无损评估（NDE）是波音公司在100年内一直发展和发展的关键技术领域。未来将继续依靠创新对我们的飞机进行无损检测。这是波音NDE开发的简要概述。
非破坏性评估已经平行并且有时可以实现许多其他技术。有时这个核心能力被称为NDI（无损检测）或NDT（无损检测），取决于其特定应用或使用行业。
NDE通常可以定义为对结构的评估，而不会损害或影响其目的。该定义将NDE设置为分量或全尺寸结构的破坏性或机械测试，这允许确定特性或缺陷，但是使得零件在之后不可用。用于航空航天的NDE涵盖两个独特但相关的应用领域：生产期间的NDE和在使用期间的NDE。
Robert McMaster在1959年美国无损检测协会手册中表达了NDE（和NDI或NDT）的具体目标：
· 确保产品的可靠性
· 预防事故并挽救生命
· 为用户赚取利润
· 确保客户满意度
· 帮助更好的产品设计 - 重量和成本节约
· 控制制造过程
· 保持统一的质量水平
· 提供即将发生的维护问题的预警
· 新产品和商机
确保产品的可靠性，防止事故发生和挽救生命是NDE的重要而明显的目标。“为用户赚取利润”的目标往往被低估，但对于像波音这样的制造商有效使用NDE是必不可少的。随着近几十年来航空航天制造平台的竞争日趋激烈，作为成本和流量时间缩减器的NDE开发已变得越来越重要。
NDE早期出现在航空航天领域的历史非常吸引人。
在制造过程中对第一架商用波音飞机结构进行了视觉检查，以验证在制造过程中适当的木框架组装，织物附着和粘合剂应用。除了可能使用照明辅助设备或放大镜以改善缺陷可检测性之外，没有使用人眼之外的设备。
直到20世纪30年代早期，早期的飞机早已使用了视觉检查，当时引进了第一架全金属飞机波音247型。20世纪20年代引入了金属工业放射线检测工艺和第一种磁感应/磁粉检测方法。这些应用在有限的基础上用于检查247型部件，以及1936年出现的更多批量生产的道格拉斯DC-3。
第二次世界大战发生了第一次涡流仪器，以及第一次超声波测试方法。随着波音在20世纪50年代中期进入喷气机时代，这些成为航空航天NDE的关键。随着20世纪60年代的太空计划的出现，麦克唐纳开发了第一台Sondicator，以支持检查双子星飞船上的热屏蔽键，这可能是该车最关键的元素。早期的Sondicator开发了更先进的低频键合测试方法，目前仍然用于检测粘合键。
目视检查仍然是主要的NDE方法，但目视检查不再能够解决缺陷和损害检测需求，特别是在使用中。由飞机飞行的周期性应力引起的金属疲劳会产生小的裂缝，必须在发展到结构性失效之前确定它们。
这些疲劳裂纹和由过度负荷或腐蚀产生的裂纹可以使用被称为染料渗透剂的NDE方法来识别，该方法依赖于染料渗入表面裂缝。用大多数钢制成的结构部件可以用磁粉检查进行检查。这两种方法本质上都增强了视觉检查。视觉检查需要人力估算，需要高度的技巧解释和判断。随着对检查需求的增加，必须开发新的仪器化方法，以减少判断的发现。
几起重大的空难事件驱使对更好的NDE的需求。20世纪60年代末和70年代初的F-111碰撞导致引入了故障安全/损坏容错设计理念。在损伤容忍时代设计的第一架飞机是波音（McDonnell Douglas）F-15。波音与发动机方面的普惠公司一起，率先解决了用于支持制造的所有NDE工艺的检测可靠性问题。
波音还首先使用结构分析和NDE可靠性评估来确定在役检查间隔。1988年阿罗哈航空公司的机身剥皮导致了“老化的飞机”监测方法。这种爆炸性减压事件是由广泛的疲劳损伤引起的。事故以及1989年联合航空公司DC-10事故（发动机事故）和1990年代初与KC-135相关的腐蚀失效导致FAA与国防部和NASA合作解决老化问题。这导致了包括NDE在内的老化飞机研究的大量资金。
随着复杂性和设计重要性的增加，复合材料作为飞机结构的一个百分比也在增加。复合材料的超声波检测得益于多年来电子，自动化和计算能力的改进，因此UT数据的二维和三维成像和分析现在已经司空见惯。
波音一直是开发自动化超声波扫描系统的世界领先者，用于复合结构的生产和在役检测。波音自动超声波扫描系统（AUSS）的两个例子选项如图5a和5b所示。
迄今为止，已有超过70个AUSS龙门系统（如图5a所示）用于整个航空航天工业，并已售出超过130个移动系统（图5b）以支持制造，维护和研发。总的来说，波音公司在自动化系统方面取得的进步产生了超过1亿美元的设备销售额和数十亿美元的成本节约，通过缩短检验时间和提高质量。
波音公司主动开发了各种NDE自动化工具，可扩展或补充重要的AUSS产品线，特别是用于在役检查，并通过消除要求在检查中的飞机上或其附近提供更高的人员安全。最近的两项创新是用于飞机外部结构检测的ROVER（遥控真空驱动机器人）和用于旋翼机旋翼飞机NDE的波音“叶片履带式”。
有关ROVER和Blade Crawler的更多信息将在完整的期刊论文中进行介绍。
其他波音公司开发的NDE技术创新正在改变行业评估航空航天结构的方式。波音公司开发的X射线反向散射系统就是一个例子，它通过扫描X射线束形束并收集散射回来的X射线来创建结构内部的图像。
X射线背散射最初由Boeing在20世纪70年代作为NDE方法提出，但随后由于传统技术的成本和速度限制而被搁置。由于20世纪90年代的恐怖主义和边界安全问题，安全行业迅速发展了技术，以降低成本和规模并提高其能力，因此，开发NDE工具更具吸引力。
X射线背散射不需要访问结构的两侧以进行检查，这对于大型和在役结构的NDE是有利的。它也选择性地从材料中分散出来并进行区分。该方法对粘合剂，湿气侵入，密度变化，空隙和异物残渣特别敏感。最近证明它能够表征复合材料热损伤并检测复合材料中的皱纹。需要更多的研究来量化这些新功能。
值得注意的是，由波音团队开发和成熟的NDE技术已经发现了有价值的应用，能够在检查过程中表征缺陷。最初开发用于表征表面形状或表面缺陷的成像技术和方法学，如摄影测量和轮廓术，目前正用于逆向工程应用，以支持在修改和升级过程中遗留飞机的3D建模。
过去与NDE有关的无线电频率研究现在已经形成，用于创建用于跟踪我们工厂产品和库存的RFID技术。
那么，当我们展望未来时，我们期望在波音公司看到的关键NDE发展领域是什么？
未来的NDE将包括自动数据分析，通过减少耗时的基于人体的数据分析来提高吞吐量。成本更低的底座和模块化NDE机器人将取代目前成本更高，占地面积更大的固定式扫描系统。
自动抓取NDE平台的工厂流程将针对速度和成本进行优化。NDE传感器将看到重大的技术创新。无水隔离NDE传感器（如激光超声波阵列）可以更快速地检查复杂的形状和边缘，而无需触摸零件或处理水收集和再循环问题。较薄的层压制品，如787桶的表皮，很快就可以用快速，大面积的NDE方法进行检测，如红外热成像（IRT），UT仅用于表征缺陷。
现在才充分认识到使用NDE和其他测量数据作为过程控制工具的价值。目标是将检验（如UT，IRT，CT等）移回制造链，使其对制造过程变得透明。这种方法将通过趋势分析推动质量改进，并减少工艺变化。制造过程中的过程传感器反馈将扩展到更新的制造方法，如增材制造。
最终，这种方法将NDE和测量数据结合为一个“数字线程”，以支持飞机整个生命周期内的经济高效的实施和维护。在设计过程中更好的NDE规划降低了新制造能力的不确定性，并使设计团队有信心优化设计，并且不会增加昂贵的过度设计来解决不确定性问题。在开发过程中更好的NDE有助于优化生产流程，从而减少永久性NDE的需求。
对于在役NDE，可能实施的一些新功能可降低NDE成本，包括基于纳米技术的自感应结构/表面，机器人手术NDE和完全网络化的远程专家（远程操作）NDE，可延长专家几乎在世界任何地方。包括计算机断层扫描，X射线背向散射和中子射线照相术在内的射线照相方法的进展也是波音公司长期研究和开发计划的一部分，旨在在发生新的关键性，困难或时间敏感性挑战时提供最佳的NDE工具。
当然，未来是不可能完全预测的。许多因素将决定任何领域的技术发展方向。但是，我们可以指出，波音在过去的一个世纪里一直是NDE创新的领导者。
Gary Georgeson是波音公司无损评估的高级技术研究员，其专业知识支持商业，国防和高级研究项目。
EDDY CURRENT（EC）测试
基于电流的方法首先在制造和检查管道和管道的行业中开发。这是航空航天领域首次使用的NDE仪器化方法。用这种方法，由包含交流或脉冲电流的线圈产生变化的电磁场。该领域在金属中产生相应的电（涡流）电流，其路径被裂缝修改。相同的线圈或单独的接收线圈可感应涡流产生的场变化，从而允许使用电子电路和（首先）模拟（随后）数字显示来检测裂纹。
磁光成像（MOI）
在二十世纪八十年代开发的，用于在机身搭接接头和其他结构中实现基于2D EC成像的紧固件周围裂缝的成像。线性EC阵列最近已经开发出来，可以沿着搭接接头进行扫掠，以便在使用中检查紧固件周围的裂纹。
电影X射线
第一种用于航空航天结构的射线照相NDE方法可以找到裂缝，空洞和异物。它在用于飞行控制表面的金属蜂窝中的水分检测方面也非常有效，例如襟翼和修剪标签。20世纪90年代，波音公司参与了先进射线检测工艺的开发和实施，包括DR和CT。
数字射线照相（DR）
近几十年来，数字X线摄影和其他数字形式的X射线已经取代了许多航空航天应用中的X射线，这也是由于X射线探测器面板的发展和进步。电影数字化转型是由数字数据集的优势以及消除电影，加工化学品和处置的成本降低和环境效益驱动的。
X射线计算机断层摄影（CT）
标准是在20世纪90年代初至20世纪90年代中期为航空航天部件制定的，因此今天仍然参考了相关报告。CT提供材料密度，空隙，孔隙率和几何形状的二维和三维成像，对较小的零件具有非常高的分辨率。今天，CT是支持使用增材制造工艺制造的金属部件的鉴定和认证的关键技术。
超声波测试（UT）
另一种重要的航天结构NDE方法。UT使用在结构表面产生的高频应力波来询问反射或衰减信号的缺陷结构。UT可以从一个部件的一侧进行，使用一个传感器来发送和接收超声波信号，或者采用透射传输模式，通过传感传感器监测由缺陷引起的传输损耗。UT的优点是能够看到比EC更深的缺陷，并且能够在非导电介质中工作。
PHASED ARRAY ULTRASOUND（PAUT）
最初是在医学领域为研究人体而开发的。利用这项技术，可以以各种时间相位或同时选项激活一组线性传感器，与传统的单传感器检测相比，可显着提高超声波的速度和性能。波音研究人员利用超声波PAUT技术开发并实施了许多末端执行器创新。
