В начале 1990-х годов лабораторией «Методы распознавания» ФГУП ЦНИИЭИСУ совместно с сотрудниками 22-го ЦНИИ Минобороны в инициативном порядке начались исследования, связанные с обоснованием целесообразности и аппаратурной возможности построения принципиально нового класса систем технической диагностики - системы радиолокационной диагностики машин, в частности диагностики лопаточных машин и механизмов. Подобными машинами являются газотурбинные двигатели (ГТД), которые, как известно, применяются в железнодорожных локомотивах, в системах транспортировки газа и нефти, в качестве двигателей самолётов. Лопаточные машины - это также турбины тепловых и гидравлических электростанций и другие технические системы.
     Традиционно основными системами, осуществляющими диагностику названного класса машин, являются системы виброакустической диагностики. Их принципиальный недостаток - отсутствие возможности измерять, например, вибрации лопаток, их трещины, сколы и т.п. Этот недостаток обусловлен тем, что виброакустические датчики невозможно смонтировать на лопатке или на корпусе подшипника, расположенного внутри машины. Системы виброакустической диагностики определяют интегральный эффект вибрационных процессов, так как датчики могут быть установлены только на корпусе машины, вибрации корпусов могут быть вызваны одновременно возникшими повышенными вибрациями различных агрегатов машины или элементов этих агрегатов.
     Но это только одна сторона проблемы. Другая, более значимая сторона состоит в том, что виброакустические процессы на основе использования систем виброакустической диагностики могут быть определены и записаны только в условиях стендовых испытаний лопаточных машин, но никак не в реальном масштабе времени в условиях, например, полёта самолёта, движения локомотива по рельсам и т.п. Это есть следствие того, что и в полёте самолёта, и при движении тепловоза по рельсам виброакустическая аппаратура фиксирует суммарный (интегральный) эффект вибраций, вызванных разными причинами, действующими одновременно, в том числе ветровыми возмущениями (самолёт) или дефектами железнодорожных путей (локомотив).
     Таким образом, на основе анализа недостатков традиционно применяемых виброакустических и некоторых других видов систем технической диагностики возникла инновационная идея построить систему диагностики лопаточных машин на основе использования в качестве источника диагностической информации радиолокатора.
     Принцип действия системы радиолокационной диагностики основан на облучении движущихся элементов диагностируемой машины электромагнитными волнами определённой структуры, приёме от них отражённой волны, сигнала и выделения из него информации, характеризующей геометрические характеристики этих элементов и параметры их движения. Система радиолокационной диагностики успешно функционирует, если объект диагностики удовлетворяет следующим требованиям:
     - диагностируемые элементы механизма (например, роторы, турбины, компрессоры) движутся относительно приёмной и передающей антенны, и движения их являются периодическими;
     - диагностируемые элементы отражают электромагнитные волны;
     - среда распространения электромагнитных волн не вносит искажений в принимаемый сигнал;
     - в формировании электромагнитного поля принимают участие только передатчики системы радиолокационной диагностики (отсутствуют другие источники электромагнитных волн с используемыми в системе характеристиками).
     Был смонтирован экспериментальный стенд. Локатор облучал вентилятор, отражённая волна визуализировалась на экране компьютера. На лопасти вентилятора наклеивались маленькие металлические полоски. И в точном соответствии с законами электродинамики происходили изменения формы отражённой волны и её спектральных характеристик. Так экспериментально было доказано, что отражённая волна содержит информацию об изменениях геометрических параметров лоцируемого объекта. Таким образом, была подтверждена возможность дистанционной радиолокационной диагностики.
     Теоретические и экспериментальные исследования, проведённые как в ходе стендовых испытаний самодельно созданной лопаточной машины, так и на Чебоксарском газоперекачивающем агрегате, а также на авиационных газотурбинных двигателях, показали, что система встроенной радиолокационной диагностики обеспечивает уверенное обнаружение следующих дефектов ГТД:
     – забоины лопаток, их эрозивный и абразивный износ, загрязнение лопаток ротора;
     – помпаж двигателя;
     – открытые трещины и обрывы лопаток ротора;
     – изменения нормативных зазоров между кромками лопаток ротора и корпусом двигателя.
     Кроме того, система позволяет контролировать кинематические параметры: частоту вращения ротора; колебания (вибрации) ротора; колебания (вибрации) лопаток и др.
     Система состоит из радиолокационного датчика-генератора падающей электромагнитной волны, которая облучает диагностируемые элементы машины, и приёмной антенны, передающей отражённую волну в устройство сопряжения, представляющее собой цифровой вычислитель, производящий обработку полезного сигнала и оценку технического состояния объекта диагностики.
     Передающая и приёмная антенны монтируются на корпусе ГТД, при этом используются отверстия в корпусе, предназначенные для эндоскопических осмотров. Таким образом, применение системы радиолокационной диагностики не требует проведения каких-либо конструктивных изменений ГТД. Антенны располагаются между статорными лопатками, а их нижняя кромка выступает внутрь проточной части двигателя на 1-4 мм. Таким образом, установка антенн (или приёмо-передающей антенны) не изменяет условий работы двигателя.
     Следует сказать, что описанию системы посвящён ряд научных публикаций, а приоритет её разработки подтверждён тремя патентами РФ (№ 2036442 от 27.05.1995 г.; № 2267094 от 27.02.2005 г.; № 2307999 от 10.10.2007 г.).
     Кроме того, система удостоена серебряной медали на Брюссельской выставке достижений, изобретений и инноваций (1995 г.); отмечена дипломом Международного форума «Высокие технологии оборонного комплекса (ВМ-2001), золотой медалью Международного конгресса «Высокие технологии, инновации, инвестиции (НITECН-2002)».
     В заключение отметим следующее. Несмотря на то, что теоретически и экспериментально доказана эффективность системы, до настоящего времени не удалось решить вопросы, связанные с её промышленным производством. В то же время наличие этой системы позволило бы диагностировать не только ГТД, но и электрические турбины. Есть все основания полагать, что использование радиолокационной системы диагностики турбин Саяно-Шушенской ГЭС позволило бы избежать техногенной катастрофы.