三維測量內窺鏡在輔助檢查飛機發動機喘振中的應用
三維測量工業內窺鏡可高效實現對發動機壓氣機、燃燒室以及渦輪的檢測,是飛機遨游藍天的守護衛士。對于飛機發動機喘振問題,三維測量內窺鏡同樣可以發揮直觀探查、精準測量的優勢,助力查找引發喘振的設計瑕疵或安全隱患,以減少或避免喘振現象。
飛機發動機喘振是一種低頻高幅的氣流振蕩現象,會導致發動機性能惡化,甚至可能造成空停。飛機發動機喘振的直觀原因是:氣體在發動機壓氣機內部的流動走勢發生異常,壓氣機動葉葉背氣流分離,高壓氣體出現正流、倒流、正流的循環現象。而背后的原因可能涉及很多方面,包括:發動機進氣道設計問題;壓氣機葉片構型畸變;壓氣機葉片損傷;壓氣機葉片與機匣間隙配合不合理;吸入外來物,如鳥擊,冰雹等導致發動機部件損壞等諸多因素。由此可見,對發動機,特別是壓氣機相關部件進行檢測,是避免或解決發動機喘振問題的重要途徑之一。
工業內窺鏡是一種新興檢測工具,通過遠距離成像和傳輸技術,實現對肉眼不可見區域、彎曲管道深處、密封空腔內部的實時可視化檢查。進口工業內窺鏡引進我國后,應用領域非常廣泛,特別是采用單物鏡相位掃描三維立體測量(3DPM)技術的韋林三維測量工業內窺鏡 XLG4-MViQ,在航空發動機孔探中占據重要地位,是發動機檢測不可或缺的內窺探查設備。
三維測量內窺鏡在飛機發動機喘振檢測中的應用包括:
1. 高效檢測壓氣機。3DPM鏡頭采用廣角單視窗全屏圖像設計,無需觀察鏡頭和測量鏡頭輪換使用,一個3DPM鏡頭就可以實現對壓氣機內部缺陷的定性觀察和定量測量,助力提升飛機發動機喘振檢測的工作效率!
2. 定性觀察壓氣機內部缺陷。利用高分辨率CCD內窺成像技術,清晰地觀察進氣道結構,查找壓氣機葉片有無裂紋、撕裂、葉尖卷曲、以及掉角或掉塊損傷等可能引發發動機喘振的缺陷。
3. 測量壓氣機葉片缺陷。使用三維測量工業內窺鏡 XLG4-MViQ 的3DPM測量技術,可通過區域深度剖面測量弧形葉面上的凹坑深度,利用測量平面測量葉片掉角或掉塊的尺寸,利用折線段測量方法測量葉尖卷邊的偏轉角度,利用半徑計測量則可以驗證葉片損傷部位的打磨效果是否合規等,從而輔助研判葉片缺陷與發動機喘振的關聯關系。
4. 測量葉片與機匣間隙。如果壓氣機葉片與機匣間隙配合不合理,可能導致氣流損失過大,進氣道流量變小,引發喘振。XLG4-MViQ提供了“葉片與機匣間隙”這一創新測量方法,可以自動測量葉片與機匣間隙的最大值、最小值和平均值,為喘振分析提供可靠數據。
5. 葉片自動計數。壓氣機葉片數量眾多,XLG4融合了基于AI技術的葉片自動計數功能,保證了對葉片執行無遺漏地全面細致檢查。
6. 清除外來物。外來物也是可能造成發動機喘振的因素之一,利用XLG4內置機械手通道的視頻探頭,可以在發動機檢測過程中,高效發現并及時清除外來物,消除引發喘振的安全隱患。
飛機發動機喘振危害嚴重,因此需要采用多種技術手段共同保駕護航,例如:在發動機研發過程中經歷大量極端條件下的測試,在飛行過程中進行信號采集與實時監測評估等。三維測量內窺鏡作為一種檢修工具,可以讓檢測人員對壓氣機內部結構、設計瑕疵、部件損傷等狀況有更加直觀和量化的了解,為查找發動機喘振原因、以及減少或避免喘振提供更為可靠的參考數據。
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