Политехники для армии

В экспозиции Томской области ТПУ презентовал контрольно-измерительный комплекс на базе датчика дифференциального давления ДМ5017. Промышленным партнером комплекса выступил ОАО «Манотомь».

Кроме этого, политехники продемонстрировали «умный» силовой тренажер с системой переменной нагрузки, бронезащитную, оптически прозрачную люминесцентную керамику и еще одну совместную с индустриальными партнерами разработку — установку с двумя действующими электроприводами ЭП-ЭТ. Этот проект реализуется совместно с АО «Томский электротехнический завод».

В коллективной экспозиции Минобрнауки РФ Томский политех познакомил участников форума с самоходным тепловым дефектоскопом. Это разработка, аналогов которой нет в России.

В Центре промышленной томографии ИШНКБ ТПУ ведутся исследования в области теплового неразрушающего контроля. Этот метод позволяет выявлять внутренние дефекты материалов путем анализа температуры их поверхности. Ранее в ТПУ был создан ряд тепловых дефектоскопов для обнаружения скрытых дефектов в композиционных материалах.Сегодня композиционные материалы широко используются в аэрокосмической технике благодаря их высокой прочности при относительно низкой массе, что позволяет создавать, например, такие конструкции крыла, изготовление которых из алюминия было бы неэффективным. Однако при всех преимуществах композитов, им присущи специфические дефекты, например ударные повреждения и расслоения, которые в приповерхностном слое материала не выявляются традиционным ультразвуковым методом контроля. Тепловой метод контроля хорошо для этого подходит.

Поэтому актуальной является разработка устройств для обнаружения дефектов на различных стадиях производства и эксплуатации изделий из композиционных материалов.

«Подобных разработок в России еще нет. Нашим коллективом подана заявка на патент. Из зарубежных аналогов пока опубликовано всего несколько примеров использования самоходных систем теплового контроля. Однако в их основе?— принцип зонированного контроля: платформа с аппаратурой контроля передвигается по поверхности объекта исследований, постоянно делая остановки для проведения испытаний отдельных зон. Такой подход эффективен для применения традиционных алгоритмов обработки данных, однако на практике обладает рядом недостатков. Мы же пошли по другому пути, уже опробованному в наших предыдущих разработках, и проводим контроль методом непрерывного сканирования. Наш дефектоскоп может двигаться по исследуемой зоне без остановок, что обеспечивает высокую производительность и качество испытаний», — говорит один из разработчиков, исполняющий обязанности руководителя Центра промышленной томографии Арсений Чулков.

Устройство, разработанное политехниками, предназначено для выявления скрытых дефектов в плоских авиационных панелях большой площади, выполненных из композиционных материалов, в частности углепластика. В основе работы прибора — принцип непрерывного линейного сканирования при перемещении дефектоскопа по заданной траектории.

«Суть подхода заключается в том, что на двигающейся платформе непрерывно работают нагреватель мощностью 2 кВт и тепловизионная камера, которая регистрирует температуру поверхности изделия. Полученные данные обрабатываются с помощью предложенного нами алгоритма на базе нейронных сетей. В результате контроля мы получаем карту дефектов исследуемого объекта.

Сейчас дефектоскоп управляется оператором дистанционно с помощью смартфона, но мы планируем оснастить его системой контроля передвижением по заданным координатам. Высокая мощность нагревателя пока не позволяет нам избавиться от проводов. Сам нагреватель оборудован специальной системой охлаждения, чтобы он мог работать несколько часов непрерывно. В устройстве предусмотрен выбор режимов нагрева и скорости движения в зависимости от материала объекта контроля и его толщины», — поясняет исследователь.