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ブレード検査法は、ヘリコプターのローターブレードなどのブレードの状態を監視して劣化や損傷がないか調べる方法です。航空業界では、一般的に疲労と関連している亀裂の検出に重点が置かれてきました。ヘリコプター用の自動ブレード状態監視技術が開発され、広く採用されています。この技術は、耐空性当局によってエンジン検査に日常的に義務付けられています。このような監視が重要になっているもう1つの商業分野は、発電、特に風力発電所です。
航空
多くの航空機の動力源として使用されるプロペラは、その健全性を確保するために定期的な検査が必要です。このような検査の間隔は通常、プロペラの製造元によって指定されます。[1]木材、金属、複合材料のいずれで作られているかに関係なく、通常は目視検査で故障、標準以下の状態、または損傷の証拠を観察するのに十分です。ただし、一部の複合材料では、外部から存在がわからない可能性のある表面下の問題を検出するために、超音波スキャンなどの追加の技術を実行する必要があります。[1]
同様に、ジェットエンジンのファンブレードもひび割れが生じやすいため、オペレーターによる定期的な検査が必要です。このような検査は通常、メンテナンス間隔中に実施され、通常は技術者が各ファンブレードに対して目視と超音波スキャンを組み合わせて亀裂を検出します。[2] 2018年10月、連邦航空局（FAA）と欧州航空安全機関（EASA）の両方が、多くの旅客機で使用されているCFMインターナショナルCFM56-7Bターボファンエンジンのブレードのより頻繁な検査を指定した更新された耐空性指令を発行しました。[3]
回転翼機のメインローターブレードが飛行中に故障すると、人命を脅かす重大な事故につながる可能性が高い。そのため、メーカーは疲労亀裂によるブレードの故障を防ぐ検出技術を開発してきた。一般的な方法は、窒素ガスでローターブレードの桁の内部空洞を加圧することである。亀裂が形成されると圧力が失われ、ローターブレードの根元に内蔵されたセンサーがこの圧力変化を検出する。[4]このセンサーからの読み取り値は、コックピットディスプレイを介してパイロットに表示される。このシステムは、壊滅的な故障が発生する前にローターブレードの亀裂をオペレーターに警告し、そのような結果になる前に交換用ブレードを設置できるようにすることを目的としています。アメリカのヘリコプター専門企業であるシコルスキーは、 S-61シリーズ、[4] S-65シリーズ、およびその他のモデルを含むいくつかの回転翼機にこの技術を採用しています。場合によっては、ローターブレードの欠陥を事前に検出することで修理が可能になり、ブレードを引き続き使用できます。[5]
発電
発電用風力タービンでは、ブレード検査法の使用が一般的になっています。ブレードの欠陥（製造に起因することが多い）を検出することで、システムの信頼性とブレードの寿命が向上し、より効率的な状態基準メンテナンスが可能になります。より広範囲の損傷レベルが発生する前に修理を行うことができるため、タービンのダウンタイムが最小限に抑えられます。[6] [7] 2010 年代後半までに、ブレード検査の初期の手法では、通常、初期段階で損傷を検出できないことが判明しました。[8]この時点で、非破壊検査(NDI) を実行するための最適な手法を改良するためのかなりの研究が行われていました。さらに、ブレード検査のための包括的なシステムの必要性は、ブレード 1 枚あたりのコストと、ダウンタイムによって発生する関連する収益損失に応じて増加すると考えられています。[6] [9]
風力タービンのブレードは、複合材料が組み込まれた複雑な構造です。[9]そのため、比較的厚いスパーキャップ構造と多孔質の接合部、さまざまなコア材料、多数の製造上の欠陥や稼働中の損傷の形態があり、検査の課題としては独特の課題があると報告されています。[6]ブレードの構造的老化の仕組みに対する理解が深まるにつれて、技術が向上してきました。このような技術の批判的評価は、感度、精度、再現性、速度、データ解釈の容易さ、展開の容易さを測定することを目的としてきました。サンディア国立研究所の研究者は、表面近くの損傷と深い表面下の損傷の両方に対して最適な検査感度と信頼性を得るには、複数の検査方法を徹底的に組み合わせる必要があると判断しました。[6]ブレードの検査技術は、超音波、マイクロ波、サーモグラフィー、シアログラフィー、光学などの分野を使用して実行されています。[6] [9] [10]これらの技術のいくつかは遠隔操作の無人航空機（UAV）を介して適用することができ、訓練を受けた登山者による従来の有人検査の必要性を減らすか、あるいはなくすことができます。[11] [12]
参考文献
- ^ ab 「プロペラの検査とメンテナンス」。flight-mechanic.com 。 2020年7月30日閲覧。
- ^ ライゼン、トム（2018年5月4日）。「技術者が弱くなったファンブレードを探す方法」aerospaceamerica.aiaa.org。
- ^ 「FAA、EASA、CFM56-7Bファンブレードの検査頻度向上を命令」flightsafety.org。2018年10月2日。
- ^ ab 「シコルスキー・ヘリコプターズ」、pp. 614–615。フライト・インターナショナル、1963年10月10日。
- ^ Napert, Greg (2000 年 5 月 1 日)。「複合ローターブレードの検査と修理」。aviationpros.com。
- ^ abcde Roach, Dennis; Neidigk, Stephen; Rice, Tom; Duvall, Randy; Paquette, Joshua A. (2015). 「集中型 WINDIE 実験を用いた風力タービンブレードの高度な検査方法の開発と評価」第33回風力エネルギーシンポジウム。doi :10.2514/6.2015-0998。ISBN 978-1-62410-344-5. OSTI 1242772。
- ^ 「風力タービンローターブレードの非破壊検査」forcetechnology.com . 2020年7月30日閲覧。
- ^ 「風力発電ブレード検査のための新技術」oedigital.com。2019年6月24日。 2019年6月24日閲覧。
- ^ abc チャディ、トマシュ (2016 年 5 月 5 日)。 「風車ブレードの検査技術」。プシェグランドエレクトロテクノロジーズニ。1 (5)：3～6。土井：10.15199/48.2016.05.01。
- ^ 「US7489811B2: タービンブレードの視覚検査方法および光学検査システム」 2004年。
- ^ DuBose, Ben (2020年4月5日). 「洋上風力タービンの新しいローターブレード検査方法」. materialsperformance.com.
- ^ 「ブレードサービス」windtex.co.uk . 2020年7月30日閲覧。
外部リンク
- 説明: bladena.com 経由のブレード検査
- シコルスキー ABC 飛行試験（flightglobal.com 経由）
- ブレード検査方法とは？ youtube.comより