Abstract

In-service non-destructive testing of aero-engine components is challenging for conventional ultrasonic techniques due to their contact nature, the complex geometry of engines and restricted access. Cheap optical transducers (CHOTs) employ principles of laser ultrasonics to remotely generate and detect ultrasound, providing a simple non-contact, couplant-free alternative to the traditional piezoelectric transducers. They are practically weightless nanometre-height patterns attached or printed on the component, and activated by lasers. Cheap, with minimal surface impact CHOTs could be permanently left on the component, used in large numbers or as disposable transducers. Combined with an endoscopic light delivery system to provide access via existing service ports in the engine, they are designed to perform remote ultrasonic inspection in an aero-engine environment. In particular, CHOTs would enable in-situ testing of aero-engine blades, reducing servicing time and costs. This paper presents the developed endoscopic CHOTs instrumentation and experimental results of the remote ultrasonic inspection with surface acoustic waves

چکیده

روش‌های فراصوتی مرسوم در تست غیرمخرب و دوره‌ای قطعات موتورهای هواپیما، بدلیل ذات تماسی روش‌های فراصوتی مرسوم، پیچیدگی هندسه موتورها و دسترسی محدود به قطعات، چالش برانگیزند. ورارسان‌های نوری ارزان قیمت (CHOTها) از اصول لیزرهای ماوراء صوت به منظور ایجاد و شناسایی فراصوت بهره گرفته و جایگزینی غیرتماسی و عاری از جفت شدگی، برای ورارسان‌های پیزوالکتریک سنتی در اختیار قرار می‌دهند. در واقع این ورارسان‌ها، الگوهایی بی وزن با ارتفاع نانومتری هستند که به قطعات متصل شده و یا روی آن‌ها چاپ می‌شوند و بوسیله لیزر، فعال می‌گردند. باتوجه به قیمت کم و اثر سطحی کمینه CHOTها، می‌توان آن‌ها را به صورت دائمی روی قطعات حفظ نمود، در تعداد انبوه از آن‌ها استفاده کرد و یا به عنوان ورارسان‌های یکبار مصرف از آن‌ها بهره گرفت. [CHOTها] در ترکیب با یک سیستم نور رسان درون بین به منظور تأمین دسترسی از طریق پورت‌های خدماتی موجود در موتور، برای انجام بازرسی فراصوتی از راه دور در محیط موتورهای هواپیما، طراحی شده‌اند. CHOTها بطور خاص، امکان تست درجای پره‌های موتور هواپیما را فراهم نموده و زمان و هزینه سرویس کاری را پایین می‌آورند. این مقاله به معرفی تجهیزات CHOTهای درون بین و نتایج آزمایشگاهی بازرسی فراصوتی از راه دور با استفاده از امواج صوتی سطحی می‌پردازد.

1-مقدمه

الزامات صنعتی نسل فعلی و نسل آتی هواپیماها، متأثر از تقاضا برای عملیات‌های طولانی‌تر و مقرون به صرفه‌تر با استفاده از کمینه سازی همزمان اثرات زیست محیطی صنعت [هوانوردی] است. کاهش سطوح نوفه، [گازهای] منتشره و مصرف سوخت در کنار تدارک پروازهای بیشتر، قطعات موتورها را با تقاضای زیادی روبرو ساخته است. مانیتورینگ درجای سلامت ساختاری و تست غیر مخرب (NDT) این قطعات، در عملکرد ایمن هواپیما نقش حیاتی دارد. در عین حال، الزامات کاهش هزینه‌های عملیاتی من جمله کاهش زمان و هزینه عملیات حین خدمت، بدون به چالش کشیدن ایمنی مسافر، منجر به شکل گیری تقاضا برای روش‌ها و تجهیزات تستی می‌شود که قادر به انجام بازرسی‌های بهنگام و در محل [هواپیما] باشند....