张建新，王一宁，郭强

（中国飞行试验研究院，陕西 西安 710089）

随着航空航天等科学技术的不断发展，隐身技术在新一代飞行器中的应用日益广泛。隐身涂层作为一种操作简单、成本低廉、适应性强的隐身模式已经在航空航天、军事装备等方面得到了广泛应用。显而易见，隐身材料的发展不仅标志着一个国家科学领域的进步，而且关系到国防力量的巩固，现阶段存在巨大的生存和发展空间。

科学、专用的维护技术，将极大提高隐身涂层维修的质量和效率。无损检测技术是一门新兴的综合性应用科学，可以在不破坏隐身涂层的前提下就可以对其进行百分之百的检测等优点，借以评价隐身涂层的完好性、可靠性及力学、物理性能等，成为外场实施隐身涂层维护保障的重要监测手段，以弥补现阶段基于目视检查隐身涂层缺陷的不足。

根据涂层检测通用要求，以及低可探测改装平台的特点，确定以下几种检测方向，以判断隐身涂层状态，如表1所示。

表1 检测手段选取要考量的因素

常规无损检测方法及针对隐身涂层实用性分析如下。

1 磁粉检测

由铁磁性材料制造的被检件被磁化后，当被检件存在缺陷时，由于缺陷内部介质相比被检件基体材料，其磁导率、磁阻方面存在差异，因此，磁感应线通过缺陷时往往发生弯曲，逸出零件表面形成可检测的漏磁场。此时，将磁粉或磁悬液施加到被检件表面，在缺陷处的磁粉就会被漏磁场磁化，形成N极、S极，并沿着漏磁场的磁感应线方向排列堆积起来，吸附在缺陷处形成磁痕，从而显示出缺陷的位置、形状和大小等特征。

磁粉检测只适用于检测铁磁性材料表面及近表面缺陷，不适用于非铁磁性材料。隐身涂层为非铁磁性材料，无法直接使用磁粉检测。

2 涡流检测

涡流检测的原理是涡流效应。当载有交变电流的检测线圈靠近被检件时，由于线圈磁场的作用，被检件会感生出涡流。涡流特性受到被试件导电性能的影响，又使检测线圈的阻抗发生变化。因此，通过测定检测线圈阻抗的变化，就可以判断被检件有无缺陷，这就是利用涡流方法检测金属或合金材质的基本原理。

隐身涂层是喷涂在铝合金基体上的电损耗型吸波材料，对感应产生的涡流有较大程度的吸收作用，同时飞机蒙皮表面形状复杂，曲率大。在实际使用中检查效率低，易误判，也难以判断缺陷的形状与大小。

3 超声检测

用探头向被检件发射超声波，超声波在被试件内部传播时遇到不同界面有不同的回波，从而检测到被检件内部缺陷，根据回波信号的特征判断被试件缺陷特征。

超声检测适用于隐身涂层的检测。目前的应用要结合目视检查中对怀疑部位的重点检查和确认。超声检测在隐身涂层外场维护应用时有以下问题需要解决：

飞机蒙皮表面形状复杂、曲率大，需要进一步研究超声检测在形状复杂区域的特点。

寻找一种合适的耦合剂，隐身涂层表面的疏水特性导致水作为耦合剂无法完成飞机蒙皮多方向检测的需求。

4 红外检测

是利用红外辐射特性的分析技术和方法应用于被检件的无损检测的一个综合性工程应用。通过对被检件红外辐射特性的确定和分析，是确定和判断其热状态的良好途径。

红外检测与其他常规检测技术相比，有如下优点：操作安全；灵敏度高；检测效率高。同时，在外场应用中存在问题：由于外场环境复杂，外界辐射的变化会影响红外检测的灵敏度；同时红外检测设备体积大，不便于外场开展。目前，红外检测应用于对隐身涂层样板的检测。未来随着红外检测技术的发展，对低可探测改装平台的整机红外检测将是发展的必然趋势。

5 微波检测

微波检测技术的工作频率与隐身涂层的工作频率相重合，大部分微波信号和携带的信息会被涂层吸收。为了提高分辨率需要加大微波的强度，可能会造成辐射伤人的危险。对此方法需要做深入的适应性研究，目前不适用于本隐身涂层应用。

6 声发射技术

通过对声发射信号的处理和分析来评价缺陷的发生和发展规律，并确定缺陷位置被检件受外力或内力作用产生变形或断裂，以弹性波形式释放出应变能的现象称为声发射。利用声发射技术可以对缺陷进行判断和预报，并对材料和构件进行评价。

声发射的实质是物体受到外力或内力作用时，由于内部结构的不均匀及各种缺陷的存在造成应力集中，从而使局部应力分布不稳定。当这种不稳定应力分布状态所积蓄的应变能达到一定程度时，就会发生应力的重新分布，再达到新的稳定状态。在这一过程中往往伴随有范性流变、微观龟裂、位错发生与堆积，以及裂纹的产生与发展，这实际上就是应变能的释放过程。这种被释放的应变能，一部分是以应力波的形式发射出去，由于最先注意到应力波发射现象的是人耳听觉领域内的声波，所以就称它为声发射。

声发射检测发展而来的敲击法在低可探测改装平台外场检测中得到了实战应用，检测结果良好。

7 针对隐身涂层采用的无损检测方法

敲击探测器通过配置电子控制敲击锤、敲击力传感器、数据处理模块以及数字显示和存储系统（如图1），可以实现量化检测信号以及缺陷报警、图示、分析和存储功能。它有效解决了传统人工敲击法受环境噪音、长时间听力和手工操作的生理疲劳和误判，进而提高了检测效率，避免人工漏检，定量检测结果。通过它的分析和存储功能实现检测的信息化、自动化和标准化，为使用单位的管理和标准建立提供依据。

图1 敲击探测设备

敲击探测器检测法具有体积小巧紧凑、重量轻、操作简单；可定量显示缺陷大小；可对检测数据进行存储和传输；可在任何噪声环境中使用等优点。

8 结语

与普通军机或民航飞机相比，隐身飞机吸波涂层的维护技术有其特殊性，同时，隐身飞机在国内是一个刚刚起步的全新机种，如何最低限度影响飞机隐身能力的前提下实现隐身飞机的日常维护，在国内都是一个全新的领域。

无损检测技术是应用物理、电子与材料学等各门学科相互渗透和结合的产物。随着无损检测技术日益广泛的综合应用，为紧跟国内外隐身材料技术发展，进一步科学检测涂层，本文对比声学、光学、射线等新的无损检测技术的几种应用，综合考虑选择超声检查法和敲击法作为隐身涂层外场维护检测方法。