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太赫兹航天飞机无损检测系统

发布时间:2019-10-08 09:54:46浏览次数:143

由于太赫兹波有较强的穿透率,并且其光子能量低,只有几个毫电子伏特,穿透时不易发生电离,因而可用于安全的无损检测。尤其是对一些塑料泡沫等绝缘材料内部的缺陷和裂纹等进行无损检测和成像,在战略导弹及航天、航天结构材料的检测和评估方面具有重要的应用价值。如对航天飞机染料舱的隔热材料进行有效的无损探伤,已被美国宇航局选择为发射中缺陷检测的技术之一。

近年来,美国国防部高级研究计划局对天盒子波的潜在军用价值非常感兴趣,例如空间目标监视和导弹防御。其主要项目包括;试剂的空气动力学响应特性、太赫兹辐射的现象及特性研究以及亚毫米波长雷达在导弹防御中的应用等。

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美国宇航局从航天飞机到新的战神平台,太赫兹广泛应用于热屏蔽材料,超高压燃油箱等外部涂层检测。T-Ray4000用来检测航天飞机隔热瓷材料,随着航天飞机的服役年限增加,隔热陶瓷的腐蚀会给航天飞机带来隔热材料脱落的风险。F-35联合战机外面的特殊涂层,给测试带来了特殊的挑战。而太赫兹脉冲可以用来测试涂层的厚度,当涂层烘干的时,太赫兹波可以轻易测试出涂层的厚度。由于机身不同部分都要进行涂层检测,不可能将各个部分分开测试。手持的收发探头可以很方便的测试整个机身的涂层数据。可以用太赫兹系统来做飞机外部涂层的检测和维修,当涂层需要移除时,太赫兹测试可以通过测试涂层剩余厚度来控制镭射烧蚀的功率和移除深度。太赫兹系统大大提高了F-35战机的制造和维修效率。

2003哥伦比亚号航天飞机灾难后,NASA就开始用Picometrix公司QA1000系列检测航天飞机油箱外部的喷涂隔热材料。无论是QA1000系列还是之后的T-Ray 4000都被证实为太赫兹对泡沫/油箱的缺陷探测的有效方法。

通过检测人造卫星上多层陶瓷材料,NASA就可以确定那块陶瓷材料应该更换,哪块陶瓷还能正常工作。NASA也正在专注于用太赫兹系统来分辨用在适应火箭的超高压气箱的品质状况。这些气箱被芳纶纤维包裹,表层破裂会给飞行器带来损失。太赫兹成像可用来探测高压气箱外部是否有损坏纤维。

太赫兹具有不同于其他波段独特的特性,近年来日益受到科学界的广泛重视。具体范围设计军事卫星通信、近距离地面和机载通信,近距离目标分析,空间探测。目标探测和导弹防御等,可以预见在不久的将来,太赫兹技术将给军事和航天领域带来深远影响。


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