Введение
Глава 1. Тепловой неразрушаюший контроль конструкционных материалов (обзор) 11
1.1 Сотовые авиационные конструкции 11
1.1.1 Полимерно-композиционные материалы в авиастроении 11
1.1.2 Сотовые панели 12
1.1.3 Штатные методы контроля состояния сотовых панелей 15
1.2 Краткая историческая справка и современное состояние ИК термофафии применительно к НК и технической диагностике 18
1.2.1 Историческая справка 18
1.2.2 Тепловизоры и нафеватели 21
1.2.3 Преимущества и недостатки ИК ТК 23
1.2.4 Использование методов теории теплопроводности в НК и определении теплофизических свойств материалов 24
1.2.5 Алгоритмы цифровой обработки, используемые при ИК ТК 25
1.2.6 Области применения ИК ТК 28
1.3 Основные термины, применяемые в ТК 30
1.4 Основные модели пассивного и активного ТК 32
1.5 ТК в авиационной технике : 36
1.5.1 ТК при выполнении ремонта и в процессе эксплуатации 37
1.5.2 Обнаружение воды в сотовых панелях самолетов 38
1.5.3 Обнаружение воды в теплозащите космических «челноков» 38
1.5.4 Турбинные лопатки 39
1.5.5 Контроль коррозии в авиационных конструкциях 39
1.5.6 Композиционные материалы 40
1.5.7 Узлы космических челноков и ракет 42
1.6 ТФХ материалов и выбор информативного параметра для обнаружения воды в сотах 43
1.7 Выводы по Главе 1 45
Глава 2. Моделирование процедуры пассивного ТК воды в сотовых панелях с учетом фазового перехода «лед-вода» ... 48
2.1 Элементы теории теплопроводности 48
2.1.1 Дифференциальное уравнение теплопроводности Фурье 48
2.1.2 Классификация краевых задач 51
2.2 Использование метода сеток при решении краевых задач теплопроводности 51
2.3 Моделирование обнаружения воды в сотах 54
2.3.1 Требования к модели 54
2.3.2 Офаничения предложенной модели 56
2.4 Математическая формулировка задачи 59
2.5 Численный метод решения 60
2.5.1 Решение одномерной задачи Стефана методом сеток с явным выделением подвижных границ 60
2.5.2 Алгоритм численного решения 65
2.6 Работа с программой MultiLayer-1 D 66
2.7 Результаты моделирования 74
2.7.1 Учет графика изменения температуры за бортом самолета при моделировании 76
2.7.2 Влияние фазовых переходов на развитие температурных сигналов 77
2.7.3 Влияние фазовых переходов на сигнатуру сигналов от дефектов 79
2.7.4 Влияние высоты сотовой конструкции 80
2.7.5 Влияние высоты столбика воды 81
2.7.6 Оценка колебаний температуры на поверхности обшивки во время фазовых переходов 82
2.7.7 Выбор оптимального времени обнаружения 83
2.8 Выводы по Главе 2 84
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований... 86
3.1 Задачи экспериментальных исследований 86
3.2 Экспериментальная аппаратура 86
3.3 Описание образцов 88
3.3.1 Искусственный образец 89
3.3.2 Влияние теплоемкости вставок на изменение температуры во времени 90
3.3.3 Влияние высоты столбика воды на изменение температуры во времени 94
3.3.4 Лабораторный тепловой контроль образцов сотовых конструкций, выполненных из различных материалов 98
3.4 Результаты тепловизионных обследований самолетов в условиях эксплуатации 102
3.4.1 Самолет Ту-204 №ХХХХ ОАО «Авиакомпания Сибирь», аэропорт Толмачево, 7 октября 2002 г. 103
3.4.2 Самолет Ту-204 №ХХХХ ОАО «Авиакомпания Сибирь», аэропорт Толмачево, 6 января 2003 г... 106
3.4.3 Самолет Ил-96 №ZZZZ ОАО «Домодедовские авиалинии», аэропорт Домодедово, 16 января 2003 г. 108
3.4.4 Самолет Ту-204 №ХХХХ ОАО «Авиакомпания Сибирь», аэропорт Толмачево, 29 августа 2003 г.109
3.4.5 Самолет Ту-204 №YYYY ОАО «Авиакомпания Сибирь», аэропорт Толмачево, 29 августа 2003 г. 110
3.5 Подходы к определению массы воды 112
3.6 Выводы по Главе 3 113
Глава 4. Аппаратурная и программная реализация процедур ТК воды в сотовых авиационных конструкциях 115
4.1 Тепловизоры и их характеристики 115
4.1.1 ИК приемники 115
4.1.2 Оптика тепловизоров 118
4.1.3 Основные характеристики тепловизоров 121
4.1.4 Выбор тепловизора для диагностики сотовых панелей 122
4.2 Программное обеспечение ТК воды в сотовых конструкциях 124
4.2.1 Основные требования к программному обеспечению 124
4.2.2 Возможности программы Visual Matrix 1.1 125
4.3 Использование дополнительного источника нагрева для улучшения выявляемости воды в неблагоприятных условиях 133
4.4 Выводы по Главе 4 133
Выводы по диссертационной работе 134
Список использованных источников 138
Приложение
