Томские ученые предложили новый метод поиска микроповреждений в авиационных стеклах
Ученые радиофизического факультета Томского госуниверситета предложили исследовать авиационные стекла при помощи голографического метода регистрации частиц. Таким образом можно обнаружить, зафиксировать микроповреждения и оценить их влияние на безопасность полета, не снимая стекло с кабины самолета, сообщает пресс-служба вуза.
Чаще всего при производстве остекления современных гражданских и военных самолетов используется фтороорганическое авиационное стекло, которое теряет прочность из-за микротрещин, возникающих в результате воздействия ультрафиолета, механических нагрузок и агрессивных сред. Для контроля повреждений используют методы визуального осмотра с применением увеличительных луп и призм. Но таким образом определить глубину поверхностной трещины с точностью до 100 мкм невозможно (такой размер дефекта считается небезопасным для эксплуатации стекла). В последнее время ведутся исследования по использованию метода спекл-структур оптического лазерного излучения применительно к задачам неразрушающего контроля. Однако недостатком данного метода является невозможность определения глубины конкретной поверхностной «трещины» и необходимость извлечения стекла из самой конструкции.
«В отличие от перечисленных методик цифровая голография позволяет определять поперечные и продольные размеры каждого поверхностного дефекта остекления в отдельности с заранее заданной точностью. Это дает возможность, не снимая стекла с самолета, выявить области с трещинами, размеры которых превышают допуски для безопасной эксплуатации», — отметил инженер-исследователь лаборатории радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды РФФ ТГУ Николай Юдин.
Для исследования дефектов авиационного стекла радиофизики ТГУ применили цифровую голографическую камеру. Лазерное излучение от источника 1 проходит через коллиматор 2, образуя пучок необходимого диаметра, который затем освещает на просвет исследуемый образец 3. Излучением формируется интерференционная картина волн, рассеянных неоднородностями и прошедших без рассеяния. Камера 4 регистрирует ее, после чего данные в виде двумерного массива дискретных квантованных значений интенсивности сохраняются в памяти компьютера 5. Этот двумерный массив и является цифровой голограммой объёма среды.
«Цифровая голография частиц и ее применение — одно из основных направлений исследований лаборатории. Сотрудники РФФ ТГУ совместно с партнерами не находят новые области применения данной технологии, например, для исследования авиационных стекол на наличие микроповреждений. На данном этапе уже идет поиск повышения точности метода и его наиболее эргономичной реализации», — рассказал заведующий лабораторией радиофизических и оптических методов изучения окружающей среды ТГУ Виктор Дёмин.
Сейчас цифровые голографические камеры промышленно выпускает компания «Лаборатория оптических кристаллов» для задач кристаллографии и мониторинга морского планктона. Эти камеры могут быть применены и для решения задач дефектоскопии остекления самолетов. Для внедрения этой технологии в процесс предполётной подготовки самолётов требуется разработка соответствующей конструкции камеры и программного обеспечения с интуитивно-понятным интерфейсом.
Проект реализован в партнерстве с коллегами из НИЦ Центрального научно-исследовательского института Военно-воздушных сил Минобороны РФ, Военного учебно-научного центра ВВС «Военно-воздушная академия» им. Николая Жуковского и Юрия Гагарина (Воронеж), ООО «Лаборатория оптических кристаллов», ИОА СО РАН (Томск).
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».