8881 航空发动机动态测量及监控.ppt

与其他滑油监测装置相比，这种装置的最大优点是可以实施机载实时监测和趋向监控，目前已在欧美的好多机种上使用，效果是相当好的。 C.涡轮叶片表面温度监控装置—辐射高温计 为了提高发动机的性能，力求提高涡轮前的温度。目前涡轮叶片的工作温度已接近于叶片材料所允许的极限温度。据研究报告报导，如果将涡轮叶片温度再升高50。C，那么叶片的寿命将缩短为50%。 从整个发动机来看，涡轮叶片的工作环境最恶劣，始终处于高温和高的离心加速度下，它的疲劳寿命消耗也最大。当涡轮叶片选用空心叶片时，若此状态有几个叶片冷却气流受阻，则其后果是不勘设想的。因此对涡轮叶片状态的监测，对确保安全和延寿都有重大的意义。 。 涡轮叶片表面温度监测是一种机械状态监测，监测装置是辐射高温计。它是一种根据光辐射原理制成的一种光电装置。通常由收集叶片表面辐射能量的人选兰宝石透镜聚光器(高温头)、光导纤维传输部分、光电变换器、峰值和平均值检波器、线性化器等组成。测量范围为1000~20000。F，精度5。F，响应时间微秒级，其结构及其在发动机上的安装情况如图。 每当涡轮叶片通过时，辐射高温计就快速、非接触、高精度地测取叶片表面的靶面(Φ0.5~l)的辐射强度，从而可以精确显示各个叶片表面温度分布，所有叶片的平均温度和峰值温度，以及最高温度叶片的峰值温度。从而，可以有效地判断哪个叶片冷却流路阻塞、更有效地判断超温情况，同时还可以发现燃烧室火焰形状变化所引起的总温变化等。这是一种有效的温度监测装置，目前在英、美、加拿大等航空公司都获得广泛应用。 D.发动机性能监控 发动机工作过程中，由于气路组成部件的磨损、表面污染等原因，使发动机性能退化。结果势必导致发动机油耗增加，排气温度越限，涡轮部件寿命缩短以及耐失速性能下降。为此，必须对发动机实施性能监测。 性能监测的方法有:气路分析和趋向图分析法。基本程序有人工、半自动趋向程序和AIDS三种。这些程序主要区别仅在于使用计算机的程度以及处理时间的及时性上的不同。 三、监控技术的发展情况 监控系统基本上可以划分长期监控系统和短期监控系统两大类。 短期监控系统：即在某些特定的状态下采样记录飞行数据，然后按预定的程序分析发动机的状态和记录越限参数。这种系统的主要目的是获取短期内的工作情况，保障安全和获取经济上和维修上的利益。 长期监控系统：着眼点是为了深入了解发动机的工作环境和状态来达到设计方面的好处。即通过改进发动机的设计来改善安全性和环境的适应性，最终达到降低发动机寿命成本的目的。为此，该系统必须在几架、乃至几十架飞机上，对每个操作部位都要进行连续记录，测定发动机性能随时时间的退化情况。 随着计算机等技术的飞速发展，这两类监控方式渐趋统一形成新的综合数据分析诊断系统，诸如:AIDS、EDS、IECMS等现代大型的综合监控系统。 综合数据监控系统通常是以气路分析、趋向监测为主，结合其他监测方式进行诊断分析和制定计划。这种系统的主要特点有:检测点数多、内容全面、诊断软件多、诊断准确度高、需要原始发动机数据(或机群原状发动机的平均数据)和一些必要的图征谱、需要传感器和检测仪表多；需要原始数据和图征谱多，因此成本相当高。 由于综合数据系统造价比较高，因此，大多应用于大型飞机和某些新研制的飞机试飞时测试用。而对于价值在100万美元以下的飞机，显得有点不合算。对于某些歼击机、直升机以及地面涡轮动力设备(地处荒原的输油管中继站的动力涡轮设备等)，人们又发展了一种以现有机载仪表、传感器为基础的监测设备，即比较小型的监控系统。这种系统是以状态监测为主，附加主要几个参数，以人工性能监测方法通过微处理机实现的监控系统。 主要内容有：参数越限监测(排气温座、超转、输出推力或扭矩)；振动监控；常规参数监测；失速检测器；历史记录器；惯性时间监测器；轴承温度、振动等。 这种系统是在不增加更多测点和设备的条件下监测主要发动机参数的偏离。因此，它具有：成本低，约1万美元(每年收益1.3万美元以上)；无须原始数据和图征谱；发动机改装量小。 这种系统诊断准确度约为95%，虽然不及综合数据监控系统，但它成本低，适合于大量的歼机和直升机的应用，因此，它仍具有强大的生命力。所以，这两类系统目前仍处于并行发展阶段。 目前，监控技术发展的动向是与发动机设计进入一体化设计阶段。也就是说，发动机设计时就要考虑监控技术，并在设计时就为监控技术的应用作好准备。可以预料，将来监控技术将与发动机的控制趋于一体化。 本章小结 本章首先介绍航空发动机测试技术，然后介绍发动机工作参数传感及检测技术。发动机测试技术的水平直接关系到发动机设计、生产、制造及维护的水平，因此，在其