无线电物理系的科学家们找到了一种寻找飞机玻璃中微损伤的方法
17.02.2021

托国立无线电物理学的科学家们首次提出使用全息粒子登记方法研究飞机眼镜。它允许检测和修复微损伤,而无需从飞机驾驶舱中移出玻璃。同时,可以清楚地说出微裂纹的位置,并评估它们对飞行安全的影响。

该项目是与俄罗斯联邦国防部空军中央科学研究所的研究中心,空军“空军学院”的军事训练和科学中心的同事合作实施的尼古拉·茹科夫斯基尤利娅·加加林(沃罗涅日),光学晶体实验室有限责任公司,俄罗斯科学院西伯利亚分院大气光学研究所(托木斯克)。

玻璃是飞机的关键结构之一,飞行安全取决于其制造质量和运行时的技术条件。再现代民用和军用飞机的玻璃生产中最常用的材料之一是有机氟航空玻璃,其强度降低的主要原因是出现了最小的微裂纹。它们是由于紫外线辐射,机械应力和暴露于侵蚀性介质(例如由防冻液造成的)而产生的。

Образец стекла

当破坏性缺陷的大小达到100微米时,飞机玻璃的强度对于安全操作而言会变得不可控。在实践中,为了控制飞机的玻璃窗,使用了目视检查方法以及放大镜和棱镜。但是以这种方式不可能以100微米的精度确定表面裂纹的深度。近来,已经研究了将激光辐射的斑点结构方法用于无损检测的问题。然而,该方法的缺点是无法确定特定表面“裂缝”的深度,且需要从结构本身上去除玻璃。

研究飞机环境的放射性物理和光学方法实验室的研究工程师尼古拉·尤金解释说:“与所列技术相反,数字全息术使得可以预定的精度分别确定每个玻璃表面缺陷的横向和纵向尺寸。这使得无需将玻璃从飞机上移开,即可识别出裂纹区域,裂纹区域的尺寸超过了安全操作的公差。”

Устройство камеры

托国立无线电物理学应用数字全息相机研究了中航空玻璃的缺陷,来自光源1的激光辐射穿过准直仪2,形成所需直径的光束,然后通过透射照明被研究的样品3,该辐射形成了由非均匀性散射而没有散射而透射的波的干涉图。相机4对其进行注册,然后将离散量化强度值的二维数组形式的数据存储在计算机5的内存中。此二维数组是介质体积的数字全息图。

Образец авиационного стекла

托国立环境的无线电物理和光学方法实验室负责人维克多·焦明说:“数字粒子全息技术及其应用是实验室研究的主要领域之一,托国立无线电物理系的同事们合作伙伴一道,并未发现该技术的新应用领域,例如,用于检查飞机窗的微损伤。现阶段正在寻求提高该方法及其最符合人体工程学的准确性。”

维克多·焦明还补充说:“在2021年初,托国立环境的无线电物理和光学方法实验室的同事们与合作伙伴在WoS和Scopus数据库的Q1和Q2级别期刊上发表了五篇文章,内容涉及实验室工作:

全息研究光子学(应用光学,光学材料)单晶的均质性,

可视化在强大辐射影响下的单晶光学击穿(应用科学),

研究存在污染物时浮游生物的行为响应(海洋科学前沿)。”

Голографическая камера

现在,“光学晶体实验室”公司工业生产数字全息照相机,用于晶体学和海洋浮游生物的监测。 这些摄像机还可用于解决飞机玻璃的缺陷检测问题,在飞机的飞行前准备中实施该技术需要研发具有直观界面的适配的摄像头及软件。