Устройство для обнаружения сквозных трещин в изделии

 

Использование: для контроля целостности деталей конструкции вертолета. Цель изобретения - повышение надежности и чувствительности обнаружения сквозных трещин в лонжероне в условиях эксплуатации, а также увеличение технического ресурса лопасти. Устройство для обнаружения сквозных трещин в полом металлическом лонжероне лопасти вертолета содержит индикатор наличия трещин по состоянию рабочей среды, находящейся в полости лонжерона, который выполнен в виде последовательно размещенных на антикоррозионном покрытии металлического лонжерона электроизолирующего и электропроводящего слоев, и источника регулируемого напряжения, соединенного одним концом с электропроводящим слоем, а другим через регистрирующий прибор - с металлическим лонжероном. В месте образования трещины происходит электрический пробой, который фиксируется регистрирующим прибором. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области авиации, в частности к средствам контроля целостности деталей конструкции вертолета.

В настоящее время для обнаружения трещин в лонжероне лопасти применяется система, имеющая внутри лонжерона полость с рабочей средой под давлением в виде смеси газов (воздуха), величина которого контролируется с помощью сигнализатора давления.

Недостаток известного устройства низкие надежность и чувствительность обнаружения сквозных трещин, вызванные конструктивными особенностями лопасти. Эти особенности заключаются в том, что на наружной поверхности лонжерона после нанесения антикоррозионного покрытия размещают обшивку из композиционного материала, образующую по всей поверхности плотную и прочную оболочку. Надежное обнаружение усталостной трещины возможны только в том случае, если трещина возникает одновременно в лонжероне и обшивке и происходит разгерметизация полости лонжерона.

Цель изобретения повышение надежности и чувствительности обнаружения сквозных трещин в лонжероне в условиях эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для обнаружения сквозных трещин в металлическом лонжероне лопасти вертолета, содержащем полый металлический лонжерон с нанесенным на его наружную поверхность антикоррозионным покрытием, обшивку из композиционного материала, рабочую среду в полости лонжерона и индикатор трещин, индикатор трещин выполнен в виде последовательно расположенных электроизолирующего и электропроводящего слоев, нанесенных на антикоррозионные покрытия, источника регулируемого напряжения, соединенные одним концом с электропроводящим слоем, а другим через регистрирующий прибор с металлическим лонжероном. Для снижения прилагаемого напряжения в качестве рабочей среды в устройстве используется газ с малым ионизационным потенциалом при давлении рабочей среды, выбранном из условия, соответствующего наименьшей электрической прочности рабочей среды.

На фиг. 1 изображена комлевая часть лопасти вертолета; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Лопасть 1 имеет металлический лонжерон 2, конец которого через втулку винта (не показана) соединен с массой вертолета. Полость 3 лонжерона заполнена газом. На поверхности лонжерона 2 расположено антикоррозионное покрытие 4, над которым последовательно расположены электроизолирующий и электропроводящий слои 5 и 6. Электропроводящий слой 6 закрыт сверху обшивкой 7 из композиционного материала. Источник 8 регулируемого напряжения одним концом соединен с электропроводящим слоем 6, а другим через регистратор напряжения 9 с металлическим лонжероном 2.

Устройство работает следующим образом.

При вращении винта лопасть 1 испытывает значительные механические напряжения. В результате их действия она циклически изгибается и одновременно испытывает действие растягивающих (статических сил), вызванное центробежными силами. Пока в лонжероне 2 лопасти 1 отсутствуют повреждения типа усталостных сквозных трещин, величина электрического тока, потребляемого от регулируемого источника 8 напряжения, определяется сопротивлением утечки между электропроводящим слоем 6 и металлическим лонжероном 2. Появление сквозной трещины в стенке лонжерона 2 приводит к последовательному разрушению антикоррозионного покрытия 4 и электроизолирующего слоя 5. В месте ее образования газ из полости 3 по трещине, внедряясь в нагруженную структуру электроизолирующего слоя 5, снижает электрическую прочность его. В результате над действием приложенного напряжения между лонжероном 2 и электропроводящим слоем 5 происходит электрический пробой в месте образования трещины, который фиксируется регистратором напряжения 9.

Выбор в качестве рабочей среды газа с наименьшим значением ионизационного потенциала при давлении, соответствующем наименьшей прочности этой среды, обеспечивает срабатывание устройства при меньшем напряжении, приложенном между лонжероном 2 и электропроводящим слоем 6.

Использование предложенного устройства позволяет обнаружить трещину на более ранней стадии ее развития, так как регистрация появления трещины достигается до начала разрушения обшивки лонжерона из композиционного материала, что повышает безопасность полетов.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СКВОЗНЫХ ТРЕЩИН В ИЗДЕЛИИ, преимущественно в полом металлическом лонжероне лопасти вертолета с последовательно размещенными на его наружной поверхности антикоррозионным покрытием и обшивкой из композиционного материала, содержащее индикатор наличия трещин по состоянию рабочей среды, находящейся в полости лонжерона, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности обнаружения сквозных трещин в лонжероне в условиях эксплуатации, а также увеличения технического ресурса лопасти, индикатор наличия трещин выполнен в виде последовательно расположенных на антикоррозионном покрытии электроизолирующего и электропроводящего слоев и источника регулируемого напряжения, соединенного одним концом с электропроводящим слоем, а другим через регистрирующий прибор - с металлическим лонжероном.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве рабочей среды используют газ с наименьшим значением ионизационного потенциала.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что в качестве рабочей среды используют газ с давлением, соответствующим наименьшей электрической прочности газа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2