使用工業(yè)內窺鏡預測航空發(fā)動機損傷趨勢的解決方案
航空發(fā)動機狀態(tài)是確保飛機適航的決定性因素，借助工業(yè)內窺鏡的直觀探查能力來預測航空發(fā)動機內部損傷趨勢，不僅能長期把控在翼發(fā)動機損傷情況，而且有助于準確預估維修或更換發(fā)動機的時間節(jié)點，助力更高效經濟地管理發(fā)動機。微信公眾號“北京三聯(lián)宇航”發(fā)布的《損傷趨勢預測在發(fā)動機孔探管理中的應用》一文，提供了有益的思路，本文提煉主要內容與大家分享。
為什么要預測航空發(fā)動機損傷趨勢？
發(fā)動機壓氣機內部的外物擊打損傷，通常不易擴展，但是燃燒室熱段的燒蝕和裂紋損傷往往具有隨時間推移的擴展性，例如：由于噴嘴噴射角度發(fā)生偏離導致的燃燒室壁燒蝕、因為冷卻氣流孔堵塞造成的高壓渦輪葉片表面或前緣的局部燒蝕、由于內外受熱不均勻導致的低壓渦輪導向葉片開裂和裂紋邊緣燒蝕現(xiàn)象，等等，這些損傷的緩慢發(fā)展和進一步惡化，為發(fā)動機正常工作埋下安全隱患。傳統(tǒng)采用的定期孔探方式并不經濟，科學地預測損傷發(fā)展趨勢，有助于更高效地采取預防性工作，保障飛行安全。
使用工業(yè)內窺鏡預測航空發(fā)動機損傷趨勢的解決方案
1. 設備介紹：工業(yè)內窺鏡是探查設備內部情況的可視化檢測工具，使用工業(yè)內窺鏡開展的孔探檢查能夠準確掌握在翼發(fā)動機內部損傷情況，不僅能夠發(fā)現(xiàn)裂紋、燒蝕等損傷，而且可以對裂紋長度、燒蝕面積等指標進行測算。
2. 原理介紹：首先通過對燃燒室、高壓渦輪導向葉片與高壓渦輪葉片的裂紋或燒蝕原理進行分析，建立以時間 t 為自變量的帶參數(shù)的損傷預測模型；然后通過預定時間間隔的工業(yè)內窺鏡孔探，采集特定損傷的數(shù)據(jù)，并根據(jù)損傷數(shù)據(jù)求解模型中的參數(shù)，得到確定的損傷預測模型；最后，應用損傷預測模型，就可以預估不同時間節(jié)點的損傷狀況，以及達到臨界損傷的時間節(jié)點。
3. 具體舉例：以裂紋損傷為例，可以構建裂紋長度(L)與時間(t)關系的二階（或高階）擬合函數(shù)作為預測公式，其中含有3個未知參數(shù)，然后通過3個周期的工業(yè)內窺鏡孔探采樣，計算出擬合函數(shù)的3個未知系數(shù)，從而得到確切的預測公式，此后就可以通過該公式預測裂紋發(fā)展態(tài)勢，從而預估因為裂紋超標而導致的換發(fā)時間。
4. 方案優(yōu)點：準確預測燒蝕、裂紋等缺陷的發(fā)展態(tài)勢，意義重大。不僅有助于動態(tài)調整預定的換發(fā)計劃，準確預測下發(fā)時間，避免非計劃下發(fā)以及臨時租發(fā)造成的額外經濟損失；而且還可以根據(jù)預測的損傷態(tài)勢，提前做好維修的準備工作，尋找與配備相應的維修器材，調整維修工作范圍，提升維修效率。
高端工業(yè)內窺鏡產品推薦
通過上面的介紹不難看出，在確定航空發(fā)動機損傷預測模型的過程中，需要通過內窺孔探過程獲取準確的損傷數(shù)據(jù)（例如：裂紋長度），因此建議使用搭載了三維測量功能的進口工業(yè)內窺鏡，例如：具有單物鏡相位掃描三維立體測量(3DPM)技術的韋林 XLG4-MViQ（Everest Mentor Visual iQ）工業(yè)視頻內窺鏡，因為該系列產品具有以下特點，能夠助力得到更準確的損傷預測模型：
1. 孔探圖像清晰。120萬CCD像素呈現(xiàn)的清晰畫面，有助于快速定位用于推導模型的指定缺陷；
2. 孔探操作高效。3DPM測量鏡頭可全屏呈現(xiàn)發(fā)動機孔探畫面，實現(xiàn)即觀察即測量，不用中途更換鏡頭；
3. 損傷測量精準。3D點云圖可以幫助孔探人員從三維空間審視測量選點，避免在二維圖像選點引入偏差；
4. 大尺寸損傷測量。大視野3DPM鏡頭可以看到更多，相應也就可以一次性測量大尺寸缺陷，比分段測量精準；
5. 測量模式多。提供長度、面積、深度、角度、間隙等多達13種測量模式，為預測航空發(fā)動機損傷趨勢的多元化應用提供了條件。
如下是韋林 XLG4-MViQ 工業(yè)視頻內窺鏡的產品圖和主要參數(shù)介紹，供參考。
綜上所述，使用工業(yè)內窺鏡預測航空發(fā)動機損傷趨勢的解決方案，將工業(yè)內窺鏡孔探與數(shù)學模型的定量預測方法相結合，為發(fā)動機孔探管理提供了更為科學的思路，助力用更低的成本把控航空發(fā)動機的生命周期，讓發(fā)動機管理更從容高效！
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