隨著航空制造技術(shù)的不斷發(fā)展，復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比剛度及良好的抗疲勞性和耐腐蝕性獲得廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)中常用的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)主要有纖維增強(qiáng)樹脂層板結(jié)構(gòu)(包括 CFRP 和 GFRP)和夾芯結(jié)構(gòu)，正日趨用于飛機(jī)的縫翼、襟翼、方向舵、升降舵、雷達(dá)罩、艙門和客艙裝飾板等構(gòu)件。

除制造缺陷外，飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件由于受載荷、振動(dòng)、濕熱酸堿、意外損傷等因素的綜合作用會(huì)出現(xiàn)板 與板分層、板與蜂窩脫粘，蜂窩積水、蜂窩積冰、蜂窩塌陷等缺陷。從發(fā)展趨勢來看，紅外熱像檢測技術(shù)將會(huì)成為航空器無損檢測的常規(guī)檢測手段；從維修工作的實(shí)際效果來看，采用紅外熱像技術(shù)檢測復(fù)合材料 蜂窩內(nèi)部積水的方法效率高、結(jié)果準(zhǔn)確。

原理及概況

物理原理溫度在絕對零度以上的物體均能產(chǎn)生電磁波，電磁波波長范圍與物體的溫度相對應(yīng)。如圖 1 所示為不同溫度下黑體的光譜輻射量，圖中波長與輻射量是與溫度相關(guān)的函數(shù)關(guān)系。熱輻射與其它形式的電磁波一 樣，在物體表面時(shí)會(huì)發(fā)生反射、透射和吸收。

圖 1 不同溫度下黑體的光譜輻射量

1、檢測原理

材料或結(jié)構(gòu)中的缺陷，如復(fù)合材料或其結(jié)構(gòu)件中的分層、脫粘、裂紋等，其導(dǎo)熱特性與材料本身存在明顯差異。當(dāng)外界熱激勵(lì)時(shí)，缺陷的存在會(huì)影響熱傳導(dǎo)，導(dǎo)致表面溫度分布異?；虮砻鏈囟入S時(shí)間的變化異常。

采用紅外熱像儀測量被檢復(fù)合材料構(gòu)件表面溫度變化，通過一定的信號處理，甚至借助于參考試塊， 獲得其表面或內(nèi)部缺陷的特征（包括缺陷的位置、大小及性質(zhì)等）。一般來說，缺陷越大，越靠近被檢表面，與基體材料的熱性質(zhì)差別越大，越容易被檢測出來。

1.1 應(yīng)用特點(diǎn)

紅外熱像檢測是無損檢測方法之一，具有直觀、快速、無污染、一次檢測面積大等優(yōu)點(diǎn)，適用于復(fù)合材料構(gòu)件的現(xiàn)場、快速檢測，如航空器結(jié)構(gòu)的原位檢測。它用于飛機(jī)復(fù)合材料構(gòu)件制造、修理過程中產(chǎn)生或使用中形成的近表面缺陷（如分層、脫粘、空洞、異物、積水等）的檢測。

2、紅外熱像檢測系統(tǒng)簡介

紅外檢測按是否需要外部激勵(lì)可分為主動(dòng)紅外檢測和被動(dòng)紅外檢測。主動(dòng)式紅外檢測系統(tǒng)主要由紅外 熱像儀和熱激勵(lì)裝置構(gòu)成，對于特殊的熱激勵(lì)裝置如調(diào)制輻射源等還有專用的控制單元，如果需要，可采用計(jì)算機(jī)分析軟件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以輔助判讀；被動(dòng)式紅外檢測系統(tǒng)不需要熱激勵(lì)裝置。

紅外熱像儀的主要參數(shù)有顯示屏尺寸及圖像分辨率、空間分辨率、聲等效溫度差、測溫范圍等，在采購時(shí)應(yīng)注意滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和手冊的要求。
熱激勵(lì)方法很多，常見的熱激勵(lì)源有加熱毯、紅外燈、熱空氣源（如烘箱、電吹風(fēng)等）、閃光燈、調(diào)制輻射源等。制冷也視為熱激勵(lì)的一種，典型的制冷源有冷氣體、制冷機(jī)械、液氮、蒸發(fā)器等。

3.紅外熱像檢測技術(shù)在空客飛機(jī)維修中的應(yīng)用

與空客公司相比，波音公司更早地在 NDT 手冊中規(guī)定了使用紅外熱像檢測技術(shù)用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)積水、積冰、金屬板脫粘及飛機(jī)結(jié)構(gòu)裂紋檢查，但我們實(shí)際應(yīng)用不多。
從 2007 年開始，空客公司陸續(xù)以 SB 服務(wù)通告和 NTM 手冊的方式要求用戶對空客各機(jī)型飛機(jī)方向舵、升降舵等復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件采用紅外熱像檢測技術(shù)進(jìn)行蜂窩積水檢查，確保其滿足安全運(yùn)行要求。