超聲波檢測技術(shù)助力低空經(jīng)濟(jì)
低空飛行器，包括無人機(jī)、電動垂直起降（eVTOL）飛行器等，近年來在技術(shù)、政策和市場的推動下迅速發(fā)展。根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2022年全球無人機(jī)市場規(guī)模已達(dá)到約300億美元，預(yù)計(jì)到2025年將超過500億美元，年均增長率保持在20%以上。與此同時，eVTOL飛行器市場也在快速崛起，摩根士丹利預(yù)測，到2040年，全球城市空中交通（UAM）市場規(guī)?？赡苓_(dá)到1.5萬億美元。
然而，隨著低空飛行器的廣泛應(yīng)用，其安全性和可靠性問題也日益凸顯。根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的統(tǒng)計(jì)，2021年無人機(jī)相關(guān)事故報告超過1,000起，其中大部分與結(jié)構(gòu)故障或材料缺陷有關(guān)。因此，高效、精準(zhǔn)的無損檢測技術(shù)成為低空飛行器制造和維護(hù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。超聲波檢測作為一種成熟的無損檢測技術(shù)，應(yīng)用于低空飛行器上中下游的全生命周期。
上游：原材料與零部件制造
在上游環(huán)節(jié)，超聲波檢測主要用于原材料和零部件的質(zhì)量檢測，確保其符合設(shè)計(jì)要求，為后續(xù)制造和運(yùn)營提供可靠的基礎(chǔ)。
復(fù)合材料檢測
低空飛行器的機(jī)身、機(jī)翼、螺旋槳等部件通常采用碳纖維復(fù)合材料，這些材料在制造過程中可能出現(xiàn)分層、氣孔、裂紋等缺陷。通過超聲波掃描，可以檢測復(fù)合材料內(nèi)部的缺陷，確保其力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)完整性。根據(jù)波音公司的研究，復(fù)合材料的缺陷檢出率可達(dá)95%以上，顯著提高了材料利用率。
金屬零部件檢測
鋁合金、鈦合金等金屬材料配套供應(yīng)商，如發(fā)動機(jī)部件和起落架等關(guān)鍵部位，通過超聲波探傷技術(shù)檢測金屬材料內(nèi)部的缺陷，如裂紋、氣孔等。
電池材料檢測
電動低空飛行器的電池系統(tǒng)是其核心部件，電池極片、電解液分布等需要高精度檢測。通過超聲波檢測，可以評估電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的焊接質(zhì)量、材料均勻性及電池箱體膠結(jié)情況，提高電池的安全性和性能。
中游：整機(jī)設(shè)計(jì)與制造
在中游環(huán)節(jié)，超聲波檢測主要用于整機(jī)的質(zhì)量控制和性能驗(yàn)證，確保飛行器的安全性和可靠性。
結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測
在整機(jī)裝配過程中，需要對機(jī)身、機(jī)翼、螺旋槳等關(guān)鍵部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。通過超聲波掃描，可以檢測裝配過程中可能出現(xiàn)的缺陷，例如連接處的裂紋或松動。
動力系統(tǒng)檢測
低空飛行器的電機(jī)、螺旋槳等動力系統(tǒng)需要高精度檢測，以確保其性能和可靠性。利用超聲波檢測技術(shù)，可以評估電機(jī)轉(zhuǎn)子的焊接質(zhì)量和螺旋槳的內(nèi)部缺陷。
實(shí)時檢測與反饋
使用自動超聲波檢測系統(tǒng)實(shí)時檢測與反饋機(jī)制能夠及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的問題，可回溯生產(chǎn)過程幫助生產(chǎn)者及時改進(jìn)工藝。
下游：運(yùn)營與維護(hù)
疲勞損傷檢測
低空飛行器在長期使用中，其結(jié)構(gòu)部件可能因疲勞而產(chǎn)生微裂紋。通過定期超聲波檢測，可以早期發(fā)現(xiàn)疲勞損傷，避免結(jié)構(gòu)失效。
故障診斷與修復(fù)
在飛行器出現(xiàn)故障時，需要快速定位問題并進(jìn)行修復(fù)。利用超聲波檢測技術(shù)，可以快速診斷故障原因，也為事故后調(diào)查提供技術(shù)支持。
針對低空飛行器的特性以及檢測要求，能滿足檢測的設(shè)備大致可以分為兩大類。
第一
類為專為大型平板復(fù)合材料設(shè)計(jì)的滾輪設(shè)備，覆蓋原材料階段、制造階段以及在役階段的大型復(fù)合材料平板，例如碳纖維、玻纖材料，飛行器的蒙皮、機(jī)翼等部位的檢測。高效覆蓋大面積區(qū)域，檢測效率高。
第二
類為相對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件，如螺旋槳、電機(jī)外殼、連接件等?？梢杂贸Ｒ?guī)超聲波設(shè)備做A/B掃描檢測，也可以做局部小面積C掃描。
