Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЗАДЕЛКИ ОСТЕКЛЕНИЯ ФОНАРЯ КАБИНЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к диагностике состояния ответственных элементов конструкции воздушных судов (ВС), а именно к диагностике состояния заделки остекления фонаря кабины и может быть использовано для выявления наличия опасных дефектов: отрыв лент крепления от стекла, нарушение герметичности элементов заделки.

В настоящее время существуют различные подходы к диагностике состояния заделки остекления фонаря кабины начиная от простейших визуальных осмотров деталей до широкого применения современных комплексов неразрушающего контроля в условиях авиаремонтных предприятий [«Восстановление боевой авиационной техники», издание ВВИА имени профессора Н.Е. Жуковского, 1989 г., стр. 263-266].

Ближайшим аналогом предлагаемого решения является способ диагностики заделки остекления фонаря кабины, основанный на установке по периметру остекления фонаря кабины воздушного судна бумажных индикаторов, создании избыточного давления в кабине ВС на заданную величину, измерению расстояния отклонения индикаторов от их начального положения. [Методические рекомендации по эксплуатации и восстановлению деталей остекления из органического стекла воздушных судов государственной авиации РФ в условиях заводского и войскового ремонта, Выпуск ГИ ВВС, Москва 2015 г., 16 С.]. Недостатком данного способа является низкая вероятность обнаружения и прогнозирования динамики развития дефектов на ранних стадиях.

Техническим результатом применения заявленного способа является:

1. Повышение вероятности обнаружения дефектов остекления фонаря кабины ВС в области заделки;

2. Возможность прогнозирования динамики развития дефектов на ранних стадиях.

В известном способе плавно создается избыточное давление в кабине до заданной величины и выдерживается при данном давлении в течение заданного времени, определяется местоположение дефекта в области заделки остекления фонаря кабины ВС. Технический результат достигается тем, что согласно предлагаемого способа предварительно устанавливают N датчиков акустической эмиссии (АЭ) по периметру остекления фонаря кабины в области заделки на заданном расстоянии от каркаса кабины и заданном расстоянии друг от друга, принимают импульсы от каждого датчика АЭ в интервале времени от начала создания избыточного давления заданной величины T₁ до момента времени Т₂=T₁+Т_в, где Т_в - заданное время выдержки избыточного давления, запоминают потоки импульсов АЭ, полученных от каждого датчика, определяют закон распределения принятых от каждого датчика АЭ импульсных потоков, сравнивают с заданным законом распределения, по результатам сравнения распределения потока импульсов АЭ принимают решение о наличии развивающегося дефекта в заделке остекления фонаря кабины, а его местонахождение определяют по координатам датчика, вычисляют критерий степени опасности регистрируемых развивающихся дефектов в соответствии с параметрами закона распределения потока импульсов.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что предварительно устанавливают N датчиков акустической эмиссии по периметру остекления фонаря кабины в области заделки на заданном расстоянии от каркаса кабины и заданном расстоянии друг от друга, принимают импульсы от каждого датчика АЭ в интервале времени от начала создания избыточного давления заданной величины T₁ до момента времени Т₂=T₁+Т_в, где Т_в - заданное время выдержки избыточного давления, запоминают потоки импульсов АЭ, полученных от каждого датчика, определяют закон распределения принятых от каждого датчика АЭ потоков импульсов, сравнивают с заданным законом распределения, по результатам сравнения распределения потока импульсов АЭ принимают решение о наличии развивающегося дефекта в заделке остекления фонаря кабины, а его местонахождение определяют по координатам датчика, вычисляют критерий степени опасности регистрируемых развивающихся дефектов в соответствии с параметрами закона распределения потока импульсов.

Известно, что при воздействии нагрузки на клеевые соединения, композиционные материалы, металлы образуются множество микродефектов, которые при повышении нагрузки объединяются в макродефект (расслоение, трещина). [«Система оценки прочности конструкции авиационной и ракетно-космической техники на основе метода акустической эмиссии», научно-технический журнал «Контроль. Диагностика» 2018 год №8 (242) август - 70 с.; С. 34-39]. Для регистрации акустических волн, излучаемых дефектами при воздействии нагрузки на материал объекта контроля, используются датчики акустической эмиссии [ГОСТ Р 55045-2012]. В предлагаемом способе датчики АЭ устанавливаются по периметру остекления фонаря кабины в области заделки для возможности приема датчиками акустических импульсов, возникающих в остеклении, клевом соединении между остеклением и лентой крепления. Избыточное давление в кабине ВС создается с целью создания нагрузки на клеевое соединение между остеклением и лентой крепления. В ходе исследований, было установлено, что при использовании известного способа возможно диагностировать только дефекты (расслоение) длиной более 30 мм. Дефект такого размера способен даже при не продолжительном полете привести к полному разрушению конструкции и повлечь тяжелые последствия. Использование предлагаемого способа позволяет определять дефекты на ранней стадии их развития, что повышает надежность конструкции и воздушного судна в целом. На фигуре 1 представлена графическая зависимость величины выявленных дефектов заделки остекления фонаря кабины воздушного судна от величины избыточного давления в кабине при использовании известного и предлагаемого способов диагностирования.

На фигуре 2 приведено устройство с помощью которого может быть реализован указанный способ, где обозначено:

1.1, 1.2…1. N - датчик акустической эмиссии; 2 - блок запоминания потоков импульсов АЭ; 3 - блок определения закона распределения потоков импульсов АЭ; 4 - блок сравнения закона распределения потока импульсов АЭ с заданным законом распределения, 5 - блок принятия решения о наличии и местоположении дефекта, 6 - блок вывода полученных результатов, 7 - подаваемый на блок 4 заданный закон распределения. Блоки 3, 4, 5 могут быть выполнены на базе микрокомпьютера FRONT Compact 122.542.

Блок запоминания потоков импульсов АЭ 2 предназначен для сохранения полученных от датчиков АЭ потоков импульсов и их передачи в блок 3. Блок определения закона распределения потоков импульсов АЭ 3 предназначен для определения закона распределения потоков импульсов АЭ на каждой секунде деформирования от каждого датчика. Блок 4 предназначен для сравнения закона распределения потоков импульсов АЭ с заданным законом распределения на каждой секунде деформирования от каждого датчика. Блок 5 предназначен для принятия решения о наличии и местоположении дефекта на основании информации полученной из блока 4. Блок вывода полученных результатов 6 предназначен для отображения информации о наличии, степени опасности и местоположении дефекта. Блок 6 может быть выполнен на базе промышленного монитора DNA-17-TR-S-R20. Блок 7 предназначен для генерации потока импульсов с заданным законом распределения.

При этом, первый выход блока 1 соединен с первым входом блока 2, первый выход блока 2 соединен с первым входом блока 3, первый выход блока 3 соединен с первым входом блока 4, первый выход блока 4 соединен с первым входом блока 5, первый выход блока 5 соединен с первым входом блока 6, первый выход блока 7 соединен с вторым входом блока 4.

Блок принятия решения 5 предназначен для принятия решения о наличии и местоположении дефекта по степени отклонения закона распределения потоков импульсов АЭ на каждой секунде деформирования.

Таким образом, в процессе эксплуатации (испытаний) при создании избыточного давления в кабине ВС определяется наличие, степень опасности дефектов и их местоположение, исходя из чего принимается решение о возможности дальнейшей эксплуатации.