[发明专利]监测复合结构上的热事件和冲击事件的可移除色差观察组件、系统和方法

说明书

技术领域

本公开整体涉及用于监测和评估复合结构的系统和方法，并且更具体地， 涉及用于监测和评估复合结构(诸如飞行器复合结构)的表面上的热事件和 机械冲击事件的系统和方法。

背景技术

由于其高强度重量比、耐腐蚀性和其他有利特性，复合结构可以用于各 种各样的应用，包括飞行器、航天器、旋翼航空器、水运工具、汽车和其他 交通工具和结构的制造。具体地，在飞行器构造中，可以使用复合结构来形 成飞行器的尾翼节段、机翼、机身和其他组成零件。

在复合结构或零件(诸如复合材料飞行器结构或零件)的制造期间，重 要的是理解和控制复合结构或零件的整个区域上的热曲线和均匀的温度分 布，以及识别经历热问题或机械冲击问题的任何区域。可以使用诸如隔热衬 垫的热保护系统(TPS)来隔离可能暴露于高温和高热(例如，大于250°F (华氏度))的推进系统结构或诸如引擎整流罩或覆盖件的内壁的零件。当高 温穿透TPS时，TPS可能无法适当地工作或按设计运行，并且可能导致使用 问题。

为了监测复合结构或零件或TPS，存在已知的系统和方法，其使用安装 在复合结构或零件上的各个位置处的多个热电偶，以在飞行测试、地面测试 和/或使用中的监测期间测量各个位置处的温度。然而，利用这种已知的系统 和方法，热电偶仅可以测量特定点位置处的温度，并且可能不在其他位置处 测量超出范围的温度信息。覆盖范围取决于使用多少热电偶，使用热电偶提 供全覆盖温度监测和热映射可能很难或不切实际。例如，在大型或复杂结构 或零件上定位多个热电偶可能导致增加的安装时间和人力。此外，移除热电 偶可能在所得的制造结构或零件上产生标记断开，诸如树脂囊、树脂“凸起”、 皱纹或几何问题。

此外，用于监测复合结构(诸如已知的热测量涂层)的其他已知的系统 和方法可能不具有所需的热监测的范围或精度，可能不容易应用或移除，并 且可能不容易以足够的量制造用于测试程序的有效使用。此外，这种已知的 热测量涂层可能不能够连续且均匀地施加，以完全接触到复合结构的表面上， 并且可能不可移除或不可容易地移除以用于其响应的分析和处理。

因此，本领域需要一种用于监测复合结构表面上的热事件和冲击事件的 改进的组件、系统和方法，其提供优于已知系统和方法的优点。

发明内容

本公开的示例实施方式提供了一种用于监测复合结构表面上的热事件和 冲击事件的改进的组件、系统和方法。如在下面的详细描述中所讨论的，改 进的组件、方法和系统的实施例可以提供优于用于监测复合结构表面上的热 事件和冲击事件的现有系统和方法的显著优点。

此外，本公开的示例实施方式提供了一种改进的组件、系统和方法，用 于在飞行测试、地面测试、使用中的监测或其他测试和监测期间监测复合结 构或零件的表面上的热事件和冲击事件。如在下面的详细描述中所讨论的， 改进的组件、方法和系统的实施例可以提供优于用于监测与复合结构或零件 相关的热事件和冲击事件的现有系统和方法的显著优点。

在一个实施例中，提供了一种用于监测复合结构的表面上的热事件和冲 击事件的可移除色差观察(witness)组件。可移除色差观察组件包括在重复 的布置中单独耦接到聚合物膜层的一个或多个部分的多个色差观察几何配 置。

每个色差观察几何配置包括结合到粘合剂材料中的相同类型的多个色差 探针。多个色差观察几何配置中的至少两个具有不同类型的色差探针，其针 对复合结构的表面上的热事件和冲击事件中的一种具有不同的感测能力。

聚合物膜层和多个色差观察几何配置以可移除色差观察附饰物 (applique)的形式形成可移除色差观察组件，可移除色差观察附饰物被配置 为可移除地直接且连续地施加到复合结构的表面，并且被配置为监测复合结 构的表面上的热事件和冲击事件。

在另一个实施例中，提供了一种监测复合结构的表面上的热事件和冲击 事件的可移除色差观察系统。可移除色差观察系统包括复合结构，其具有针 对热事件和冲击事件中的一种待测试和监测的表面。