Контроль скрытых объектов

Детали и элементы конструкций, не доступные прямому наблюдению, — осматривают с применением телескопиче­ских приборов — эндоскопов, в которых лучи света изменяют направление относительно первоначального.

Рис. 2.6. Оптическая система простого эндоскопа? 3 — зеркало; Об — объектив: Ок — окуляр

Оптическая система простого;эндоскопа состоит из телескопи­ческой системы и плоского зеркала, или призмы, размещаемых пе­ред объективом и отклоняющих лучи — (рис. 2.6). Наклоняя зер­кало (призму), можно изменять угол отклонения лучей. При этом, если положение зеркала изменяется на угол а, лучи света отклоняются на угол 2а.

Зеркало может быть размещено в средней части прибора, между объективом и окуляром или в других местах оптической системы. Эндоскопы с таким размещением зеркал—коленчатые— применяют в тех случаях, когда каналы для ввода прибора внутрь осматриваемой закрытой конструкции искривлены.

Плоские зеркала и призмы не изменяют увеличения телескопи­ческой системы. Поэтому общее увеличение эндоскопа опреде­ляется увеличением телескопической системы (см. § 2.3). В сов­ременных оптических приборах для изменения направления хода лучей в основном применяют призмы.

По сравнению с обычными телескопическими системами опти­ческая система эндоскопов должна удовлетворять двум дополни­тельным требованиям, усложняющим их конструкцию. В этих приборах ход лучей имеет вид ломаных линий. Тем не менее при­боры должны давать прямое, неперевернутое изображение. Это достигается применением оборачивающих систем, тип и количе­ство которых устанавливают в зависимости от числа отражений лучей в эндоскопе.

Второе требование заключается в том, что эндоскоп должен иметь большое поле зрения, хотя его оптическая система заклю­чена в узкую трубу. Это требование можно удовлетворить, если заставить свет проходить вдоль трубы через ряд линз. С увеличе­нием числа линз и уменьшением расстояния между ними поле зрения эндоскопа увеличивается.

По форме корпуса и степени его жесткости эндоскопы разде­ляют на следующие типы:

— жесткие прямые;

— жесткие коленчатые с постоянным углом колена;

— жесткие коленчатые с изменяемым углом колена;

— гибкие.

Жесткие прямые эндоскопы могут быть без призм или иметь одну призму, установленную перед объективом. Призма может быть неповоротной или качающейся. Положение качаю­щейся призмы изменяют с помощью дистанционной системы уп­равления через рычаги или кольца, закрепленные около окуляра, либо вручную фиксируют в требуемом положении заблаговре­менно, до ОБ контроля изделия. Вместо качающейся призмы мо­гут быть использованы насадки с разными призмами и различ­ными углами отклонения лучей.

Жесткие коленчатые эндоскопы с постоянным и с изменяемым углом колена имеют как минимум две призмы: перед объективом {неповоротная или качающаяся) и в средней части оптической системы. Эндоскопы с постоянным углом колена, как правило, имеют разборную конструкцию и собираются непосред­ственно перед применением. В коленчатых эндоскопах с заменяе­мыми призмами предусматривают использование однотипных вставок с призмами, которые отклоняют лучи на 40, 45, 60, 80, 90, 105° и т. д. В коленчатых эндоскопах с наклоняющимися приз­мами применяют механизмы, которые обеспечивают синхронный поворот призм при изменении угла между сочлененными частями эндоскопа.

В эндоскопах с вращающимися призмами в каждом подвиж­ном колене применяют пару призм, например прямоугольных (рис. 2.7). Призма I жестко установлена в первой секции эндо­скопа, призма II — во второй секции. При вращении призмы II вокруг оси ООі направление луча Б, выходящего из этой системы, изменяется.

Гибкие эндоскопы содержат жгуты оптических воло­кон— световодов диаметром обычно менее 0,3 мм (до 10—15мкм), имеющих световедущую жилу из прозрачного материала и обо­лочку из материала с меньшим показателем преломления (рис. 2.8). Лучи света, падающие на один торец такого волокна, благодаря полному внутреннему отражению на поверхности раз­дела жилы и оболочки распространяются вдоль волокна до про-

тивоположного торца. Для уменьшения потерь света на отраже­ние, а также для повышения контраста изображения волокна не­которых типов покрывают металлической оболочкой из свинца, алюминия или индия. В жгутах, предназначенных для передачи света к осматриваемым объектам, оптические волокна располо­жены беспорядочно. В жгуте для передачи изображения волокна

расположены регулярно и идентично на обоих торцах. Каждое волокно несет один элемент изображения. На выходном торце изображение, переданное жгутом, получается мозаичным. Свето- пропускание жгута не изменяется при его изгибе, если радиус кривизны больше 20—30 диаметров волокна. Изгиб жгута не на­рушает передаваемого по нему изображения.

Жгуты оптических волокон применяют в качестве вставок для передачи изображения через шарнирные сочленения жестких при­боров, а также в качестве насадок для изменения направления хода лучей перед объективами эндоскопов.

Основными элементами гибких эндоскопов являются регуляр­ные и осветительные жгуты оптических волокон (рис. 2.9). На концах регулярного жгута гибкого эндоскопа устанавливаются о-бъектив и окуляр. С помощью рукоятки, расположенной около окуляра, объективная часть эндоскопа может изгибаться в одной плоскости на угол ±120°. Прибор заключен в защитную оболочку из полихлорвинила или из металлорукава. Эти приборы позво­ляют осматривать детали в труднодоступных местах конструкций ЛА и двигателей через прямые или искривленные каналы (рис. 2.10).

В качестве источника света применяется осветитель, выполнен­ный в виде отдельного блока, от которого свет в зону осмотра подается по осветительному жгуту. По сравнению с осветителями, расположенными около объектива эндоскопа, такая конструкция

позволяет существенно повысить освещенность деталей путем ис­пользования более мощных ламп и концентрации света в узкий пучок, направленный в зону осмотра. Кроме того, при располо­жении ламп в отдельном блоке снижается пожароопасность эндо­скопа.

1 Рис, 2.9. Схема гибкого эндоскопа: 1 — окуляр; 2 — источник света; 3 и 4 — жгуты волокон регуляр­ной и нерегулярной укладки; 5 — головка объектива; 6 — объект контроля

Осветители гибких эндоскопов вместе с осветительным жгу­том волокон могут применяться для освещения труднодоступных мест ЛА при их осмотре невооруженным глазом с применением луп, зеркал и других оптичеоких приборов (рис. 2.11).

Угол между осью эндоскопа и осью телесного угла поля зре­ния называют углом направления наблюдения (об­зора) (рис. 2.12). В зависимости от этого угла эндоскопы могут быть прямого, бокового, переднего и заднего (обратного) наблю­дения, а также переменного угла наблюдения и кругового об­зора. У эндоскопа прямого наблюдения направление осмотра сов­падает с направлением луча зрения глаза. Угол направления на­блюдения такого эндоскопа принято считать равным 180°. Угол направления наблюдения эндоскопа бокового обзора равен 90°. У эндоскопа переднего обзора этот угол находится в пределах от 90 до 180°, а у эндоскопа заднего обзора — в пределах от 0 до 90°. У эндоскопов с переменным углом обзора угол направле­ния может плавно или ступенчато изменяться в определенных пре­делах при неизменном положении оптической оси рабочей части эндоскопа. Приборы кругового обзора позволяют производить ос­мотр участков полостей или деталей, расположенных вокруг про­дольной оси эндоскопа в пределах 360°, при неизменном положе­нии эндоскопа и его объективной части.

К прямым жестким приборам относятся цистоскопы, бронхо­скопы, техноэндоскопы, перископические дефектоскопы. Оптиче­ская трубка цистоскопа представляет собой тонкую металли­ческую оболочку диаметром 2,6—6 мм, длиной 200—260 мм, внутри которой размещена оптическая система. С одного конца

о

трубки установлен окуляр, с другого — объектив и призма. Уве­личение оптической системы цистоскопов 1,1—1,8. Направление наблюдения в основном боковое. Трубка цистоскопа модели 548

имеет механизм для уп­равления положением призмы и изменения на­правления осмотра.

Оптическая труб-
ка бронхоскопа мо-
дели 451 имеет сечение

Рис. 2.13. Осмотр головки пор­шня двигателя прямым жест­ким эндоскопом:

/ — гильза цилиндра; 2 — клапан; 3 —рычаг клапана: 4 — эндоскоп;

5 — отверстие для свечи; 6 — пор-
шень (стрелкой покатано направ-
ление осмотра)

4,5 X 5,5 мм, длину 495 мм. Она обеспечивает осмотр объектов при увеличении 2,4 (на расстоянии от объектива 10 мм) с переменным углом наблюдения от 45 до 115°.

Т ех н о э н д о с ко п модели 767 представляет собой оптиче­скую трубку длиной 512 мм с диаметром рабочей части 5 мм. Прибор позволяет производить осмотр закрытых деталей и кон­струкций при увеличении 2,3 (на расстоянии от объектива до осматриваемой поверхности 18 мм).

Указанные приборы используют для осмотра лопаток ротора турбины и компрессора; стенок и крышек цилиндров, клапанов, головок поршня, седел клапанов поршневых двигателей (рис. 2.13); баллонов гидравлической и газовой систем; внутренних поверхно­стей втулок воздушных винтов, деталей механизмов установки шага воздушных винтов; внутренних полостей гидравлических

цилиндров; резьбовых отверстий; коллекторов, пружин, щеток электроагрегатов; секций крыла и т. д.

К жестким коленчатым эндоскопам относится перископи­ческий дефектоскоп ПДК-60 (рис. 2.14). В нем имеются два колена, изменяющие ход лучей на 90 или 75°. Объективная часть прибора имеет переменную длину. В его средней части уста-

Рис. 2.14. Перископический дефектоскоп ПДК-60

новлена подвижная оборачивающая система, перемещением кото­рой обеспечивают наводку на резкость. Увеличение прибора в пределах 0,5—2,5, поле зрения 45—110 мм. Прибор ПДК-60 ис­пользуют для осмотра камер сгорания авиадвигателей без их сня­тия с самолета. Осмотр проводят через отверстия в камере, кото­рые открывают при снятии пусковых форсунок. Прибор позволяет обнаруживать трещины, прогары и разрушения. Дефектоскоп ПДК-60 используют также для осмотра кронштейнов подвески руля высоты, кронштейнов стабилизаторов, фитингов, стенок и поясов лонжеронов, диафрагм, болтов, внутренней стороны об­шивки и других элементов конструкции ЛА.