Группа ученых Национального исследовательского технологического института «МИСиС» под руководством профессора Александра Карабутова разработала уникальный отечественный прибор лазерно-ультразвуковой диагностики материалов, способный обнаружить мельчайшие внутренние дефекты с точностью до сотых миллиметра, сообщает пресс-служба НИТУ «МИСиС».

Мельчайшие поры и дефекты в деталях авиационных механизмов под воздействии на них переменных напряжений в воздухе могут увеличиваться и в итоге стать причиной катастрофы. Чтобы предотвратить подобное развитие событий, наиболее значимые узлы лайнера должны проходить трехмерную экспертизу внутренней структуры, которая сможет обнаружить дефектные очаги на самой ранней стадии. Особенно это важно для контроля состояния деталей из композитных материалов, поскольку дефекты, возникающие на начальном этапе, совершенно не видны. Поэтому ученые стараются найти способы, позволяющие регулярно отслеживать  состояние авиационных деталей. Например, не так давно группа российских ученых предложила встраивать датчики непосредственно в структуру композитных материалов.

Для ранней диагностики дефектов ученые НИТУ «МИСиС» разработали не имеющую мировых аналогов технологию лазерно-ультразвуковой структуроскопии с уникальными возможностями для 3D-контроля материалов, деталей и изделий авиационной техники. По словам пресс-службы, созданный учеными лазерно-ультразвуковой структуроскоп обладает повышенным пространственным разрешением (50 микрон) при сохранении большой глубины зондирования (до 40 мм) и позволяет характеризовать дефекты по их механическим характеристикам и форме, получая фактически 3D-модель детали.

«В отличие от традиционного УЗИ, в лазерно-ультразвуковой структуроскопии для создания зондирующих импульсов используется лазер, а для регистрации эхо-сигналов — сверхширокополосные пьезоприемники. Это позволяет повысить в 6-10 раз пространственное разрешение УЗ-контроля, а также его чувствительность, получать количественную информацию о состоянии материала — упругих модулях, пористости, напряженных состояниях, различать жесткие и мягкие неоднородности. Измерения могут быть автоматизированы, что повышает достоверность контроля», - цитируются  сообщении пояснения Александра Карабутова.

С помощью лазерного импульса создается ультразвуковой пучок. Сверхкороткие» импульсы позволяют сформировать ультразвуковой пучок без боковых помех и сохранить четкую форму сигнала. Это дает возможность проводить контроль деталей в условиях, когда другие методы неэффективны, например, обнаружить и различить расслоение между каждым последовательным слоем композитного материала. 

По словам пресс-службы, опытный прототип разработанной автоматизированной системы неразрушающего контроля успешно опробован для контроля углепластиковых кессонов крыла нового российского ближне-среднемагистрального пассажирского лайнера. Первая партия инновационных лазерно-ультразвуковых дефектоскопов уже запущена в мелкосерийное производство и планируется к применению в отечественной авиакосмической промышленности.