Обеспечение безопасности полётов во многом зависит от надежности воздушных судов. В ходе эксплуатации силовые элементы летального аппарата испытывают высокие статические и динамические нагрузки, работают в условиях вибрационных нагрузок — это приводит к возникновению усталостных трещин и разрушению деталей. Один из эффективных путей предотвращения разрушения деталей — своевременное обнаружение дефектов и трещин. Это делается с помощью методов неразрушающего контроля авиационной техники, о которых далее и пойдет речь.
Вообще, метод неразрушающего контроля (МНК) — метод, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к применению.
Главная роль НК заключается в обеспечении своевременного выявления дефектных элементов конструкции планера, двигателя, агрегатов ВС с целью исключения их возможного разрушения в процессе последующей эксплуатации.
Существенным является тот факт, что в процессе проведения контроля испытуемые элементы не подвергаются каким-либо воздействиям, способным привести к их повреждению — именно поэтому метод называется неразрушающим.
Задачи внедрения неразрушающего контроля и обеспечения его применения в условиях эксплуатации и ремонта гражданских ВС возложены на подразделение ГосНИИГА — Научный центр поддержания летной годности воздушных судов (НЦ ПЛГВС).
Неразрушающий контроль как составная часть системы поддержания летной годности ВС опирается на:
— Разработчиков нормативно-технической документации (НТД) по неразрушающему контролю (разработчики и изготовители ВС, ГосНИИГА);
— Подразделения НК (лаборатории, группы, участки), организации ТОиР, выполняющие контроль авиационной техники средствами НК;
— Систему обучения и аттестации специалистов по неразрушающему контролю;
— Разработчиков и изготовителей средств неразрушающего контроля.
Во всех странах мира наибольшая востребованность НК проявляется в экстремальных ситуациях. Например, в случае авиакатастроф, вызванных дефектами конструкции воздушных судов.
Каждый МНК имеет свою область применения, характерную для нужной цели и данных. Одни методы дают возможность обнаружить мелкие поверхностные дефекты — например, трещины, но непригодны для обнаружения внутренних дефектов, а другие — наоборот. Эти методы могут дополнять друг друга.
Основные методы НК:
— Визуально-оптический;
— Вихретоковый;
— Магнитопорошковый;
— Ультразвуковой (акустический);
— Капиллярный;
— Рентгенографический.
Визуально-оптический метод — один из основных методов неразрушающего контроля (МНК), применяемых в ГА.
С его помощью выявляют явные повреждения конструкции самолёта: вмятины, трещины, значительные отслоения обшивки, прогары от ударов молний.
Для проведения контроля используют оптические приборы:
— Складные лупы с увеличением 2,5; 4 и 7 крат;
— Триплексные линзы типа ЛАЗ дают изображение более высокого качества;
— Бинокулярные налобные лупы БЛ-1 и БЛ-2 дают увеличенное стереоскопическое изображение.
Для осмотра внутренних полостей используют специальные оптические приборы — эндоскопы. К преимуществам визуально-оптического метода относят простоту и экономичность, к недостаткам — малую точность и достоверность результатов контроля.
Вихретоковый метод — это электромагнитный МНК, который используется для проверки неферромагнитных материалов на наличие приповерхностных и поверхностных дефектов.
В авиастроении с помощью этого метода осуществляется диагностика крыльев, фюзеляжей, колёсных дисков, компонентов двигателей, роторов, осей и крепёжных отверстий. С помощью него есть возможность контроля боковой стенки отверстий; отсутствует необходимость применения контактных жидкостей.
Магнитопорошковый контроль (МПК) позволяет за короткое время определить наличие поверхностных и подповерхностных дефектов на деталях.
МПК основан на притяжении частиц магнитного индикатора (сухого порошка, суспензии) силами неоднородных магнитных полей рассеяния к дефектам. Частицы магнитного индикатора из оксида железа либо иного ферромагнетика осаждаются на несплошностях, образуя индикаторный рисунок и тем самым делая их более заметными. В самолётах с помощью магнитопорошкового контроля осматривают, например, обшивку стабилизаторов и килей, узлы крепления антенн, каналы всасывания двигателей.
Ультразвуковой метод неразрушающего контроля (УЗ МНК) для определения усталостных трещин на основных агрегатах и узлах авиационной техники: шасси, подвижных частях летательных аппаратов, частях фюзеляжа, лобовых стёклах и иллюминаторах.
Некоторые приборы, которые используют для УЗ МНК самолётов:
— Ультразвуковой толщиномер «Булат-1S». Позволяет измерять в области малых толщин (от 0,4 мм), а также определять толщину материала и конструктивных элементов ВС;
— Акустический импедансный дефектоскоп ДАМИ-С НА01;
— Ультразвуковой дефектоскоп УД3-103 «Пеленг».
Капиллярный метод позволяет выявлять поверхностные трещины любого происхождения, коррозию и подтекания топлива.
Основные капиллярные методы: цветной (метод красок), люминесцентный, комбинированный (люминисцентно-цветовый).
Капиллярный метод применяют при контроле таких деталей как: трубопроводы, лопатки компрессоров и турбин авиационных ГТД, корпусные детали ЛА. Также его используют при проверке стальных деталей (например, когда затруднён магнитный контроль).
Рентгенографический метод контроля (НК) — проверка самолётов с целью выявления состояния скрытых элементов конструкций. Например, коррозии, трещин с большим раскрытием, отклонений в расположении частей механизмов и других дефектов.
В условиях эксплуатации этот метод используют при продлении ресурса самолёта. В полевых условиях контроль производят транспортабельными, облегчёнными рентгеновскими аппаратами, например, типа «АРИНА-6».
Как мы уже говорили, особая востребованность метода неразрушающего контроля зачастую проявляется после авиационных происшествий, которые вызваны дефектами конструкции ВС. Такой случай произошел с турбовинтовым пассажирским самолетом Ан-10А в 1972 году. В полете у борта СССР-11215, который выполнял рейс из Внуково в Харьков, произошло разрушение крыла и его отделение (самолет не долетел до места назначения около 30 км, погибли все 122 человека на борту). После этого все ВС данного типа были сняты с эксплуатации.
Во время работы Правительственной комиссии по расследованию причин катастрофы было установлено, что её причиной стало разрушение в воздухе центроплана крыла из-за разрыва нижней панели центроплана, вызванного усталостными трещинами стрингеров и обшивки. Согласно заключению комиссии, аварийная ситуация на борту возникла за минуту до начала разрушения. Трещина, начавшаяся в усталостной зоне между 6-м и 7-м стрингерами нижней панели центроплана, продвинулась в обе стороны и стала переходить на лонжероны. В этот момент разрушилась нулевая нервюра, которая соединяла приклёпанные к панели стрингеры. В результате консоли крыла самолёта сложились вверх.
К моменту происшествия борт, выпущенный 3 февраля 1961 года, налетал 15 483 часа, совершил 11 105 посадок, прошёл три заводских ремонта — последний 2 февраля 1971 года.
Если бы в процессе испытаний крыла в связи с продлением ресурса к парку самолетов Ан-10 были применены инструментальные средства НК, начальный дефект на испытываемом объекте был бы выявлен и тогда были бы приняты меры по доработке конструкции. После данной катастрофы произошел «прорыв» в развитии отечественных исследований усталостной прочности, в различных ОКБ были разработаны новые методы неразрушающей диагностики конструкций. И, например, уже в конструкцию Ан-12 были внесены необходимые изменения.
К методам НК стало больше пристального внимания:
Начался выпуск некоторых приборов НК — он был организован на заводе «Электроточприбор» (Кишинев). За основу были взяты разработки, выполненные на предприятиях авиационной промышленности и Министерства обороны.
В ГосНИИГА были разработаны дефектоскопы ТВД и МПД-1.
В ВИАМ был создан ряд приборов, выпускавшихся ведомственными предприятиями в Ржеве и Чебоксарах, в Казанском филиале НИАТ.
В ГосНИИГА в середине 80-х гг. разработаны аэрозольные комплекты для магнитопорошковой и капиллярной дефектоскопии, внедренные в серийное производство в ПО «Новомосковскбытхим» — эти средства значительно повысили надежность НК в условиях эксплуатации, облегчили труд дефектоскопистов и пользовались большим спросом.
Наши основные медиаресурсы:
Telegram (главная платформа)
Boosty (эксклюзив)