Давыдов Искандар Ахтамович, старший преподаватель кафедры авиационной техники и диагностики,
Санкт-Петербург.
Iskandar A. Davydov, Senior Lecturer, Chair 24 of Aviation Engineering and Diagnostics,
St. Petersburg.
В статье рассматривается инновационный метод активного термоакустического обследования (АТАО) композитных конструкций воздушных судов, направленный на повышение надежности и долговечности материалов. Современные авиационные конструкции все чаще используют композиты, такие как углепластики, обладающие высокой прочностью при малом весе. Однако эксплуатация этих материалов сопряжена с риском возникновения внутренних дефектов – микротрещин, расслоений и пустот, которые сложно выявить традиционными методами. Разработанный метод АТАО включает в себя комплексную систему мониторинга состояния конструкций на основе термоакустического воздействия. Принцип работы заключается в локальном нагреве и акустическом возбуждении материала, что позволяет диагностировать наличие и развитие дефектов в режиме реального времени. Методология построена на математических моделях теплообмена, акустических волн и механических колебаний, описывающих распространение энергии в структуре материала. Представленная методика включает девять ключевых этапов, начиная с подготовки системы контроля, сбора данных и анализа дефектов и заканчивая устранением повреждений и прогнозированием остаточного ресурса конструкции. Применение АТАО позволяет значительно сократить затраты на техническое обслуживание, снизить вероятность аварийных ситуаций, продлить срок службы элементов воздушного судна. Полученные результаты демонстрируют высокую эффективность метода в авиационной отрасли и его потенциал для внедрения в серийное производство.
The article presents an innovative method of Active Thermoacoustic Testing (ATAT) for aircraft composite structures, aimed at enhancing material reliability and durability. Modern aviation increasingly employs composites, such as carbon fiber-reinforced polymers, which offer high strength-to-weight ratios. However, the use of these materials carries the risk of internal defects - microcracks, cases of delamination, and voids - that are difficult to detect with conventional methods. The developed ATAT method integrates a comprehensive structural health monitoring system based on thermoacoustic excitation. The principle involves localized heating and acoustic stimulation of the material, enabling real-time diagnostics of defect formation and progression. The methodology is grounded in mathematical models of heat transfer, acoustic wave propagation, and mechanical vibrations, which describe energy distribution within the material structure. The proposed technique comprises nine key stages, from control system preparation and data collection to defect analysis, damage mitigation, and residual lifespan prediction. ATAT implementation significantly reduces maintenance costs, minimizes the risk of failures, and extends the service life of aircraft components. The results demonstrate the method’s high efficiency in aviation and its potential for integration into serial production.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.