)步以及電子、計(jì)算機(jī)、數(shù)控、通信等諸多學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展都有著非常密切的關(guān)系。由于航空工業(yè)的許多重大航空產(chǎn)品常常在離地或者高空中反復(fù)運(yùn)行，一旦其在空中出現(xiàn)運(yùn)行故障，空中排故的有效資源和機(jī)會(huì)非常有限，就可能造成嚴(yán)重的安全事故。同時(shí)，航空產(chǎn)品的制造周期長、成本非常高、市場競爭非常激烈等，沒有可靠的質(zhì)量控制手段和質(zhì)量保證的航空產(chǎn)品，很難在市場上立足。因此，航空產(chǎn)品，特別是重要航空產(chǎn)品的質(zhì)量及其質(zhì)量控制，被業(yè)內(nèi)喻為如同航空人的生命一般重要。作為航空產(chǎn)品及其材料制備與制造過程中的質(zhì)量控制技術(shù)手段的無損檢測技術(shù)，有著非常重要的作用[1]。只有有效地解決無損檢測技術(shù)問題，建立有效的無損檢測方法，并科學(xué)有效地將無損檢測技術(shù)應(yīng)用到航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)-制造-服役-維修的全壽命周期中，這樣的航空產(chǎn)品才是有市場競爭力的。因此，在現(xiàn)代航空工業(yè)中，無損檢測一直被視為其中的核心支撐技術(shù)，也是航空工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)鏈的有效元素。

圖1 無損檢測在航空產(chǎn)品技術(shù)鏈中的作用

2 無損檢測在航空工業(yè)中的作用

現(xiàn)代無損檢測技術(shù)在航空工業(yè)中的位置與作用,可由圖1所示的結(jié)構(gòu)來描述，可見航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、材料研究與制備、工藝研究與優(yōu)化、結(jié)構(gòu)件制造裝配、整機(jī)服役和結(jié)構(gòu)修理等都離不開無損檢測技術(shù)的支持和核心配套。

(1) 用于航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

隨著航空產(chǎn)品技術(shù)含量和復(fù)雜程度的大幅提升，特別是許多先進(jìn)的結(jié)構(gòu)采用了與以往不同的設(shè)計(jì)思想和整體結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計(jì)師在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)引入無損檢測的理念和知識，甚至在結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段就開始征詢無損檢測工程師的意見，充分考慮所設(shè)計(jì)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和重要結(jié)構(gòu)的無損檢測的可檢性和缺陷檢出能力以及適用的檢測方法，從而為后續(xù)的結(jié)構(gòu)制造和結(jié)構(gòu)壽命設(shè)計(jì)以及缺陷/損傷容限的確定，提供綜合決策和產(chǎn)品驗(yàn)收條件。因此，無損檢測在航空產(chǎn)品及其結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中有著不可或缺的技術(shù)支撐作用。

(2) 用于材料及工藝缺陷的表征與評估

與航空產(chǎn)品的最終質(zhì)量控制不同的是，在航空材料的工藝研發(fā)階段，首先需要研究建立無損檢測方法和缺陷表征與評估方法。技術(shù)上，目前尚難做到在材料制備和工藝制造工程中實(shí)現(xiàn)“零缺陷”制造，只有掌握了材料制備和工藝優(yōu)化過程中產(chǎn)生的結(jié)果偏離或優(yōu)化不夠引起的“缺陷”時(shí)，才能進(jìn)行針對性的材料制備與工藝的改進(jìn)。因此，先進(jìn)的無損檢測技術(shù)在航空材料制備與工藝研究中有著非常重要的作用，特別是當(dāng)新材料新工藝要在航空產(chǎn)品上推廣應(yīng)用時(shí)，缺陷的表征與評估是加速材料研究與工藝優(yōu)化進(jìn)展的重要技術(shù)手段[1]，也是研究建立缺陷無損檢測方法的基礎(chǔ)性技術(shù)工作。

(3) 用于結(jié)構(gòu)制造與過程控制

航空產(chǎn)品，例如飛機(jī)，通常都是由大量的零部件構(gòu)成的，涉及到原材料制備、零件加工、部件組裝等許多冷熱制造工藝與制造過程，幾乎每一個(gè)制造工序、每一個(gè)制造工藝的制訂和實(shí)施，都與最終形成的航空結(jié)構(gòu)與航空產(chǎn)品的質(zhì)量有著密切的聯(lián)系。通過采用先進(jìn)有效的無損檢測，一方面，可以防止有缺陷的零件或優(yōu)化不合理的工序進(jìn)入下道制造工序，避免造成更大的損失；另一方面，通過檢測結(jié)果的反饋，對進(jìn)入實(shí)施階段的結(jié)構(gòu)制造工藝和制造過程進(jìn)行優(yōu)化，防止同樣的問題重復(fù)出現(xiàn)，提高成品率，降低綜合制造成本。因此，在現(xiàn)代航空產(chǎn)品的制造過程中，無損檢測成本已然成為其制造成本的重要組成部分。

(4) 用于航空產(chǎn)品的安全性評估與壽命預(yù)測監(jiān)測

通常航空產(chǎn)品都有明確的安全使用和安全使用壽命預(yù)期，例如，民用飛機(jī)，一般都要求安全服役周期在20～30 a，甚至更長。而且，現(xiàn)代航空產(chǎn)品推出了無壽命設(shè)計(jì)理念，即只要有需要，航空產(chǎn)品在得到有效地維護(hù)/修理后，就應(yīng)具有安全出勤的能力。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的一個(gè)非常重要的技術(shù)手段，就是通過建立先進(jìn)有效適用的無損檢測與評估方法，按照預(yù)定的維護(hù)/維修周期，對航空產(chǎn)品進(jìn)行定期科目的檢測，對航空產(chǎn)品中的結(jié)構(gòu)，特別是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和重要結(jié)構(gòu)及其受力部位進(jìn)行無損檢測與評估，甚至是壽命監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)航空產(chǎn)品在使用過程中可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)損傷或者缺陷，以便對其進(jìn)行及時(shí)地維護(hù)/維修。因此，無損檢測在航空產(chǎn)品使用過程中的重要作用，主要體現(xiàn)在：① 航空產(chǎn)品服役過程中的無損檢測，主要是用于日常使用過程中那些可接近的結(jié)構(gòu)或零部件例行無損檢測；② 航空產(chǎn)品維修過程中的無損檢測，主要用于定期維修/修理過程中的零部件或結(jié)構(gòu)的無損檢測，包括結(jié)構(gòu)修理前后的無損檢測；③ 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和重要結(jié)構(gòu)的壽命預(yù)測與評估及健康監(jiān)測。因此，現(xiàn)代無損檢測技術(shù)貫穿于航空產(chǎn)品全過程全壽命周期的各個(gè)階段和工序過程。

3 近期技術(shù)進(jìn)展

航空領(lǐng)域及航空產(chǎn)品的特殊性，使得其對無損檢測技術(shù)的要求非常高，不僅對缺陷檢出率、缺陷檢出準(zhǔn)確性、檢測靈敏度等方面的要求很高，而且對檢測缺陷的可視化程度、缺陷的定性定量評估、檢測效率等也有較為實(shí)際和現(xiàn)實(shí)的技術(shù)要求。為此，在航空領(lǐng)域，無損檢測技術(shù)一直受到廣泛地關(guān)注且獲得的經(jīng)濟(jì)投入比較大，無損檢測新方法、新技術(shù)、新儀器設(shè)備及其在工程實(shí)際檢測中的應(yīng)用效果與技術(shù)成熟度尤受關(guān)注。近年無損檢測在航空工業(yè)領(lǐng)域有了許多的新進(jìn)展，主要體現(xiàn)在無損檢測方法研究與技術(shù)研發(fā)、高性能無損檢測儀器設(shè)備研發(fā)、工程化檢測應(yīng)用等方面，文章僅從筆者及其團(tuán)隊(duì)工作出發(fā)，列出其中的一二，供大家參考。

(1) 高分辨率脈沖超聲-聲發(fā)射技術(shù)。與普通超聲-聲發(fā)射檢測方法不同的是，高分辨率脈沖超聲-聲發(fā)射技術(shù)完全具有脈沖超聲的時(shí)域回波檢測的全部優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)新增了對缺陷的方向性不敏感的優(yōu)點(diǎn)，從而顯著提高了對材料及其結(jié)構(gòu)的各種可能取向缺陷的檢出能力；而且基于接收信號的時(shí)域回波特性進(jìn)行的缺陷定量分析能力，在解決大厚度復(fù)合材料及高聲衰減材料的無損檢測問題方面，優(yōu)勢尤為明顯。筆者及其團(tuán)隊(duì)近年來一直致力于這方面的研究，研制出了相關(guān)的超聲-超聲檢測儀器設(shè)備及換能器，而且在大量的檢測應(yīng)用和試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，建立了相關(guān)的企業(yè)級檢測標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 高效超聲可視化檢測技術(shù)，如何實(shí)現(xiàn)航空材料結(jié)構(gòu),特別是各種大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的高效自動(dòng)掃描可視化檢測，一直是近年來該領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。筆者團(tuán)隊(duì)與其所在單位在工業(yè)級超大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)高效超聲可視化檢測技術(shù)研發(fā)與工程化應(yīng)用方面，取得了顯著的進(jìn)展，其中基于該團(tuán)隊(duì)多項(xiàng)國家發(fā)明專利研發(fā)的超大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)高效超聲自動(dòng)掃描檢測技術(shù)及其工業(yè)級檢測設(shè)備(見圖2)、檢測標(biāo)準(zhǔn)等自投入使用以來，一直在飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)生產(chǎn)線中發(fā)揮著重要作用，并取得了顯著的工程化應(yīng)用效果。同比單通道超聲檢測設(shè)備，該設(shè)備檢測效率提高了15～20倍，單次掃描檢測范圍可達(dá)6 000 mm×7 500 mm。從圖3中的檢測結(jié)果示例可以看出，成像的清晰度非常高，而且從灰度的變化可以看出復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的鋪層變化(灰度越深代表對應(yīng)部位的鋪層越少，即厚度越薄)。

圖2 CUS-6000超大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)高效超聲自動(dòng)掃描檢測設(shè)備

圖3 復(fù)合材料翼類蒙皮的高效超聲自動(dòng)掃描檢測結(jié)果示例

(3) 復(fù)合材料DR(數(shù)字射線)檢測技術(shù)。針對復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)的X射線可視化檢測，近年來筆者團(tuán)隊(duì)與其所在單位，充分利用國內(nèi)相關(guān)的技術(shù)資源和器材資源，結(jié)合復(fù)合材料的特點(diǎn)和檢測要求，研發(fā)了一種基于數(shù)字式X射線成像的檢測技術(shù)和檢測系統(tǒng)(FDR-160)，如圖4所示，其可以用于5 000 mm以上的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的DR自動(dòng)掃描成像檢測。從圖5給出的檢測實(shí)例中，可以非常清晰地看出被檢測的碳纖維復(fù)合材料蒙皮NOMEX蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)中蜂窩芯的整體分布情況及蜂窩芯擠壓變形部位，其成像的質(zhì)量、檢測靈敏度、空間分辨率等得到了顯著提升，提高了復(fù)合材料DR檢測的效果和檢測效率。

圖4 FDR-160 DR自動(dòng)掃描成像檢測系統(tǒng)

圖5 復(fù)合材料蜂窩結(jié)構(gòu)DR自動(dòng)掃描成像檢測結(jié)果

(4) 非線性超聲成像檢測技術(shù)。將非線性超聲方法用于實(shí)際航空結(jié)構(gòu)或零件的無損檢測，一直是業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。近年來，筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，研究建立了一種非線性超聲成像檢測方法及其檢測系統(tǒng)，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、大厚度焊接結(jié)構(gòu)中取到了獨(dú)特的應(yīng)用效果。

(5) 復(fù)合材料缺陷數(shù)值評估與特殊結(jié)構(gòu)部位的檢測技術(shù)。針對復(fù)合材料檢測中業(yè)內(nèi)普遍關(guān)注的缺陷定性定量評估、孔隙率的超聲檢測、特殊結(jié)構(gòu)部位的檢測等技術(shù)，筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，一直致力于這方面的研發(fā)與檢測應(yīng)用，基于其獲得的專利技術(shù)，研制的復(fù)合材料孔隙率對比試塊、復(fù)合材料孔隙率超聲數(shù)值評估方法及其檢測儀器與檢測標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)合材料高分辨率超聲檢測儀器設(shè)備與換能器等在2016年完成了大量的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的無損檢測，取得了較好的效果。

(6) 超聲面掃描檢測技術(shù)。提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超聲掃描檢測效率的一種有效途徑，就是提高單位時(shí)間內(nèi)的聲波作用面積。超聲相控陣方法即是其中的一種技術(shù)選擇，但因其一直沒能有效地解決航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)3D曲面的聲學(xué)耦合問題，故一直沒有得到預(yù)期的工程應(yīng)用效果。筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位在2016年獲得研究資助，開展了這方面的技術(shù)研究與應(yīng)用研發(fā)，研究建立的超聲陣列可視化檢測技術(shù)已在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)檢測中初顯效果。

(7) 復(fù)合材料紅外檢測技術(shù)。近年來不少業(yè)內(nèi)外同行不斷將紅外熱像檢測方法引入到復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的無損檢測中，但其工程實(shí)際應(yīng)用效果還是低于大家的預(yù)期，究其原因有三：① 對于“冷零件”，即自身沒有可檢出的熱輻射的被檢測件，目前的熱加載方式，無論其加載的方式、加載效果、加載工藝性、加載效率等，還是檢測設(shè)備、實(shí)際應(yīng)用的可行性等方面都需要有質(zhì)的進(jìn)步或技術(shù)提升；② 就復(fù)合材料而言，紅外的缺陷檢出能力還是非常有限的，其更適合一些蒙皮較薄的蜂窩夾芯的無損檢測，或者夾芯結(jié)構(gòu)進(jìn)水的檢測;③ 受被檢測結(jié)構(gòu)表面的涂料、漆層等殘留或零件表面顏色不均勻等的影響，紅外檢測經(jīng)常會(huì)造成缺陷偽像，從而影響缺陷的判別。針對紅外檢測目前遇到的一些技術(shù)問題，結(jié)合復(fù)合材料的無損檢測，筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，開展了這方面的試驗(yàn)研究，取得了一些試驗(yàn)研究效果，但后續(xù)還有很多工作要做。

(8) 復(fù)合材料空氣耦合超聲檢測技術(shù)?？諝怦詈铣晫τ诤娇债a(chǎn)品的無損檢測而言，是用于解決那些不能用液體耦合劑進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)無損檢測的一種方法選擇。結(jié)合復(fù)合材料的無損檢測，筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，結(jié)合特殊的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，開展了空氣耦合超聲檢測方法試驗(yàn)研究，取得了階段性的研究進(jìn)展，現(xiàn)階段正在開展復(fù)合材料結(jié)構(gòu)空氣耦合超聲檢測技術(shù)應(yīng)用研發(fā)。

(9) 高性能的復(fù)合材料無損檢測器材的研發(fā)。筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，一直致力于自主研發(fā)復(fù)合材料超聲檢測儀器設(shè)備及對比試塊，在航空復(fù)合材料無損檢測中取得了顯著的工程應(yīng)用效果。近年來，團(tuán)隊(duì)對復(fù)合材料超聲檢測儀器、換能器、檢測設(shè)備以及相關(guān)信號處理技術(shù)、成像技術(shù)等進(jìn)行了工業(yè)級的提升，2016年新推出的MUT-1B復(fù)合材料超聲檢測儀器完成了檢測技術(shù)驗(yàn)證和試驗(yàn)測試，取得了較好的技術(shù)效果和預(yù)期的檢測應(yīng)用效果。

(10) 復(fù)合材料無損檢測標(biāo)準(zhǔn)。相比金屬材料的無損檢測標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)尚未建立系統(tǒng)的復(fù)合材料無損檢測標(biāo)準(zhǔn)體系。2016年筆者團(tuán)隊(duì)與所在單位，通過對過去數(shù)十年積累和建立的復(fù)合材料無損檢測企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行梳理和完善，編制了系列的復(fù)合材料無損檢測企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，組織國內(nèi)相關(guān)單位及其行業(yè)專家，完成了系列的評審和修改修訂，作為筆者所在公司的“復(fù)合材料檢測技術(shù)中心”，形成了16項(xiàng)通過CNAS認(rèn)可的復(fù)合材料無損檢測標(biāo)準(zhǔn)[2]。

4 未來技術(shù)發(fā)展

無損檢測技術(shù)已成為現(xiàn)代航空材料與結(jié)構(gòu)制造及航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、使用的核心支撐技術(shù)。一方面，先進(jìn)的航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料研究、工藝研發(fā)、結(jié)構(gòu)制造和產(chǎn)品服役等離不開無損檢測技術(shù)的支持和配套；另一方面，無損檢測技術(shù)的發(fā)展離不開航空型號產(chǎn)品的牽引，其須密切圍繞與航空產(chǎn)品的研發(fā)與制造有關(guān)的材料、工藝、制造、維修等工程需求，才能更有效地開展無損檢測技術(shù)的研究、相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)研究制定、檢測裝置的研發(fā)，先進(jìn)有效的無損檢測技術(shù)體系和檢測方法的構(gòu)建工作。進(jìn)入21世紀(jì)，航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)和制造等方面都有了快速的進(jìn)展，許多新型航空材料、制造工藝技術(shù)、新結(jié)構(gòu)也在不斷推出，這給無損檢測的發(fā)展帶來了許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1) 新材料、新工藝、新缺陷表征與評估技術(shù)。新型航空材料的研究與工藝研發(fā)，給無損檢測技術(shù)的發(fā)展帶來了巨大的發(fā)展活力和需求空間，以各種先進(jìn)復(fù)合材料為代表的材料制備與結(jié)構(gòu)制造工藝研發(fā)及其工業(yè)化應(yīng)用[3]，是未來缺陷無損檢測與評估的重要發(fā)展和應(yīng)用方向。

(2) 智能制造過程的無損檢測技術(shù)。智能制造、特別是隨著中國制造2025的啟動(dòng),無損檢測技術(shù)未來也需融入到航空產(chǎn)業(yè)的智能制造與發(fā)展技術(shù)鏈中，因此，未來面向航空產(chǎn)品智能制造過程中的無損檢測方法與技術(shù)將會(huì)呈現(xiàn)出顯著的發(fā)展需求。

(3) 自動(dòng)化檢測技術(shù)。隨著以復(fù)合材料為代表的各種結(jié)構(gòu)、零部件、特別是大尺寸結(jié)構(gòu)在航空產(chǎn)品中的規(guī)?；瘧?yīng)用，高效自動(dòng)化檢測技術(shù)正在成為業(yè)內(nèi)關(guān)注和發(fā)展的重要技術(shù)方向，包括基于超聲和超聲相控陣以及超聲多通道的自動(dòng)化檢測技術(shù)[4-8]，實(shí)現(xiàn)航空結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化檢測技術(shù)是今后一個(gè)非?；钴S的技術(shù)發(fā)展方向。

(4) 面向材料制備工序或特殊過程的無損檢測技術(shù)。隨著航空材料制備、工藝制造過程集成度的不斷提高，未來用于航空產(chǎn)品的材料制備、工藝制造過程的無損檢測與監(jiān)測技術(shù)會(huì)越來越受到重視。

(5) 快速修理無損檢測技術(shù)。隨著航空產(chǎn)品的批量應(yīng)用和已有航空產(chǎn)品的服役周期的增長，未來面向外場和修理階段的快速無損檢測技術(shù)將會(huì)呈現(xiàn)非常急迫的發(fā)展需求，例如復(fù)合材料在使用過程中產(chǎn)生的各種沖擊損傷的快速無損檢測，未來將越來越受到業(yè)內(nèi)的關(guān)注，近年來這方面的報(bào)道也比較活躍[9-12]。

(6) 壽命評估與監(jiān)測技術(shù)。隨著以復(fù)合材料為代表的新材料新結(jié)構(gòu)在航空產(chǎn)品中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、重要結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，未來航空結(jié)構(gòu)的壽命評估與監(jiān)測技術(shù)將會(huì)不斷受到關(guān)注，有一定的技術(shù)發(fā)展空間。

此外，面向航空產(chǎn)品的先進(jìn)無損檢測標(biāo)準(zhǔn)研究制定、高端檢測儀器設(shè)備及換能器研發(fā)等也是未來比較活躍的發(fā)展方向。

5 結(jié)論

無損檢測技術(shù)通過滲透到航空產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)及服役等各個(gè)環(huán)節(jié)，既能為航空產(chǎn)品提供有效的質(zhì)量控制的技術(shù)手段，又能及時(shí)有效地為材料研究、工藝研發(fā)與優(yōu)化、結(jié)構(gòu)制造與修理等提供改進(jìn)的信息輸入，幫助提高產(chǎn)品的質(zhì)量和成品率。因此，現(xiàn)代無損檢測技術(shù)已成為航空產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的有效組成部分。

航空無損檢測技術(shù)近年發(fā)展非常迅速，在復(fù)合材料、焊接等高效可視化檢測技術(shù)、超聲-超聲檢測新方法、非線性超聲成像檢測技術(shù)、快速檢測技術(shù)、復(fù)合材料孔隙率檢測技術(shù)、高性能檢測儀器設(shè)備換能器技術(shù)、檢測標(biāo)準(zhǔn)等方面都有了顯著的研究進(jìn)展和工程應(yīng)用效果，在復(fù)合材料超聲面掃描、空氣耦合超聲、紅外檢測等方面也有了階段性的研究進(jìn)展。

將無損檢測密切融入到未來航空工業(yè)技術(shù)鏈的發(fā)展進(jìn)程中，尋找發(fā)展機(jī)遇，解決其中的無損檢測技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用效果，是未來無損檢測技術(shù)在航空工業(yè)中的主要發(fā)展趨勢和努力方向。

[1] VENKATARAMAN B. NDT as a support for materials processing and manufacturing[M]. Oxford:Elsevier,2001，5959-5963.

[2] 劉松平，劉菲菲，傅天航，等.Q/ZHFC復(fù)合材料無損檢測標(biāo)準(zhǔn)淺析[J].航空精密制造技術(shù)，2016，52(5): 44-48.

[3] IRVING P E, SOUTIS C. Polymer composites in the aerospace industry[M]. Cambridge:Woodhead Publishing, 2015:413-448.

[4] CUEVAS E, HERNANDEZ S, CABELLOS E. Robot-based solutions for NDT inspections: integration of laser ultrasonics and air coupled ultrasounds for aeronautical components[C]∥25th ASNT Research Symposium.[S.l.]:ASNT,2016.

[5] SICARD R. Inspection of complex composite aerospace structures using automated 3D ultrasonic scanning[C]∥Smart Materials, Structures/NDT in Aerospace Conference Proceedings. Montréal:[s.n], 2011.

[6] MARTY P N. Automated phased array inspections of CFRP composites primary aerospace structures[C]∥NDE of Aerospace Materials & Structures Ⅲ.[S.l.]:ASNT,2012: 18-24.

[7] REINHART E R, LEON-SALAMANCA T, ELLENBERG E, et al. An Industry-cooperative program to develop an automated phased array UT system[J].Materials Evaluation,2009,67(6):603-610.[8] BNIELSEN S A, TROEDSSON M, OLSDAL O, et al. Reliable automated NDT of wind rotor blades[C]∥Proceedings of the 11th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT 2014). Prague: Czech Republic, 2014. 2063-2072.

[9] USAMENTIAGA R, VENEGAS P, GUEREDIAGA J， et al. Automatic detection of impact damage in carbon fiber composites using active thermography[J]. Infrared Physics & Technology,2013，58:36-46.

[10] KATUNIN A, DRAGAN K, DZIENDZIKOWSKI M. Damage identification in aircraft composite structures: a case study using various non-destructive testing techniques[J]. Composite Structures, 2015，127: 1-9.

[11] 劉松平，劉菲菲，王文貴，等.復(fù)合材料雷擊損傷超聲成像檢測[J].航空制造技術(shù)，2015(7):26-29.

[12] 劉松平，劉菲菲，史俊偉，等.利用超聲成像分析不同復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)沖擊損傷行為[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2014,50(7):1-7.

Nondestructive Testing Technology in Aviation Industry and its Progress

LIU Songping, LIU Feifei

(Composites Testing Technology Center, AVIC Composite Co., Ltd., Beijing 101300, China)

Nondestructive testing (NDT) has taken a very important role in modern aeronautical industry as a quality control technical approach of aeronautical products. The technical benefits and actions as well as possible applications of NDT in aeronautical industry are reviewed. The recent main progress of NDT based on the works of the author′s team work has been reported. The future primary development tendencies and directions in aeronautical NDT are proposed in this paper.

nondestructive testing; aeronautical industry; quality control; aeronautical product; automated inspection

2017-02-08

國家自然基金資助項(xiàng)目(61571409、60727001)

劉松平(1962-)，男，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)閺?fù)合材料及焊接無損檢測與評估技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉松平，liusping2014@163.com

10.11973/wsjc201706013

TG115.28

A

1000-6656(2017)06-0056-05