
主编:韩冰
创刊:计测技术
国际标准刊号:ISSN 1674-5795
国内统一刊号:CN 11-5347/TB
国内邮发代号:80-441
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2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.01
摘要:从性能和可靠性试验的角度,分析了航空发动机整机试验的测试需求,梳理出推力、功率、转速、流量、温度、压力、振动等整机试验关键参数,介绍了相关测试技术的原理、应用和发展趋势。在推力和功率测试方面,分别介绍了推力测量台架和功率测量系统及其校准方法;在转速测试方面,介绍了典型转速测量系统和对转速信号畸变的应对手段;在流量测试方面,介绍了用于燃油流量测试的速度式、压差式和质量式流量计,用于空气流量测试的进气流量测量段的结构和测点布置;在温度测试方面,介绍了涵盖热电阻、热电偶、示温漆、荧光测温以及辐射测温等技术的气体测温和壁面温度测试手段;在压力测试方面,介绍了压力测试系统,分析了高温环境下的动态压力测试的困难及解决途径;在振动测试方面,介绍了整机振动测试系统以及测振点布置的问题。指出航空发动机整机试验关键参数测试技术未来将向高可靠度、高频响、高耐温性能等方向发展,同时整机试验测试系统将趋于智能化与集成化。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.02
摘要:相比传统测温技术,辐射测温具有非接触、响应快、高温适应性强等优势,可实时测量涡轮转子叶片等关键部件的表面温度分布。介绍了亮度测温法、比色测温法、电荷耦合器件(Charge?Coupled Device, CCD)测温法、多波长辐射测温法等具有代表性的辐射测温方法的基本原理、技术特点及适用范围。阐述了辐射测温技术在涡轮叶片温度测试中的应用和发展现状,探讨了该技术未来的发展方向,提出可通过优化光学探头设计、使用更先进的算法、应用新型耐高温材料等手段,进一步提升辐射测温技术的准确性和可靠性;可将辐射测温技术与热电偶测温技术相结合,构建更加精准、稳定的涡轮叶片温度监测系统。
段发阶 , 牛广越 , 刘昊 , 秦浩玮 , 李发富 , 周琦
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.03
摘要:叶片振动参数是影响航空发动机、燃气轮机等重大旋转装备工作效率和运行安全的关键,基于叶尖定时的叶片振动测量方法已成为监测旋转叶片健康状态的标配技术。介绍了叶尖定时(Blade Tip Timing, BTT)测量原理,阐述了系统典型结构及常用测量流程,归纳了叶尖定时测量的4大关键技术,包括叶片到达时刻高精度提取、高信噪比的叶片振动位移测量、极度欠采样的叶片振动参数辨识、基于小样本叶尖定时信号的叶片故障诊断,详细分析了叶尖定时测量方法在叶尖定时传感技术、振动参数辨识技术、叶片故障诊断技术方面取得的重大进展,提出了叶尖定时技术的发展趋势与展望,从传感信号复用、不确定度分析与校准、系统的机载应用、数字孪生及智能运维4个方面总结了叶片振动非接触测量领域的未来重点研究方向,有望为叶尖定时测量技术的科学发展与工程应用提供重要参考。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.04
摘要:综述了吸气式脉冲爆震发动机在非稳态燃烧条件下的关键参数测试技术。在燃烧组织方面,阐述了爆震波压力和燃气速度的测量方法,探讨了压电、压阻传感器及光学技术的研究情况,分析了这些技术应用于高温高频环境时所面临的挑战;在燃烧室性能研究方面,分析了增压比和燃烧效率测量技术的研究现状,论述了基于质量加权平均法和光学技术的高精度测量方案;在部件匹配方面,介绍了涡轮转速与效率的动态测试方法,分析了非稳态条件下涡轮效率下降的原因,并提出设计优化建议;在整机性能方面,总结了推力测量技术的最新研究进展,阐述了基于动态系统参数识别和反卷积技术的高精度推力测量方法。对脉冲爆震增压发动机非稳态参数测试技术未来的发展方向进行展望,指出可通过提高传感器和光学设备的抗干扰能力、优化燃烧室结构设计、研发具有更高时间和空间分辨力的动态测试系统、研究更智能的多参数联合测量系统等手段,进一步提升脉冲爆震增压发动机非稳态参数测试技术的准确性和可靠性,推动该技术的工程化应用。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.05
摘要:针对C / SiC复合材料表面高温应变测量的难题,提出基于高温无机胶平坦化处理、磁控溅射技术和原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)的薄膜应变计制备方法。采用刷涂无机胶的方式,实现C / SiC复合材料表面的平坦化,之后利用磁控溅射和原子层沉积技术,制备Pt敏感层和复合绝缘层组成的薄膜应变计。Pt敏感层采用硬质掩膜和直流溅射的方式制备,其电阻为75 Ω,厚度为450 nm。在绝缘层中,通过直流溅射和原子层沉积的方式,在C / SiC复合材料衬底表面分别沉积YSZ / Al2O3、Al2O3?YSZ / Al2O3和HfO2?YSZ / Al2O3 3种厚度为1.2 μm的复合绝缘层,并对3种绝缘层的高温绝缘性能进行测试,结果表明:HfO2?YSZ / Al2O3复合绝缘层的高温绝缘性能最佳,在多次升降温循环后,950 ℃条件下其绝缘电阻可达32.94 kΩ。基于HfO2?YSZ / Al2O3复合绝缘层制备Pt薄膜应变计并开展测试,结果表明:在室温至600 ℃条件下,该Pt薄膜应变计具有最大2.93的应变敏感系数(Gauge Factor, GF),最小应变误差为0.01%(600 ℃、133.2 με),最大应变误差为6.49%(200 ℃、133.2 με),具有良好的高温稳定性和应变响应。研究成果为C / SiC复合材料表面高温应变测量提供了新的技术方案,对于促进高超声速飞行器热结构部件高精度应变测量技术发展具有积极意义。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.06
摘要:由于航空发动机内部背景辐射较强,利用常规辐射测温系统测量涡轮叶片表面得到的温度值与实际温度值存在较大偏差,针对此问题,基于多光谱测温原理研制了新一代涡轮叶片表面温度测量系统。该系统采用可动镜探针及固定镜探针实现高可靠性扫描,通过高速多通道同步信号采集与控制系统实现信号的高效采集和设备的精准控制,利用复杂热环境多光谱测温建模、多视角三维温度场重建等技术实现叶片表面三维温度场在线测量与重建。使用黑体辐射源和动态校准装置对基于多光谱的涡轮叶片表面温度场测量系统的性能指标进行测试,结果显示:该系统能够实现550 ~ 1 500 ℃涡轮叶片表面温度的实时在线测量,最大允许误差不超过± 7.5 ℃,满足涡轮叶片温度测量需求。研究成果为促进高温复杂环境下航空发动机涡轮叶片热学参数测试技术发展提供了有力支撑。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.07
摘要:针对成像背景复杂、光照不均、目标区域占比小等因素导致的航空发动机保险丝识别精度低的问题,提出一种改进的基于掩模区域的卷积神经网络(Mask Region?based Convolutional Neural Network, Mask R?CNN)保险丝实例分割模型。首先分别对保险丝图像的R、G、B三个通道进行不同程度的伽马校正,转化得到伪彩色图像,同时增强对比度;然后,针对保险丝的细长曲线几何特征,将动态蛇形卷积融入Mask R?CNN的骨干网络Resnet中,使得网络在特征提取时自适应地聚焦细长弯曲的局部结构;最后在特征融合阶段引入卷积注意力模块(Convolution Block Attention Module, CBAM),保留小目标浅层特征,从而提高网络对小目标的感知能力。实验结果表明,改进后的模型掩码AAP50达到了82.54%,较基础模型提升了5.83%,为航空发动机保险丝数字化、智能化检测提供了有力支撑。
2025(1). DOI: 10.11823/j.issn.1674-5795.2025.01.08
摘要:利用引压管路进行航空发动机高温脉动压力测量时,高温凝水可能造成引压管路中存在“气夹液”的状态,采用传统的气介质引压管路动态模型进行分析误差较大。针对此问题,基于可压缩流体引压管路系统模型建立“气夹液”条件下的引压管路传递函数,选取相同长度、不同内径的引压管路,通过调节压力、气液比,开展不同气液混合状态下的试验研究,得到引压管路动态特性与气液比之间的关系,并得到不同管径条件下气液混合后引压管路动态特性的差异化特点,为后续其他复杂介质条件下的引压管路动态特性研究打下基础,为提升航空发动机动态压力测试准确性提供技术借鉴。
主编:韩冰
创刊:计测技术
国际标准刊号:ISSN 1674-5795
国内统一刊号:CN 11-5347/TB
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