发动机叶片微缺陷自动检测系统的设计

华泽锋，潘孟春，陈棣湘，周卫红，刘丽辉

(国防科技大学智能科学学院，湖南 长沙 410073)

0 引 言

航空发动机是飞机的心脏，其内部结构精细复杂，哪怕是微小的缺陷都有可能对整个发动机带来灾难性危害，直接关系到飞行员及乘客的生命安全。发动机叶片是发动机的重要组成部分。一个发动机内部有成百上千个小叶片，而且这些叶片工作在非常严苛的环境下。一台民用发动机的叶轮转速达到15000 r/min，叶片需要承担本身质量一万倍的离心力，另一方面，燃烧室温度高达 1800 K；因此，这些叶片的故障率在发动机故障中占比极高。据统计，约有40%的发动机[1-4]故障都是由于发动机叶片的损伤导致的。所以，航空发动机叶片的检测和保障工作能够确保发动机正常运行，延长其使用寿命，责任重大，任务艰巨。目前对于在役航空发动机叶片缺陷主要采取磁粉、渗透、超声、涡流等无损检测的方法[5-6]。其中涡流无损检测技术能够有效检测出非铁磁性构件表面以及近表面缺陷，其响应速度块，灵敏度高的特点能够提高检测的可靠性和效率。另外涡流检测的信号容易判读并进行后期可视化处理，采用柔性涡流检测探头也能够解决复杂曲面的检测问题。根据实地的考察调研发现，目前航空发动机叶片的检测和保障工作主要是靠人工来完成的。也就是人工手持超声、涡流等检测仪器，对叶片逐一排查。或者采用磁粉、渗透等手段进行检测，检测人员往往需要通过肉眼，逐一检查叶片的各个角落。……