科创中国

目前针对航空发动机叶片的在役检测使用最多的是孔探检测，但是孔探检测受操作者能力、空间视线角度、缺陷大小，特别是表面有积碳、漆层、涂层干扰的情况下，检测可靠性大大降低。针对航空发动机低压压气机叶片的在役检测，通常采用的方法有目视、孔探、着色或荧光检查、超声检测和常规涡流检测，但是这些检查都有局限性。目前涡扇发动机是航空发动机广泛应用的类型，典型的涡扇发动机结构如图1所示。

由于压气机的结构是由多级转子和静子叶片组合而成，所以目视检查仅能看到最外部的一部分叶片，大多数叶片无法观察，而孔探一般是通过预留的孔探孔对转子叶片进行检查，检查的缺陷为宏观缺陷，对微小缺陷很难发现，且对静子叶片无法检查。对于航空发动机压气机叶片的在役检测有局限性，这使发动机在使用过程中是存在一定风险，且这种风险无法提前预知。为了提高发动机使用安全性，对压气机叶片关键部位实现全覆盖的检测是很具有现实意义的。 

本项目提出了一种基于涡流阵列（Eddy Current Arrays）技术的涡流检测方法，能够对发动机压气机的各级叶片进、排气边缘关键部位进行缺陷原位检测，解决渗透检测和常规涡流检测在受限空间无法操作的问题。

涡流阵列（ECA）技术是将多个涡流检测线圈进行特殊设计封装，并借助计算机对线圈激励次序快速控制和处理，可以一次性对大面积区域进行检测，同时由于特殊的信号采集和分析技术的应用，能获得很高的可靠性和稳定性，能有效避免传统涡流检测受人为操作因素的干扰。但无论常规的涡流检测还是涡流阵列检测，通常情况下在探伤的过程中需要探头与工件表面之间有一个相对运动，这就使得在检测过程中需要较大的空间和可达性，然而发动机压气机的结构恰恰导致了它无法提供一个利于操作的空间。用于叶片进、排气边缘常规涡流检测探头如图2所示。

为了解决这个矛盾，本项目提出了两个设想。第一，由于涡流阵列是通过计算机控制线圈的激励次序，那么可以通过设置多个线圈沿叶片进排气边缘进行分布，然后通过计算机控制设定特定的激发次序模拟线圈与工件表面的相对运动（如图3所示），

这样就可以省去设置移动机构的空间，从而为在受限空间实现检测提供了可能

性。第二，使用柔性封装材料将线圈封装制成柔性探头，在探头外部加装弹性夹持装置（如图4所示），

通过特定的手持工具将探头送达远距离叶片，克服现在部分叶片无法抵达的问题。

本项目提出了一种基于涡流阵列（Eddy Current Arrays）技术的涡流检测方法，通过设计特殊的柔性涡流阵列探头，并通过计算机控制涡流阵列探头中线圈的激励路径代替传统的线圈与被检表面做相对运动的方式，实现对航空发动机压气机的各级叶片进、排气边缘关键部位微小缺陷的原位检测，解决渗透检测和常规涡流检测在受限空间无法操作的问题。

 本项目根据市场分析、发动机结构分析、涡流检测原理和ECA原理分析，经过项目团队认真研讨，认为目前市场需求是迫切的，但尚未有与之相适应的产品，本项目一旦成功可以填补行业空白。

本项目的核心竞争力在于，我公司作为一个航空发动机制造企业，拥有丰富的发动机研发、制造和检测经验，可以提供一个很好的试验平台，项目团队成员也是发动机研发、制造和检测方面的专家，同时能与最终客户起到长期稳定的桥梁作用，能够将设备厂家、应用场景、最终客户串联起来。

核心团队成员五名：

项目负责人张集，高级工程师，毕业于南昌航空大学，从事无损检测工作已近15年，具有丰富的无损检测经验，长期致力于航空发动机的相关无损检测技术和系统管理工作。现任中国航发航空科技股份有限公司检验中主任助理，持有渗透检测(PT)、涡流检测(ET)III证书，获得发明专利一项，参与工信部重大专项课题一项。 

成员李恬，研究员级高级工程师，机械工程博士，毕业于北京航空航天大学，四川省千人计划专家，中国航空发动机集团人才成长奖获得者，西南石油大学兼职教授，长期从事航空先进制造技术研发。 

成员吴国炜，高级工程师，毕业于北京航空航天大学，现任装试分厂厂长，中国航空发动机集团人才成长奖获得者。

成员董雪梅，现任检验中心副主任/党总支书记，一直从事工艺技术和党务管理工作。主持叶片加工及检测技术1项，荣获中国航空学会科学技术奖三等奖。 

成员黄志新，高级工程师，一直从事无损检测专业相关的技术、系统管理与审核等相关工作，并先后取得了中航工业、GEPS、NAS410射线3级、NAS410超声3级、中航工业涡流2级、中航工业数字射线(CR/DR)3级资格证。

本项目的涡流检测方法在以下方面产生了效益：

1. 成果推动科学技术进步：该项目提出的基于涡流阵列技术的检测方法，突破了传统涡流检测方法在受限空间操作的难题。通过设计柔性涡流阵列探头和采用计算机控制的激励路径，实现了对航空发动机压气机叶片微小缺陷的原位检测。该方法不仅提高了检测的准确性和效率，还推动了涡流检测技术在航空领域的应用与发展。

2. 保护自然资源生态环境：航空发动机在运行过程中存在叶片磨损、裂纹等缺陷，若未及时发现和修复，可能导致发动机故障和环境污染。通过本项目提出的涡流检测方法，可以实现对关键部位微小缺陷的原位检测，有助于及早发现并修复叶片缺陷，提高发动机的安全性和可靠性，减少对自然资源的损害。

3. 保障国家和社会安全：航空发动机的正常运行对于国家和社会的安全至关重要。本项目提出的涡流检测方法可以及时发现压气机叶片的微小缺陷，防止由于缺陷导致的发动机故障和事故。这对于保障国家的航空安全和人民的生命财产安全具有重要意义。

4. 改善人民物质文化、生活及健康水平：航空器的安全运行直接关系到人们的出行和生活质量。通过提供更可靠的涡流检测方法，本项目有助于提高航空发动机的寿命和可靠性，确保航空器的正常运行。这将为人民带来更安全、便捷的出行方式，提升人们的物质生活水平和生活质量。

综上所述，本项目的涡流检测方法在推动科学技术进步、保护自然资源生态环境、保障国家和社会安全以及改善人民物质文化、生活及健康水平等方面具有重要的效益和意义。

本项目理论上具备较高的可操作性，需要厂家开发专用的涡流阵列检测设备及探头，由我公司提供试验所需的产品，通过大量试验最终验证方案的可执行性以及所能实现的效果，然后由我方团队组织鉴定获得相关客户的认可，最终与合作厂家共同推向市场。