BR112016017135B1 - Sistema para inspeção completa não invasiva de aeronave - Google Patents

Sistema para inspeção completa não invasiva de aeronave Download PDF

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Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA INSPEÇÃO COMPLETA NÃO INVASIVA DE AERONAVE. A presente invenção consiste de um método e de um sistema de varredura para inspeção não invasiva, através de radiografia de aeronaves inspecionadas a partir de pelo menos duas perspectivas diferentes. O sistema de varredura completo para inspeção não invasiva de aeronaves de acordo com a invenção é um conjunto de varredura portátil não invasivo, instalado em um chassis de veículo com uma superestrutura, no qual um perfil de paralelogramo deformável e uma lança mecânica são montados com uma fonte de radiação penetrante em uma extremidade. Um conjunto de linha de detecção é instalado no solo. Uma lança articulada é ajustada com um conjunto de detectores e posicionada oposta a uma fonte de radiação relocável. O sistema de varredura para inspeção não invasiva inclui um dispositivo portátil de reboque para rebocar a aeronave inspecionada em velocidade constante através dos quadros de varredura. Um centro de controle portátil é posicionado fora da área de exclusão a.

Description

Campo da Invenção
[0001] A presente invenção se refere a um sistema e método para inspeção rápida, completa e não invasiva de aeronaves utilizando radiação penetrante. A inspeção é alcançada sem intervenção humana direta sobre a aeronave inspecionada, eliminando assim atividades demoradas tais como controle físico real realizado por pessoal autorizado para detectar artigos de contrabando ou que representam ameaças a bordo ou anomalias na estrutura de mecanismos da aeronave.
[0002] Ao utilizar a presente invenção, são obtidas imagens radiográficas da aeronave inspecionada, imagens nas quais um operador pode avaliar a forma, quantia (quantidade) e natureza dos produtos e objetos presentes na aeronave inspecionada e defeitos estruturais da aeronave. O sistema gera imagens radiográficas da aeronave inspecionada a partir de duas perspectivas diferentes, uma substancialmente vertical e outra substancialmente horizontal, obtendo assim informações precisas sobre o posicionamento espacial dos objetos ou das áreas de interesse.
[0003] Em aplicações de aviação civil, as radiografias obtidas com o sistema que implementa a presente invenção podem ser obtidas a fim de descobrir artigos de contrabando, transporte ilegal de artigos proibidos ou não declarados (drogas, explosivos, armas, grandes quantidades de dinheiro em espécie, até mesmo pessoas escondidas, etc.) utilizando aeronaves como meio de transporte, especialmente nos casos em que o contrabando é colocado dentro de cavidades técnicas vazias da fuselagem ou das asas.
[0004] O sistema de acordo com a presente invenção é portátil, sendo facilmente reposicionado de uma área do aeroporto para a outra, o tempo exigido para transporte/montagem/desmontagem sendo uma questão de horas. As autoridades que utilizam o dito sistema podem criar o elemento surpresa no rastreio de segurança, reposicionando o sistema completo em áreas em que os portadores de transporte aéreo ilegal não suspeitariam. O efeito de dissuasão de um dito sistema é portanto significativamente superior, comparado com os sistemas de rastreamento fixos.
[0005] Em aplicações militares, o sistema provê informações sobre a integridade de aeronaves militares inspecionadas, necessárias para detectar quaisquer falhas, balas ou projéteis que penetram o corpo da aeronave, ou danos estruturais após missões de combate. As aeronaves militares são inspecionadas ao retornarem de missões de combate. Uma aeronave militar mesmo se for atingida e danificada durante o voo por um projétil de guerra ou por estilhaço de uma explosão de projétil, pode às vezes funcionar se os danos não forem severos o suficiente para afetar os componentes vitais para um voo seguro. Nesta situação, a fim de manter a capacidade e a eficiência de combate, é necessário que o pessoal de terra identifique de maneira correta, completa e rápida os danos sofridos. De acordo com a presente invenção, o sistema de inspeção provê informações sobre a estrutura e os componentes vitais da aeronave, portanto, sobre quaisquer danos possíveis em poucos minutos, o que reduz de maneira significativa o tempo de diagnóstico; em circunstâncias normais, esse tempo sendo uma questão de dias, ou de semanas, dependendo da complexidade da aeronave, quando são usados métodos clássicos com base na desmontagem da aeronave danificada. É bastante conhecido que, em aplicações militares, a redução de tempo para a maioria das operações é imprescindível.
[0006] Atualmente, o mercado global oferece diversos sistemas e métodos de varredura para inspecionar aeronaves utilizando radiação penetrante. Alguns desses sistemas de controle não invasivos que somente inspecionam determinadas áreas de interesse, utilizando detectores de radiação e geradores de raios X localizados de maneira conveniente em um lado e do outro lado da área inspecionada.
[0007] O uso desses ditos sistemas para inspeção total da aeronave está limitada, por um lado, devido à dificuldade de posicionamento dos sistemas em determinadas áreas e, por outro lado, devido ao tempo muito longo exigido para reposicionar os componentes do sistema de varredura que pode levar várias horas mesmo para a inspeção parcial.
[0008] Outros sistemas conhecidos inspecionam as aeronaves na sua integridade para fins e aplicações de segurança, utilizando um gerador de radiação posicionado em uma lança ou quadro, acima da aeronave e um sistema de detector portátil posicionado no nível do solo obtendo uma imagem única da aeronave. Esses sistemas obtêm uma imagem radiográfica a partir de uma perspectiva substancialmente vertical, sendo os objetos analisados na imagem difíceis de localizar no espaço e não podem prover qualquer radiografia da área do trem de pouso.
[0009] Dito exemplo é o sistema descrito pela Patente 5014293/07.05.1991. Esse sistema consiste de um quadro de lança em forma de "C" que tem em um lado a área de detector e no lado oposto a fonte de radiação. O sistema é usado para gerar tomografia computadorizada de componentes de uma aeronave a fim de detectar danos em elementos imprescindíveis. A principal desvantagem desse sistema consiste da forma de lança e de seu tamanho, causando assim a incapacidade de inspecionar toda a aeronave, inspecionando somente algumas partes de uma maneira sequencial. Por exemplo, o sistema irá inspecionar inicialmente a cabine de uma aeronave, depois as asas uma de cada vez, e depois o resto da fuselagem, cada sequência sendo acompanhada por momentos de montagem/desmontagem.
[0010] Outra desvantagem do sistema é que a lança tem um formato e tamanho ideais para inspecionar uma aeronave de tamanho reduzido, sendo totalmente inadequada para aeronaves maiores.
[0011] Além disso, o tempo para posicionar/reposicionar o sistema de varredura para os diversos componentes é muito grande, limitando significativamente o estado de operacionalidade. O sistema é fixo, geralmente montado em hangares, e assim ele tem a desvantagem pela ausência de mobilidade.
[0012] Outro sistema de inspeção descrito pela patente 6466643/15.10.2002 propõe uma solução na qual a fonte de radiação é posicionada dentro da fuselagem e os detectores são posicionados no exterior da fuselagem depois movidos sincronamente a fim de alcançar a imagem radiográfica. O sistema e o método têm a desvantagem de inspecionar somente a fuselagem sem as asas. Ademais, a inspeção é invasiva, que exige acesso dentro da aeronave.
[0013] O sistema proposto na Patente Norte-Americana n° 8483356 B2 consiste do uso de uma lança ou um quadro portátil que sustenta o gerador de radiação e um detector portátil posicionado no nível do solo, estando esses alinhados e movendo sincronamente para inspecionar uma aeronave que tem uma posição fixa. As principais desvantagens dessa solução consistem do fato de que o sistema de varredura precisa ultrapassar alguns obstáculos tais como as rodas, não sendo essas inspecionadas, e também manter permanentemente uma perfeita sincronização entre os dois subsistemas portáteis. Ademais, o movimento dos detectores portáteis sob a estrutura da aeronave ultrapassando as rodas geram longos períodos de varredura e dificuldades na geração de uma imagem radiográfica unificada.
[0014] Out ro sistema de varredura não invasiva está descrito no Pedido de Patente n° A/2012/00443 (PCT/RO2012/000030), o sistema no entanto não fornece uma imagem radiografada completa a partir de duas perspectivas, porém somente uma única perspectiva sobre a aeronave inspecionada, que é insuficiente para discriminar com precisão os objetos que são proibidos ou não declarados a bordo e especialmente insuficientes para identificar danos ao sistema interno e à estrutura da aeronave gerada por projéteis de guerra.
[0015] A questão técnica resolvida pela presente invenção é a inspeção não invasiva e completa de aeronaves utilizando um sistema de inspeção, com alta capacidade, que gera pelo menos duas imagens radiográficas completas da aeronave a partir de diferentes perspectivas, enquanto a dita aeronave é rebocada por um dispositivo de reboque localizado na pista de decolagem, através de dois quadros de varredura. O presente pedido de patente também se refere a um método para inspeção não invasiva de aeronave que utiliza esse sistema.
[0016] A fim de esclarecer a apresentação do sistema e do método de acordo com a presente invenção, uma série de termos são usados:
[0017] - A fonte de radiação penetrante se refere a uma fonte de radiação ionizante que pode ser fontes naturais de material radioativo (tal como C060 ou Se75), geradores de raios X ou aceleradores lineares (LINAC) ou outras fontes de radiação penetrantes no meio sólido. Quando se utiliza uma fonte natural, a escolha de material radioativo deve ser feita dependendo da profundidade de penetração desejada e do tamanho da área de exclusão disponível no local onde a varredura ocorrerá.
[0018] - O quadro de varredura se refere ao conjunto que consiste de uma fonte de radiação penetrante e de uma matriz de detectores de radiação localizada em uma distância pré- definida, através da qual o objeto inspecionado trafega, nesse caso, uma aeronave.
[0019] - A matriz de detectores se refere a um conjunto de detectores de radiação penetrante alinhada em uma ou mais fileiras.
[0020] - O conjunto de módulo de detecção se refere a um conjunto de matrizes idênticas múltiplas de detectores alinhados um após o outro.
[0021] O sistema de inspeção não invasiva subentende a irradiação de duas ou mais matrizes de detectores, tipicamente um conjunto localizado na pista de decolagem de aeronave e o segundo conjunto em um suporte substancialmente vertical. Os sinais elétricos gerados pelos detectores são processados de maneira analógica/digital a fim de gerar uma imagem radiográfica, que irá aparecer no monitor de uma estação de trabalho. O processamento de informações geradas a partir de um grande número de detectores, geralmente alguns milhares, subentende blocos eletrônicos complexos e uma rede de cabos com um grande número de conexões paralelas entre a lança e os subsistemas que geram uma imagem radiográfica.
[0022] O sistema de inspeção completa e não invasiva das aeronaves de acordo com a presente invenção compreende uma unidade de varredura portátil, que pode ser um chassis de caminhão no qual é instalado uma superestrutura de metal, portando os componentes do sistema de inspeção, uma unidade de reboque de aeronave portátil, um sistema de computador para aquisição, processamento e exibição de dados providos pela matriz de detectores de radiação e para controle de processo de varredura, um primeiro quadro de varredura que é usado para obter uma imagem radiográfica da aeronave inspecionada por uma projeção substancialmente vertical, um segundo quadro de varredura usado para obter uma imagem radiográfica da aeronave inspecionada por uma projeção substancialmente horizontal, uma lança mecânica que consiste de um ou mais segmentos conectados à unidade de varredura portátil na qual é montada uma matriz de detectores de radiação, a qual durante a varredura está na posição estendida ao longo do quadro da unidade de varredura portátil na lateral da aeronave inspecionada bem como uma fonte de radiação recolocada posicionada na lateral da aeronave inspecionada, no lado oposto da lança mecânica de modo que o seu feixe de radiação esteja voltado para a lança mecânica e expondo a matriz de detector de radiação.
[0023] O quadro de varredura que gera uma projeção substancialmente vertical (vista superior) consiste de uma lança mecânica composta por um ou mais segmentos, que está conectado a uma extremidade até a unidade de varredura portátil, e que tem na outra extremidade uma fonte de radiação penetrante montada a qual no modo de varredura, está posicionada acima da aeronave inspecionada, portanto o feixe de radiação emitido pela fonte de radiação está direcionado voltado para o solo, em um plano substancialmente vertical e a partir de uma matriz de detectores instalada no solo, posicionada abaixo da aeronave inspecionada, de modo que os detectores estejam expostos a um feixe de fonte de radiação acima do qual a aeronave inspecionada esteja passando, rebocada pela unidade portátil.
[0024] O quadro de varredura que produz uma projeção substancialmente horizontal (vista lateral) consiste de outro braço mecânico de dobradiça, que consiste de um ou mais segmentos conectados à unidade de varredura portátil no qual está montada outra matriz de detectores de radiação e que no processo de varredura, tem uma posição substancialmente vertical, na laterial da aeronave inspecionada e uma fonte de radiação recolocável posicionada na lateral da aeronave inspecionada no lado oposto da lança mecânica de modo que o seu feixe de radiação esteja voltado para a lança mecânica e exponha a matriz de detector de radiação.
[0025] Ao acionar o sistema, o dispositivo de reboque está rebocando a aeronave inspecionada através dos dois quadros de varredura, o movimento é sincronizado com o início de fontes de radiação penetrantes e a aquisição de dados a partir de detectores de radiação a fim de obter pelo menos duas imagens radiográficas da aeronave a partir de diferentes perspectivas.
[0026] No modo de transporte do sistema, a lança mecânica e a lança articulada são dobradas a fim de garantir as dimensões gerais mínimas, permitindo a classificação do veículo em dimensões oficiais para transporte em vias públicas. No modo de varredura, a lança mecânica se estende formando um ângulo variável com o chassis da unidade de varredura portátil, na sua extensão, ângulo dependente do tamanho (altura e envergadura da asa) da aeronave a ser inspecionada, e a lança articulada é trazida em posição substancialmente vertical, orientada no sentido do lado traseiro do chassis, por um movimento de rotação contra um eixo de pelo menos 90 graus.
[0027] O movimento da lança mecânica e a lança articulada são executados automaticamente pelos cilindros hidráulicos, atuadores de servomecanismo ou eletromecânicos de acordo com os comandos recebidos a partir de um PLC através de válvulas hidráulicas ou de componentes de comando.
[0028] A unidade de varredura portátil (MSU) está equipada com um subsistema de monitoramento de posição de aeronave inspecionada a partir dos quadros de varredura, que contêm pelo menos um sensor de proximidade que detecta a presença da aeronave na proximidade do primeiro quadro de varredura, na direção do movimento da aeronave, que é usado para iniciar automaticamente a emissão de radiação no começo da varredura e parar a emissão de radiação ao final da varredura.
[0029] O sistema de varredura inclui um centro de controle remoto portátil (MRCC), que é posicionado fora da área de exclusão e seu propósito é gerenciar remotamente sem fio ou com fio todos os processos envolvidos na inspeção não invasiva através de um sistema de TI interconectado com um sistema de computador. Dentro do centro de controle remoto portátil, existe um subsistema de aquisição, processamento, armazenagem e exibição da imagem inspecionada. O sistema de varredura inclui também um subsistema de proteção de perímetro.
[0030] A unidade de varredura portátil, nesse caso um chassis de caminhão, está equipada com um chassis suplementar, no qual a lança que prende a primeira fonte de radiação é montada, em um sistema de suporte em forma de paralelograma deformável intermediário, ou um segmento intermediário rígido, que no modo de transporte é dobrado na plataforma da unidade portátil, enquanto no modo de varredura é estendido para cima na direção da posição vertical, de modo que a lança mecânica fixada possa ser elevada até uma altura adequada para fácil varredura da aeronave, a lança em que outra variável de implementação possa ter uma construção fixa, ou em uma variável de implementação alternativa possa ser composta por seções telescópicas, alongáveis no comprimento, dependendo do tamanho da aeronave inspecionada.
[0031] A linha de detecção (Conjunto de Detecção Modular) está localizada na superfície de rolamento da aeronave e é montada em um compartimento de metal feito a partir de uma liga com baixo peso, fácil de manusear, o conjunto todo pode ser facilmente manuseado pelo operador de uma unidade de varredura portátil.
[0032] A linha de detecção (Conjunto de Detecção Modular) de radiação penetrante posicionada no nível do solo, é feita de blocos sólidos, cada módulo sendo composto por uma matriz de detectores de radiação montada em um soquete técnico vedado, feito a partir de um meio compartimento superior, um meio compartimento inferior, entre os quais existe uma rede de suporte de pontos de contato entre os dois meio compartimentos.
[0033] Os subsistemas são combinados de maneira complementar, de modo que os pontos de suporte garantam a resistência mecânica exigida para permitir o reboque de uma aeronave pesada sobre os eles, enquando provê a passagem de radiação penetrante desprotegida através da parede do meio compartimento superior até a matriz de detectores de radiação.
[0034] Ao longo do chassis suplementar, a lança articulada é montada em uma junta rotatória ao redor de um eixo geométrico, lança esta que é equipada com pelo menos duas matrizes de detectores de radiação.
[0035] No modo de transporte, a lança mecânica e a lança articulada são dobradas ao longo do chassis, e o conjunto de detecção modular, a fonte relocável, de radiação penetrante bem como o dispositivo de reboque portátil são carregados sobre o chassis, mais exatamente na superestrutura, o sistema todo passando através da seguinte sequência para a conversão a partir do modo de transporte para o modo de varredura:
[0036] - A linha de detector (conjunto de detecção modular) é descarregada do chassis e é montada na pista de decolagem pelo operador ao longo do eixo geométrico longitudinal do chassis, de modo que a linha vertical baixada a partir da fonte de radiação penetrante posicionada na extremidade da lança mecânica possa cair até o centro da linha de detector (conjunto de detecção modular);
[0037] - O chassis é travado no solo através de suportes de 4 pontos atuados hidraulicamente; conexões de empenagem.
[0038] - A fonte de radiação penetrante portátil é descarregada a partir do chassis e posicionada em uma distância correspondente a partir da unidade de varredura portátil, de modo que através dela e a radiação de fonte portátil possa passar através da aeronave a ser inspecionada. - O dispositivo de reboque é descarregado a partir do chassis e posicionado pela entrada da área de exclusão, antes da linha do detector, a fim de ser fixado na aeronave inspecionada;
[0039] - A lança mecânica executa um movimento de elevação a partir da posição deitada ao longo do chassis na direção da posição para cima, formando um ângulo variável até o plano do chassis, ângulo determinado pelo tamanho da aeronave a ser inspecionada;
[0040] - Na versão de implementação com lança telescópica, a lança mecânica executa um movimento para estender para cima até uma extensão pré-definida, dependendo da envergadura da asa da aeronave, e a lança dobrável executa um movimento de rotação de pelo menos 90 graus, a partir de cabine do piloto até o lado de trás do chassis, finalmente para ser posicionada em um ângulo conveniente, de acordo com o tamanho e a envergadura da asa da aeronave a ser inspecionada;
[0041] O método de controle não invasivo, de acordo com a invenção, elimina as desvantagens dos sistemas anteriores no sentido de que a unidade de reboque portátil esteja acoplada a uma aeronave inspecionada que é trazida para a área de varredura, na posição adequada e seja rebocada através de dois quadros de varredura sincronizados com o início das duas fontes de radiação e sincronizada com a transmissão dos dados a partir das matrizes de detecção para o subsistema para aquisição, processamento e exibição de dados a partir dos detectores de radiação em que são adquiridos, armazenados e processados a fim de gerar e exibir imagens radiográficas.
[0042] A aeronave é rebocada através dos dois quadros de varredura com uma velocidade de varredura recomendada, dependendo do tipo da aeronave e da carga declarada, a velocidade sendo medida por um subsistema de medição de velocidade, localizado no dispositivo de reboque portátil. O subsistema de monitoramento de posição da aeronave inspecionada contém pelo menos um sensor de proximidade que detecta a presença de aeronave na proximidade do primeiro quadro de varredura na direção de tráfego da aeronave e determina o início das fontes de radiação.
[0043] O processo de varredura pára automaticamente nos seguintes casos: quando a aeronave passou totalmente através dos dois quadros de varredura, quando invasores violam a área de exclusão; ao desencadear um sensor, a sinalização de que a aeronave perdeu a sua trajetória pré-definida; ou quando a aeronave está perigosamente perto de qualquer um dos componentes do sistema de varredura, quando a velocidade da aeronave flutua perigosamente fora dos limites pré- definidos, ditos limites que o sistema não pode gerenciar. A parada de emergência do processo de varredura pode ser iniciada manualmente pelo operador a qualquer tempo durante o processo de varredura. Durante o processo de varredura, as imagens radiografadas são exibidas na tela do operador simultaneamente e sincronizada com o movimento da aeronave.
[0044] As vantagens da invenção:
[0045] - maior número de aeronaves inspecionadas em um curto período de tempo (até 20 por hora);
[0046] - inspeção completa da aeronave, incluindo a cabine de comando, o corpo da aeronave e o porão de bagagem, as asas e quaisquer objetos fixados na aeronave;
[0047] - alcançando uma imagem completa da aeronave inspecionada visualizando uma imagem radiográfica a partir de duas perspectivas diferentes, vista superior e vista lateral, gerada pelas duas fontes de radiação penetrante localizadas no tipo e no lado da aeronave inspecionada;
[0048] - evitar casos desfavoráveis de obter imagens radiográficas inconclusivas geradas por posições desfavoráveis dos elementos ainda para serem descobertos gerando simultaneamente duas vistas a partir de perspectivas diferentes, das quais somente uma pode ser inconclusiva;
[0049] - eliminar o risco de irradiação profissional de operadores e o risco de irradiação acidental de invasores potenciais na área de exclusão;
[0050] - usar pessoal de operação limitado a uma pessoa por turno;
[0051] - mobilidade, flexibilidade e maneabilidade do sistema;
[0052] - alto grau de automação;
[0053] - aumento de produtividade, aumento de números de aeronaves inspecionada por unidade de tempo, automatizando os processos e reduzindo os tempos ociosos devido aos processos de gerenciamento de ICT;
[0054] Ademais, um exemplo de implementação da invenção está apresentado em relação às figuras a partir de 1 até 4 que descrevem:
[0055] Figura 1: vista em perspectiva de sistema de inspeção não invasivo em um modo de varredura;
[0056] Figura 2: vista superior do sistema de inspeção não invasivo, de acordo com a invenção, posicionado dentro da área de exclusão;
[0057] Figura 3: vista lateral (aeronave) do sistema de inspeção não invasivo em modo de varredura;
[0058] Figura 4: vista em perspectiva de módulos de detecção.
[0059] Em uma variável de implementação, o sistema de inspeção completa e não invasiva de acordo com a invenção é um conjunto de varredura não invasivo portátil, instalado em um chassis de veículo 1, com baixo peso total, sobre ele existe um chassis suplementar, referido a partir desse ponto em diante como superestrutura 2, sobre o qual um perfil de paralelogramo deformável 3 é fixado, que montou uma lança mecânica 4, em uma junta dupla 5, que sustenta na extremidade a fonte de radiação penetrante 6. Ao longo da superestrutura 2, é instalada uma lança articulada 7, em uma junta 8, com um grau de liberdade, a lança ajustada com uma matriz de detectores 9. A lança mecânica 4 e a lança articulada 7 são feitas de aço e de ligas leves, e ambas se dobram a partir da cabine de comando 10 no sentido da aeronave a ser inspecionada.
[0060] A linha de detector (conjunto de detecção modular) 11, consiste de módulos idênticos que são montados um ao longo do outro, cada módulo é fabricado pela usinagem em blocos sólidos de material de metal, cada bloco que consiste de um meio compartimento superior 12 e um meio compartimento inferior 13 que se combinam complementarmente, conexão lacrada, provendo uma cavidade técnica climatizada, na qual uma matriz de detectores 14 é montada, provendo uma passagem desprotegida através da parede do meio compartimento superior no sentido da matriz de detectores, enquanto sustenta o peso de uma aeronave, rebocado sobre a linha de detector 11. Os meio compartimentos se combinam de maneira complementar, de modo que a rede de pontos de suporte garante a força mecânica necessária para descarregar as forças aplicadas pelas rodas da aeronave para o meio compartimento superior, através dos pontos de suporte, até o meio compartimento inferior e depois até o solo, ao passar de uma aeronave sobre a linha de detector (conjunto de detecção modular) através de rampas de subida e descida modulares, que são projetadas para gerar os planos inclinados entre a superfície da faixa e a superfície superior da linha de detectores.
[0061] A linha de detector (conjunto) 11, será descarregada a partir do chassis 1 por módulos, e montada sobre a faixa de rolamento dentro da área de exclusão a, o dispositivo de reboque 15 é também descarregado a partir do chassis 1 e pronto para ser fixado à unidade de tração da aeronave, a fim de rebocar a aeronave através dos quadros de varredura. A fonte de radiação penetrante relocalizável 16 é descarregada a partir do chassis e posicionada seguindo a linha de detector (conjunto de detecção modular) 11. Em uma variável de implementação, a fonte de radiação penetrante relocalizável 16 é ajustada em um suporte ajustável 17 que permite o ajuste da altura da fonte a partir do solo, para obter uma projeção geométrica conveniente na imagem verificada dependendo do tipo e do tamanho da aeronave a ser inspecionada.
[0062] Como a área de varredura de aeronaves deve ser provida com proteção radiológica ativa contra irradiação acidental de possíveis invasores, um subsistema de proteção de perímetro 18 foi provido, que resulta em uma área de exclusão retangular a.
[0063] Um subsistema de gerenciamento computadorizado 19, comanda e controla remotamente o subsistema todo: a direção e a velocidade do dispositivo de reboque, a posição na área de exclusão e os outros periféricos conectados ao sistema de acordo com a invenção, incluindo controles de extensão e de flexão das duas lanças e do subsistema de estolagem de quatro pontos, e se comunicando com todos os componentes por uma rede de computador local com fio ou sem fio.
[0064] Todos os componentes físicos do subsistema de gerenciamento computadorizado 19 e a estação de trabalho do operador são instalados em um centro de controle portátil 22 o qual, durante o transporte, é rebocado pelo chassis 1, e durante a varredura é posicionado fora da área de exclusão a. Em outra variável de implementação, o centro de controle portátil 22 pode ser alcançado em uma versão compacta, onde todos os componentes de hardware são instalados em uma caixa do tipo valise.
[0065] A unidade de varredura portátil, de acordo com a invenção, tem dois modos de apresentação, tais como: "modo de varredura" e "modo de transporte". A conversão de um modo para outro é feita através da operação de cilindros hidráulicos, atuadores, atuadores eletromecânicos que realizam uma reconfiguração da posição da lança mecânica 4 pela deformação do paralelogramo e/ou mudança do ângulo da lança mecânica para a horizontal e a lança 7, rotacionando a lança comparada com o eixo geométrico em que está montada.
[0066] No modo transporte, a lança mecânica 4 e a lança articulada 7 são dobradas ao longo do chassis 1 para garantir o ingresso de dimensões gerais do conjunto em limites oficiais para trafegar em vias públicas, e para garantir a distribuição adequada de carga sobre as rodas. Os componentes do sistema de varredura: a linha de detector (conjunto de detecção modular) 11, dispositivo de reboque portátil 15, e a fonte de radiação penetrante relocalizável 16 são carregados na plataforma do chassis 1 e presos fixando-os nas posições de transporte.
[0067] No modo de varredura, a linha de detector (conjunto de detecção modular) 11 é posicionada na pista de decolagem, a fonte de radiação penetrante relocalizável 16 é posicionada como continuação da linha de detector (conjunto de detecção modular) 11 e o dispositivo de reboque 15 é fixado na aeronave a ser inspecionada. A lança mecânica 4 realiza um movimento de ascensão do suporte com forma de paralelogramo deformável 3, e um ângulo inclinado a partir da cabine de comando do piloto 10 em altura, formando um ângulo variável a partir da horizontal, dependendo do tamanho da aeronave a ser inspecionada, depois pode executar um movimento de extensão, por encaixamento, até uma altura pré-definida; a lança articulada 7 equipada com a segunda matriz de detectores 9, executa um movimento de dobrar, uma rotação de pelo menos 90 graus a partir da cabine de comando do piloto 10 até a extremidade traseira do chassis 1, em modo de varredura.
[0068] Após os componentes do sistema serem instalados, eles podem prosseguir com o procedimento de varredura iniciando um comando através do comando de interface no centro de comando portátil, no momento em que o dispositivo de reboque portátil, que é fixado ao motopropulsor da aeronave começa a se mover através dos quadros de varredura, o primeiro quadro sendo definido pela linha de detector (conjunto de detecção modular) 11 posicionado na pista de decolagem e a fonte de radiação penetrante 6, transportado pela lança mecânica 4, na unidade de varredura portátil e o segundo quadro de varredura definido pela matriz de detectores 9, montada sobre uma lança articulada 7 e a fonte de radiação penetrante 16, posicionada como continuação da linha de detector 11. A unidade de varredura portátil está equipada com um subsistema de monitoramento de posição da aeronave inspecionada 20, compreendendo pelo menos um sensor de proximidade 21 que detecta a presença de aeronave na proximidade do quadro de varredura e é usado para iniciar automaticamente a emissão de radiação no começo do processo de varredura e para parar a emissão de radiação ao final da varredura da aeronave.
[0069] A varredura pode ser parada automaticamente quando a aeronave inspecionada houver passado totalmente através dos dois quadros de varredura, quando se aproximar de maneira perigosa de qualquer um dos componentes do sistema de varredura, se invasores entrarem na área a, quando disparar o sensor que envia um sinal quando o dispositivo de reboque portátil 15 não estiver seguindo a trajetória pré- configurada quando passa sobre a linha de detector (conjunto de detecção modular) 11, quando detecta uma variação de velocidade perigosa, durante essa fase, as imagens verificadas da aeronave estão sendo exibidas no monitor do operador, ao mesmo tempo sendo criadas e arquivadas em um arquivo exclusivo que contém a imagem verificada da aeronave e a gravação ao vivo de todo o processo de varredura, e ao final da fase de varredura, as fontes de radiação 6 e 16 param automaticamente, a proteção do perímetro da área de exclusão a é automaticamente desativada, o dispositivo de reboque portátil 15 se desacopla da unidade de tração da aeronave, e após isso, a aeronave pode deixar a área de exclusão e o ciclo de varredura pode recomeçar.
[0070] O dispositivo de reboque portátil 15 pode ser feito em diversas modalidades na presente invenção, tanto por uma unidade de trator acionada por um operador humano sentado em uma cabine protegida contra radiação por chumbo ou por outras paredes de materiais de blindagem, ou remotamente por rádio frequência ou com fio.
[0071] O centro de controle portátil 22 está posicionado fora da área de exclusão a, área delimitada pelo subsistema de proteção de perímetro 18.
[0072] O chassis 1 tem um chassis de aço adicional chamado como uma superestrutura 2, sobre o qual são montados todos os componentes da unidade de varredura portátil tal como: as partes relacionadas com o sistema hidráulico: tanque de óleo, distribuidores, circuitos de controle e de segurança, os gabinetes com os circuitos elétricos e eletrônicos. Alguns desses últimos subconjuntos não estão representados por figuras, considerando que eles são componentes por si só, conhecidos e não reivindicados.
[0073] A fonte de radiação penetrante 6 está fixada na extremidade superior da lança mecânica 4, então o feixe de radiação a ser colimado na linha de detector (conjunto de detecção modular) 11 localizado na pista de decolagem, com o propósito de converter a radiação penetrante recebida em sinais elétricos que são depois processados e transformados em uma radiografia (vista superior) da aeronave inspecionada. Similarmente, a fonte de radiação penetrante portátil 16 está posicionada oposta à lança articulada 7, de modo que um feixe de radiação a ser colimado acima da área de detectores 9, instalado na lança articulada 7, com o propósito de transformar a radiação penetrante recebida em sinais elétricos, que são depois processados e convertidos em uma radiografia (vista lateral) da aeronave inspecionada.
[0074] As matrizes de detectores 9 e 14, podem conter detectores hídridos para uma fonte de raios X, com cristais de cintilação e fotodiodos ou detectores monolíticos com dispositivos de carga acoplados. Para uma fonte de raios gama, são usados detectores hídridos com cristais de cintilação acoplados a tubos fotomultiplicadores. O layout de detector pode ser feito, dependendo da combinação de fonte-detector e do projeto dos detectores escolhidos, em uma linha, duas linhas ou em matrizes de formatos diferentes.
[0075] O subsistema de proteção de perímetro de área de exclusão 18 é um subsistema ativo de proteção radiológica, que age diretamente sobre as fontes de radiação penetrantes 6 e 16, de modo que as fontes 6 e 16 sejam automaticamente fechadas ou paradas se invasores entrarem na área de exclusão, para protegê-los contra irradiação acidental. Os sensores ativos que são parte do subsistema de proteção de perímetro são posicionados a fim de determinar um perímetro retangular, chamado de área de exclusão a. Esses sensores estão conectados permanentemente através de conexão sem fio ou com fio ao centro de controle portátil 19, onde eles enviam um sinal de alarme se invasores entrarem na área, que desliga automaticamente as fontes 6 e 16 e ativa uma mensagem de texto, de voz, e gráfica na interface gráfica de software para o operador, indicando o lado penetrado. O subsistema foi projetado para operar em condições de clima severas respectivamente, chuva, neve, vento, temperaturas extremas, etc. A proteção do perímetro é desativada para permitir a entrada/saída de/a partir da área de exclusão para a aeronave inspecionada.
[0076] O centro de controle portátil 22 gerencia todos os componentes e periféricos que são parte do sistema de varredura portátil que provê automação de processo, incluindo um subsistema para aquisição, processamento, armazenagem e exibição da imagem radiografada 23, através de conexão sem fio ou com fio.
[0077] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a linha de detector (conjunto de detecção modular) 11 está posicionado no solo e conectado com plataformas de acesso modular 14 posicionadas nos dois lados dos módulos de detecção e conectados mecanicamente a eles. A inclinação dessas plataformas permite que o dispositivo de reboque e a aeronave corram por cima dos detectores.
[0078] Em uma modalidade alternativa da presente invenção, a linha de detector (conjunto de detector modular) 11 está assentada em uma vala na pista de decolagem, com a sua parte superior no nível do solo, eliminando a necessidade de plataformas.
[0079] Para uso ideal do sistema portátil de inspeção não invasiva de aeronaves, pelo menos um sistema de alinhamento 24 é necessário, posicionado sobre as fontes de radiação penetrantes e orientadas na direção das matrizes de detectores de radiação a fim de facilitar o alinhamento do feixe de radiação com as linhas de detectores das matrizes de detectores.
[0080] Em uma implementação alternativa, o sistema 24 pode ser um transmissor de laser 25 cujo feixe de laser está paralelo ao feixe de radiação ou sobreposto a ele permitindo que um operador ajuste a posição relativa da fonte de radiação com a matriz de detector correspondente.

Claims (9)

1. Sistema de inspeção não invasivo portátil para aeronave caracterizado por compreender: a. Unidade de varredura portátil (1) que está portando os componentes do sistema de inspeção e que é usado para descarregar e posicionar os componentes a fim de fazer a varredura de uma aeronave inspecionada; b. um dispositivo de reboque (15); c. um centro de controle portátil (22) que é posicionado fora da área de exclusão; d. um primeiro quadro de varredura usado para obter uma imagem radiográfica da aeronave inspecionada através de uma projeção substancialmente vertical, que consiste de: i. uma lança mecânica (4), que consiste de um ou mais segmentos telescópicos que são montados em um ângulo variável na unidade de varredura portátil (1) que tem na extremidade livre montada uma fonte de radiação penetrante (6) e no modo de varredura a lança está posicionada acima da aeronave inspecionada de modo que o feixe de radiação a partir da fonte de radiação penetrante (6) é orientada no sentido do solo, passando através da fuselagem da aeronave inspecionada, em um plano substancialmente vertical; ii. uma linha detectora (11), instalada no solo, provida com um conjunto de detectores (14) está posicionada sob a aeronave inspecionada a fim de ser exposta ao feixe da fonte de radiação penetrante (6), alinhada com esse feixe, acima da linha detectora a aeronave inspecionada é rebocada; e. um segundo quadro de varredura usado para obter uma imagem radiográfica da aeronave inspecionada através de uma projeção substancialmente horizontal, vista, que consiste de: i. uma lança articulada (7) que consiste de um ou mais segmentos de secções lineares, curvas ou combinadas, que oscilam mecanicamente acopladas com a unidade de varredura portátil (1), lança articulada na qual um conjunto de detectores de radiação (9) é instalado que tem no processo de varredura uma posição substancialmente vertical, em um ângulo variável, no lado voltado para a aeronave investigada, e durante o transporte é dobrado ao longo da plataforma da unidade de varredura portátil; ii. Uma fonte de radiação relocável (16), localizada no lado da aeronave inspecionada no lado oposto da lança articulada (7), de modo que o seu feixe de radiação esteja direcionado para a lança articulada (7), passando através da fuselagem da aeronave inspecionada e expôr à radiação o conjunto de detectores (9), alinhados com o feixe de radiação; f. Um subsistema para a aquisição, processamento e exibição de dados providos pelos detectores de radiação e para controlar o processo de varredura (23) caracterizado pelo fato de que o dispositivo de reboque portátil (15) está rebocando a aeronave inspecionada através de dois quadros de varredura, o movimento está sincronizado com a ativação de fontes de radiação penetrantes e de dados de aquisição a partir de detectores de radiação, a fim de obter pelo menos duas imagens radiográficas da aeronave a partir de ângulos diferentes.
2. Sistema de inspeção não invasiva portátil de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lança mecânica (4) do primeiro quadro de varredura está conectada com a unidade de varredura (1) através de um suporte em forma de paralelogramo deformável (5), o qual no modo de transporte é dobrado sobre a plataforma da unidade portátil, e no modo de varredura é elevado, de modo que a lança mecânica fixada (4) é posicionada em uma altura adequada para facilitar a varredura da aeronave e evitar a colisão com a ponta da asa da aeronave inspecionada.
3. Sistema de inspeção não invasivo portátil de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a lança articulada (7) consiste de um ou mais segmentos lineares ou curvas e é montada em uma junta (8), com um grau de liberdade, a lança equipada com um conjunto de detectores (9) e sendo capaz de ser dobrada para transporte por rotação, voltado para a cabina do motorista pelo menos por 90 graus, até que ele atinja uma posição substancial paralela à estrutura (2).
4. Sistema de inspeção não invasiva portátil da aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o centro de controle remoto portátil (22) é posicionado fora da área de exclusão a e é projetado para gerenciar remotamente todos os processos envolvidos na inspeção não invasiva.
5. Sistema de inspeção não invasivo portátil da aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um subsistema de gerenciamento computadorizado (19) está contido em um centro de controle portátil (22), interconectado com um sistema computadorizado externo para monitorar e acionar o sistema de inspeção, a fim de supervisionar o processo a partir de outra localização geográfica relativa ao lugar de varredura.
6. Sistema de inspeção não invasivo portátil de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de reboque de aeronave (15) tem um movimento sincronizado com o processo de varredura e controlado pelo subsistema de gerenciamento computadorizado (19).
7. Sistema de inspeção não invasivo portátil de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um sistema de alinhamento (24) entre a fonte de radiação penetrante e o conjunto de detectores de radiação que realizam a varredura correspondente ao mesmo quadro, que consiste de um emissor óptico (25) cujo feixe é paralelo, ou sobreposto ao feixe de radiação.
8. Sistema de inspeção não invasivo portátil de aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um sensor de proximidade (21), que detecta a presença da aeronave na proximidade dos quadros de varredura que é usada para ligar automaticamente a emissão de radiação penetrante no começo da varredura e parar a emissão de radiação penetrante ao final da varredura.
9. Sistema de inspeção não invasivo portátil da aeronave de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de radiação penetrante relocável (16) é ajustada em um suporte ajustável (17) que pode ser posicionado no solo em uma posição adequada (distância e orientação) relativa ao tamanho da aeronave a ser inspecionada e cuja altura a partir do solo pode ser ajustada para obter uma projeção geométrica otimizada na imagem radiográfica, em relação ao tipo de aeronave inspecionada e áreas de interesse.
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