Letovou způsobilost letadla zajistíme jeho pravidelnou kvalitní údržbou a kontrolou. Při kontrolních postupech má čím dál tím větší prostor defektoskopická kontrola neboli nedestruktivní testování, tzv. NDT (Non Destructive Testing), které zahrnuje soubor metod, jimiž jsme schopni odhalit vady v kontrolovaných zónách - materiálu letadla bez jeho porušení. Cílem kontrol je prokázat, že zkoušený díl nemá nepřípustné vady. Pokud takou vadu objevíme, potom díl není možné dále použít. Mezi nejčastější defektoskopické metody využívané v leteckém opravárenství patří:

 

- kontrola vířivými proudy, zkratka ET,

- ultrazvuková kontrola, zkratka UT,

- magnetická kontrola, zkratka MT, 

- penetrační kontrola, zkratka PT,

- radiografická kontrola, zkratka RT,

- termografická kontrola, zkratka IT nebo IRT,

- vizuální kontrola, zkratka VT.

Kontrola vířivými proudy

Tato kontrola je označovaná v anglickém jazyce Eddy Current Testing, proto zkratka ET a je stěžejní metodou defektoskopické kontroly v údržbě letadel. Zkoušený materiál součásti musí být vodivý, nejčastěji jde o slitiny hliníku. Metoda odhalí vady povrchové, těsně pod povrchem a to i v několika vrstvách plechů na sobě. Vířivé proudy prochází přes vzduchovou mezeru, což je jejich velká výhoda. Tato metoda se také využívá při kontrole otvorů rotačními sondami, zde musí být odvrtány nýty nebo demontovány šrouby. Též se využívá pro měření vodivosti materiálu po tepelném zpracování. Na obr. 1 je ukázka přístroje Nortec 600, který je charakteristický pro provádění ET kontroly - pro kontrolu otvorů. Na dalších obrázcích jsou příklady kontrol prováděné touto metodou, na obr. 2 je ukázka kontroly otvoru kování na špatně přístupném místě a používá se zde flexibilní rotační sonda, viz šipka. Na obr. 3 vidíme lopatky dmychadla leteckého motoru, jejichž náběžné hrany jsou často kontrolovány, protože může dojít k nasání cizího předmětu ze vzletové dráhy při startu letadla nebo v nižší letové hladině hrozí střet s ptákem.

 

        

Kontrola ultrazvukem

Další velmi využívanou defektoskopickou kontrolou v leteckém opravárenství je ultrazvuková metoda, zkratka UT. Tuto metodu využíváme jak pro kontrolu kovových, tak i nekovových materiálů a to hlavně kompozitů, které jsou při konstrukci dnešních letadel využívány v hojné míře. Také se často měří tloušťka plexiskla - okénka pilotní kabiny nebo kabiny cestujících. Tato metoda jednoduše řečeno využívá zvukové energie - zvukové vlny nad prahem slyšitelnosti procházející materiálem a umožňují odhalit různé typy vad, pohybujeme se při našem zkoušení v pásmu frekvencí 0,5 až 20 MHz. Využíváme zde dvě základní metody: průchodovou a odrazovou. Podle toho jsou konstrukčně i přizpůsobeny ultrazvukové sondy. Pro přechod ultrazvukového svazku z jednoho prostředí (mezi sondou) do druhého (zkoušený materiál) je zapotřebí vazební prostředek. Nevýhodou oproti vířivým proudům je ta, že ultrazvuk nepřekoná vzduchovou mezeru mezi dvěma materiály. Nejvíce se kontrolují nepřístupná místa konstrukce a to bez demontáže. Jako příklad uvádím primární části konstrukce v místech šroubových spojení křídla, centroplánu a to často v palivových nádržích, sváry, pylony motorů a také samotné motory - disky NK a VK kompresoru, oblast kořene lopatek a další. Nejčastější typy vad, které se hledají, jsou trhliny a koroze. UT metodu využíváme i pro měření zbytkové tloušťky po začištění kovového i nekovového materiálu - plexiskla.

Jak již jsem se zmínil na začátku UT metody, kontrolujeme i kompozitní materiály, konstrukčně rozděleno na monolitickou konstrukci (vícevrstvá, materiál hlavně uhlík) a konstrukce typu sendvič, horní a dolní potah (materiál většinou uhlík) vyplněný uvnitř nomexovou voštinou. U monolitu hledáme hlavně vady typu rozlepení mezi vrstvami - delaminace a u sendvičové konstrukce vady typu odlepení horního nebo dolního potahu, poškození voštiny a také vodu ve voštině. Objektem zájmu kontroly kompozitů na letadle jsou ocasní plochy - směrové a výškové kormidlo, potah křídla, vztlakové klapky, radarový kryt a jiné. Na obr. 4 vidíme konvenční ultrazvukový přístroj Epoch 650, který bez problému pokryje všechny ultrazvukové práce při UT revizích letadel. Na dalším obrázku č. 5 vidíme přístroj výrobce Olympus, OmniScan MX vybavený UZ Phased Array modulem, který používáme např. pro kontrolu koroze (měření úbytku materiálu) na křídle v místě hlavního nosníku na letadlech Airbus Family 320. Ke snímání povrchu se používá odvalovací váleček, ve kterém je umístěna speciální - imerzní sonda a lze naskenovat a uložit do přístroje desítky metrů kontrolované oblasti křídla a vyhodnocení provést až v laboratoři.

Vizuální kontrola

Tato kontrola má zkratku VT (Visual Testing) a je jedna z nejstarších a nejvíce využívaných defektoskopických metod. Rozdělujeme ji na přímou a nepřímou. U přímé není přerušena optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovaným předmětem. Ke kontrole potřebujeme dobré osvětlení a dále se používají lupy a zrcátka. U nepřímé vizuální kontroly je optická dráha mezi okem pozorovatele a kontrolovaným předmětem přerušenu. Nepřímá vizuální kontrola neboli RVI (Remote Visual Inspection), využívá pro prohlížení nejčastěji ohebné fibroskopy a videoskopy. Jde o techniku, která umožňuje inspekci oblastí, kde je obtížný přímý vizuální přístup a to za pomoci speciálních sond malých průměrů, které vkládáme do přístupových otvorů a osvětlujeme za pomoci optických vláken. Pro kontrolu se velmi často využívá špičková technika firmy Olympus a to videoskop IPLEX RT (obr. 6), který pro snímání obrazu využívá CCD čip umístěný na konci sondy videoskopu. Ten přenáší velmi kvalitní obraz na LCD monitor, jež kontrolor vyhodnotí a může pořídit buď záznam jako statický obrázek ve formátu JPEG nebo video ve formátu MPEG-4.

 

 

 

Výše popsaných přístrojů využíváme velmi často pro kontrolu leteckých motorů a to v oblastech kompresoru, spalovací komory a turbiny. Možná si budete pamatovat na erupci islandské sopky Eyjafjallajökulli v března roku 2010, která omezila leteckou dopravu v Evropě. Tehdy letecké společnosti zaznamenaly velké ekonomické ztráty, které byly vyčísleny až na dvě mld. eur. Každá erupce sopky je doprovázena krom výtoku lávy i chrlením popele, který v podobě sopečného mraku vystoupá do troposféry, někdy i do stratosféry a větrem je přepravován na velmi velké vzdálenosti. Sopečný mrak je tvořen prachovými částicemi mezi jinými křemičitany různé velikosti. Ty nejmenší dosahují rozměrů 1 až 15 μm, částice jsou velmi ostré a chemicky agresivní. Při průletu letadla takovým sopečným mrakem může dojít k narušení trupu letadla a oken abrazivními účinky částic, porouchání ventilace, elektronických systémů letadla a hlavně mohou částice popela způsobit poruchy vedoucí až k vysazení pohonných jednotek. Je mnoho známých případů, kdy si posádky letadel prožily tuto složitou situaci. Letadlo letící vysokou rychlostí nasaje sopečný prach, který projde kompresorem až do spalovací komory. U moderních leteckých motorů je běžně dosahováno při normálním provozním režimu teploty 1100 °C i více. Popel obsahující částice křemičitanů nasáté do motoru se začíná natavovat při teplotách 600 až 800 °C a vytvoří taveninu, která se usazuje ve spalovací komoře - obalí lopatky turbiny, motor ztratí otáčky a tah, nedostatkem kyslíku a tudíž přebytkem paliva začnou z  motoru šlehat plameny, klesá teplota hoření ve spalovací komoře, tavenina tuhne a dochází k selhání motoru. Na obr. 7 je vidět usazená natavená hmota na částech motoru.

 

 

Proto při poslední velké erupci islandské sopky Eyjafjallajökull se věnovala velká pozornost kontrole

 motorů letadel. Výrobci motorů jako GE, Pratt & Whitney, SNECMA a další vydali nařízení na jejich mimořádné kontroly. Byla předepsána defektoskopická vizuální nepřímá kontrola, kde bylo využito výše popsané techniky.

Závěr

Závěrem článku bych chtěl poznamenat mé potěšení z toho, že jsem dostal prostor a mohl Vám dámy a pánové přiblížit trochu populárnější formou obor defektoskopie a blíže popsat některé metody, které se využívají při kontrolách letecké techniky v opravárenství. Možná, že se i někteří z vás občas setkají s tímto oborem a někteří využijí tyto poznatky i v praxi.

Ing. František Mojžíš, Czech Airlines Technics, foto archiv autora