善測、葉片裂紋故障檢測

微型渦輪發(fā)動機(jī)以其重量輕、功率大、能量密度高的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用在軍/民用領(lǐng)域，近年來得到了關(guān)注和發(fā)展。微型渦輪發(fā)動機(jī)尺寸顯著減小帶來的工作雷諾數(shù)低及較大的葉尖間隙比阻礙了其性能的進(jìn)一步提高，而國內(nèi)外對微型渦輪發(fā)動機(jī)這方面的研究較少或未見公開報道

葉尖間隙是影響發(fā)動機(jī)性能的重要參數(shù)，旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線實時檢測系統(tǒng)對航空發(fā)動機(jī)的有效、安全運行至關(guān)重要，也是近幾年國內(nèi)外研究的熱點。基于對國內(nèi)外現(xiàn)狀的分析，本文對光纖法和電容法進(jìn)行了詳細(xì)研究和論證。光纖法用于測量環(huán)境較好，溫度較低的壓氣機(jī);電容法用于測量溫度較高的渦輪機(jī)高壓級。

葉尖有射流時射流孔后氣膜冷卻效率較高，而葉尖前緣、壓力面?zhèn)纫约扒熬壐浇奈γ鎮(zhèn)葰饽だ湫л^低，這些區(qū)域都是葉尖冷卻射流無法達(dá)到的區(qū)域。改變射流孔位置時，壓力側(cè)射流孔氣動效率很高、泄漏流量和總壓損失系數(shù)小，并且氣膜冷卻效果好。改變射流噴氣角度時，葉片裂紋故障檢測，90度射流孔氣動效率很高、泄漏流量和總壓損失系數(shù)小，但隨著射流角度增加，葉尖氣膜冷效降低，即射流的冷效效果變差。射流吹風(fēng)比越大，氣動效率越高、泄漏流量越低，但吹風(fēng)比增大時總壓損失系數(shù)也會增加，葉尖氣膜冷效隨著吹風(fēng)比增加而增大。平頂、突肩和平翼葉尖有射流條件下氣動效率都會提高、泄漏流量都會降低、總壓損失系數(shù)都會增加。突肩葉尖氣動效率很高、泄漏流量小、總壓損失系數(shù)小，平頂葉尖氣動效率低、泄漏流量很大、總壓損失系數(shù)很大。

葉尖間隙測量系統(tǒng)(BCMS)采用電容傳感器，用于高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙參數(shù)的在線檢測，也可用于其他高速位移或間隙在線測量。系統(tǒng)基于電容調(diào)幅解調(diào)原理，傳感器安裝于靜止機(jī)匣上，感受葉片掃過時的電容變化并轉(zhuǎn)換為電壓輸出，經(jīng)采集模塊及軟件處理后還原實時間隙信息。

在測量系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運動單元，縱向上采用雙直線運動單元，如此，可依據(jù)實際情況和需要，選用單個或雙個CCD攝像機(jī)進(jìn)行測量。