[发明专利]用于在闪电袭击后检查飞机外壳损伤的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于检查闪电袭击后飞机外壳的结构损伤的方法和设备，其中所述外壳包括一系列闪电袭击造成的痕迹，所述痕迹包括视觉损伤(VD)和结构损伤(SD)。该方法包括以下步骤：对每个痕迹，测量已经被闪电袭击去除的油漆表面积；将测量的表面积与表面积阈值进行比较，其中所述阈值与每个痕迹的结构损伤(SD)相关。

技术领域

本发明涉及一种闪电袭击后的飞机损伤检查的方法和设备，其通过获得由结构损伤与某种闪电袭击能量产生的视觉损伤之间的关系确定的优化的可容许的视觉损伤来检查。

背景技术

闪电袭击可能会影响航空公司的运营，造成昂贵的延误和服务中断。当商用飞机遭受闪电袭击时，其结果可以是无损伤到严重损伤，可能需要立即修理，这会使飞机长时间停用。损伤的严重程度差别很大，并且取决于多种因素，例如闪电袭击的能级。

闪电最初附着在飞机肢体(aircraft extremity)的一个地点并从另一个地点离开。由于飞机相对于闪电通道的相对速度，在那些初始点和离开点之间(扫掠行程)可能存在若干额外的附着点，这可能导致沿着飞机的整个外壳散布多达数百个痕迹。

闪电袭击的直接影响是对结构造成的损伤，包括熔穿、结构点蚀、紧固件周围的烧痕和金属结构的烧焦的油漆。在复合结构的情况下，除了烧焦的油漆外，还可以发现受损的纤维和分层。

在闪电弧的每个附着点处，复合材料部件上的损伤可分为两部分：

-首先，在机身的外表面，烧痕和缺失的油漆是可见的并且可量化的。

-其次，在复合材料内部，可以发现由于树脂过热，断裂纤维和分层而致的结构损伤。

飞机的某些区域比其他区域更容易发生闪电袭击。已知的并且标准化的是，飞机可以根据受到闪电袭击的概率分成几个区域：

区域1-高概率的初始闪电袭击附着(进入或离开)。

区域2-高概率的闪电袭击从初始附着点扫过。

区域3-除区域1和区域2所覆盖以外的任何飞机表面。

根据现有标准，在每个区域，预计袭击的最大能级为，例如Eurocae ED-91ED-84。

当飞机在被袭击后返回地面时，应评估损伤的严重程度，并根据损伤的大小，一些维护操作(区域的维修、检查等)是必要的。

在CFRP(碳纤维增强的聚合物)结构中，众所周知，分层损伤可能大于外部观察到的损伤(视觉损伤)，因此，在现有技术水平下，需要使用能够检测结构内部的损伤的设备进行检查；通常，这些测试设备使用超声波、X射线或热成像。逐个痕迹进行检查，每个痕迹花费5到10分钟；因此，在存在大量闪电附着点(扫掠行程)的情况下，与每个痕迹处的那些检查相关的时间可能要求飞机在地面上停留很长时间，从而危及航空公司/航空运输的日常运营。因此，在闪电袭击之后检查飞机是耗时的并且只能由合格的操作员完成。

发明内容

本发明的目的是一种基于优化的可容许的视觉损伤阈值在闪电袭击冲击后检查飞机损伤的方法和设备。

被闪电击中后，CFRP外壳包含一系列视觉痕迹。其中一些油漆已被去除，并可能造成结构损伤。

所述检查方法，即本发明的目的，是基于这两个参数的关联：

-视觉损伤(VD)，指的是闪电袭击造成CFRP外壳油漆刮掉的面积。

-由闪电袭击引起的结构损伤(SD)，指的是对复合元件的结构层的损伤，其中层压板(laminate)被有效地损伤。

在这两个参数的全部范围内对视觉损伤与结构损伤进行了深入研究，以便根据预测结果的置信度验证飞机放行政策。