第11章航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量及監(jiān)控_第1頁
第11章航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量及監(jiān)控_第2頁
第11章航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量及監(jiān)控_第3頁
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第11章

航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量及監(jiān)控11.1發(fā)動(dòng)機(jī)儀表及傳感器11.2發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控參數(shù)11.3發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)11.4航空發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)11.1發(fā)動(dòng)機(jī)儀表及傳感器

發(fā)動(dòng)機(jī)儀表是用來檢查和了解發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的儀表總稱。駕駛員根據(jù)儀表的指示,進(jìn)行正確的調(diào)整控制使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)滿足飛行要求。要全面地了解發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài),需要監(jiān)視和測(cè)量的參數(shù)很多,主要有溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、油量、耗量、扭矩等等。一、發(fā)動(dòng)機(jī)儀表測(cè)量的主要參數(shù)一類是各種發(fā)動(dòng)機(jī)都需要的,如燃油和潤(rùn)滑油的供油壓力、潤(rùn)滑油溫度、燃油油量和流量及振動(dòng)參數(shù)等;另一類參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型有關(guān),如帶增壓器的活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要測(cè)量曲軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力和汽缸頭溫度等,軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速、噴氣溫度、噴氣總壓與進(jìn)氣總壓的比值等,渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)需要測(cè)量主軸轉(zhuǎn)速和扭矩、噴氣溫度等,直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)還需要測(cè)量旋翼轉(zhuǎn)速和扭轉(zhuǎn)角度。

發(fā)動(dòng)機(jī)位置總是遠(yuǎn)離座艙,所以發(fā)動(dòng)機(jī)儀表一般都采用電動(dòng)遠(yuǎn)距離傳送的形式。全套儀表包括三個(gè)部分即傳感器、指示器及其聯(lián)接導(dǎo)線。傳感器安裝在需要測(cè)量參數(shù)的部位上,直接感受被測(cè)參數(shù)(如溫度、壓力等),并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電量(如電阻、電勢(shì)、頻率等)。連接導(dǎo)線將此電量傳送至控制裝置和指示器。指示器安裝在座艙儀表板上直接指示被測(cè)參數(shù)的大小或變化情況,供駕駛員觀察。測(cè)量并指示發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。飛行中,飛行人員通過觀察發(fā)動(dòng)機(jī)儀表的指示,了解發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),并控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作,以便完成各項(xiàng)飛行任務(wù)。發(fā)動(dòng)機(jī)儀表二、發(fā)動(dòng)機(jī)儀表的功能發(fā)動(dòng)機(jī)儀表發(fā)動(dòng)機(jī)儀表發(fā)動(dòng)機(jī)壓力測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)油量測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的燃油壓力和滑油系統(tǒng)的滑油壓力。1、發(fā)動(dòng)機(jī)壓力測(cè)量流體壓力的概念流體壓力的分類流體壓力的計(jì)量單位測(cè)量流體壓力的方法——基于壓力彈性敏感元件的測(cè)壓法

當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí),活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率與混合氣(空氣與燃油的混合)的壓力成比例;渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力與進(jìn)氣壓力成比例;為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作,必須以一定的壓力不斷地供給燃油和滑油。壓力測(cè)量的意義測(cè)量壓力的方法基于與重力相比較的測(cè)壓方法,如液柱壓力計(jì)。利用某些物質(zhì)在被測(cè)壓力作用下的特性變化來測(cè)壓,如電離式真空計(jì)。利用彈性敏感元件感受被測(cè)壓力的一些特性測(cè)壓。壓力彈性敏感元件基于敏感元件壓力位移特性的壓力表基于敏感元件應(yīng)力應(yīng)變特性的壓力表基于敏感元件壓力集中力特性的壓力表基于敏感元件壓力諧振頻率特性的壓力表1)壓力彈性敏感元件元件分類膜片:平膜片、波紋膜片波紋膜盒:?jiǎn)文ず?、膜盒組波紋管:無縫波紋管、有縫波紋管包端管:C型、螺旋型、螺線型、麻花型振動(dòng)筒元件材質(zhì)金屬材料:銅基彈性合金、鐵/鎳彈性合金;非金屬材料:石英、陶瓷、半導(dǎo)體硅。膜片波紋管膜盒包端管振動(dòng)筒(傳感器)基于壓力位移特性的壓力表

原理:彈性敏感元件在被測(cè)壓力作用下產(chǎn)生變形(位移),其變形程度與被測(cè)壓力間存在確定的函數(shù)關(guān)系。彈性敏感元件的變形(位移)可用各種變換元件變換,變換后構(gòu)成各種類型的壓力表和傳感器。1)差動(dòng)電感式差壓傳感器2)電容式差壓傳感器原理:彈性敏感元件受被測(cè)壓力作用后產(chǎn)生彈性變形(應(yīng)變)。邊緣固定的圓平膜片受到均勻分布?jí)毫ψ饔煤螅瑢a(chǎn)生徑向和切向應(yīng)變,可被半導(dǎo)體應(yīng)變電阻片感測(cè)。電阻應(yīng)變效應(yīng):電阻在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其電阻值發(fā)生變化。基于應(yīng)力應(yīng)變特性的壓力表原理:彈性敏感元件在被測(cè)壓力均勻作用下,轉(zhuǎn)換為其硬中心的集中力,于是將壓力測(cè)量轉(zhuǎn)換為集中力的測(cè)量。張絲式壓力傳感器壓力作用面基于壓力集中力特性的壓力表原理:將被測(cè)壓力轉(zhuǎn)換為諧振頻率信號(hào)。壓力諧振頻率特性:當(dāng)被測(cè)壓力作用在彈性敏感元件時(shí),由于應(yīng)力狀態(tài)不同,將導(dǎo)致敏感元件具有不同的固有頻率。若用外力激勵(lì),彈性敏感元件則按其固有頻率振動(dòng)。因此,測(cè)量其固有頻率就可以測(cè)量壓力。基于壓力諧振頻率特性的壓力表振動(dòng)筒式壓力傳感器

傳感器本體由振動(dòng)筒(具有良好的導(dǎo)磁性)、激勵(lì)線圈(內(nèi)置導(dǎo)磁體)和拾振線圈(內(nèi)置永久磁體)等部分組成。

拾振線圈檢測(cè)振動(dòng)筒的固有頻率。當(dāng)被測(cè)壓力引入筒內(nèi)壁,筒在一定壓差作用下固有頻率發(fā)生改變。

接通電路后在電干擾的沖擊下,通過激振線圈及導(dǎo)磁體組成的激勵(lì)器對(duì)振動(dòng)筒產(chǎn)生激振力(電磁力),使其自由振動(dòng),同時(shí)使筒壁與永磁體之間的間隙變化(磁路的磁阻/磁通相應(yīng)地變化),在拾振線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),并正反饋給激勵(lì)線圈,使振動(dòng)筒和電磁回路保持振蕩狀態(tài)。當(dāng)輸入壓力不同,振動(dòng)筒的固有頻率不同,它們之間存在確定的函數(shù)關(guān)系:壓力表

測(cè)量液體和氣體壓力的儀表。主要有燃油壓力表、滑油壓力表、進(jìn)氣壓力表等等。目前除進(jìn)氣壓力表為機(jī)械式外,均采用電動(dòng)機(jī)械式。電動(dòng)機(jī)械式壓力表的指示器類同于浮子式油量表指示器,而傳感器中也只是將浮子代換為感受壓力的膜盒。當(dāng)被測(cè)壓力改變時(shí),膜盒隨之膨脹和收縮而產(chǎn)生位移,通過機(jī)械傳動(dòng)裝置帶動(dòng)電刷沿電位計(jì)滑動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)壓力測(cè)量壓力表的感受元件是金屬膜片(或膜盒),它將膜片受流體壓力作用后的位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào),再帶動(dòng)指針進(jìn)行指示。

發(fā)動(dòng)機(jī)上測(cè)量溫度,不僅是為了調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)性能,也為了保證安全。如潤(rùn)滑油的溫度,能反映出發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀況,也用以檢查發(fā)動(dòng)機(jī)部件是否存在過熱等情況,以防止發(fā)動(dòng)機(jī)因部件過熱損壞而造成故障。2、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量溫度表主要由溫度感受部分和指示部分組成。感受部分利用感溫器感受被測(cè)對(duì)象的溫度,并依據(jù)感溫器的某些物理量與被測(cè)溫度之間的單值函數(shù)關(guān)系,經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換變成易于測(cè)量的電壓值,然后由指示器進(jìn)行指示。飛機(jī)上的溫度表包括噴氣溫度表、滑油溫度表、燃油溫度表、進(jìn)氣溫度表,此外還有座艙溫度表、大氣溫度表等等。常用的溫度表有熱電式溫度表和電阻式溫度表兩種。

熱電式溫度表熱電式溫度表是利用熱電效應(yīng)來測(cè)量溫度的儀表。它利用熱電偶實(shí)現(xiàn)被測(cè)溫度和熱電動(dòng)勢(shì)之間的變換,因此可用于測(cè)量較高的溫度。

這種溫度表采用熱電偶作感溫元件。它是利用材料的熱電效應(yīng),將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電勢(shì)。由連接導(dǎo)線送入指示器,直接指示出被測(cè)溫度值。指示器實(shí)際上是一種精密的毫伏計(jì)。選用不同的熱電偶可滿足不同的溫度測(cè)量范圍。飛機(jī)上常用的熱電偶有鉻-鎳鋁(硅)、鎳鉻-鎳銅等,分別用于感受噴氣溫度和氣缸頭溫度。電阻式溫度表電阻式溫度表是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度而變化的特性制成的儀表。它利用電阻去感受被測(cè)溫度,將溫度的高低轉(zhuǎn)換成電阻值的大小。電阻式溫度表在飛機(jī)上主要用于測(cè)量較低的溫度,尤其適用于精度要求較高的測(cè)溫場(chǎng)合。

這種溫度表使用金屬導(dǎo)體(如鉑、銅、鎳等)作感溫元件。由于導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化,將它放在被測(cè)溫度的介質(zhì)中時(shí)介質(zhì)的溫度即轉(zhuǎn)換成導(dǎo)體的電阻值。在一定溫度范圍內(nèi),溫度與電阻值成線性關(guān)系。經(jīng)測(cè)量電路進(jìn)一步將電阻轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流(或兩電流比值),而后由電表指示。目前多用電流比計(jì)作為指示器。3、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)速表用于測(cè)量噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪軸轉(zhuǎn)速或活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù),通過測(cè)量轉(zhuǎn)速,可以了解發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和推力,可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)所承受的負(fù)荷。

目前飛機(jī)上使用較多的是磁轉(zhuǎn)速表和脈沖數(shù)字式轉(zhuǎn)速表。原理:基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與金屬導(dǎo)體間的電磁感應(yīng)原理,將轉(zhuǎn)速變換為轉(zhuǎn)角。測(cè)量組件的構(gòu)成永久磁鐵組件(包括永久磁鐵和導(dǎo)磁體)金屬導(dǎo)體(感應(yīng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生電渦流)反作用彈簧(游絲)磁轉(zhuǎn)速表工作時(shí),永久磁鐵組件隨被測(cè)轉(zhuǎn)軸同速(nx)或按一定的減速比(nx/i)旋轉(zhuǎn)時(shí),置于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體切割磁力線而產(chǎn)生渦流。渦流與磁場(chǎng)相互作用,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩(M作),驅(qū)動(dòng)金屬導(dǎo)體隨磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng),并使軸上的游絲扭轉(zhuǎn)。游絲扭轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的反作用力矩M反,將阻止金屬導(dǎo)體繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),一旦作用在金屬導(dǎo)體上的力矩M作=M反,金屬導(dǎo)體即停止轉(zhuǎn)動(dòng),由此對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的角位移。被測(cè)轉(zhuǎn)速越高,電磁力矩亦越大,則金屬導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)的角位移

也越大。如果在金屬導(dǎo)體的軸上裝上指針,就能直接指示被測(cè)轉(zhuǎn)速的值,其關(guān)系可表示為:其中,A為比例系數(shù),其值取決于測(cè)量組件的形式和參數(shù)。當(dāng)測(cè)量組件確定后,A是常數(shù)。

目前飛機(jī)上主要采用磁轉(zhuǎn)速表,利用光電、磁電轉(zhuǎn)換原理的數(shù)字式轉(zhuǎn)速表近來也有應(yīng)用。

數(shù)字式轉(zhuǎn)速表傳感器是將被測(cè)轉(zhuǎn)速直接轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)頻率,因此指示器是一種測(cè)量頻率的裝置。

在帶有多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)上一般還裝有各臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速同步指示器,直接指示出各臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速間的偏差情況便于駕駛員及時(shí)調(diào)整。數(shù)字式轉(zhuǎn)速表由轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)速指示器組成。數(shù)字式轉(zhuǎn)速傳感器將被測(cè)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)頻率。數(shù)字式轉(zhuǎn)速傳感器可分為兩種類型:磁電式光電式磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器傳感器的構(gòu)成導(dǎo)磁齒盤1;永久磁鐵2;感應(yīng)線圈。磁電感應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器被測(cè)轉(zhuǎn)速測(cè)量原理導(dǎo)磁齒盤直接或經(jīng)過減速器與被測(cè)轉(zhuǎn)軸連接。當(dāng)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),導(dǎo)磁齒間隔地閉合或斷開磁路,磁路的磁阻/磁通隨之周期性變化,從而在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),其變化頻率

與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和齒盤齒數(shù)Z呈正比:霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器霍爾元件:高純度半導(dǎo)體材料制成的薄片。霍爾效應(yīng)B霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器原理

導(dǎo)磁齒盤1;永久磁鐵2;霍爾元件霍爾被測(cè)轉(zhuǎn)速測(cè)量原理(1)將霍爾元件帖裝在條形永久磁鐵的端面,并將永久磁鐵沿導(dǎo)磁齒盤的徑向安裝。(2)當(dāng)導(dǎo)磁齒盤隨被測(cè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),導(dǎo)磁齒的齒頂和齒隙將依次通過永久磁鐵的下端面,使通過霍爾元件的磁場(chǎng)發(fā)生周期變化(忽大忽小),霍爾電勢(shì)亦隨之發(fā)生周期性變化,其變化頻率即與轉(zhuǎn)速呈正比。被測(cè)轉(zhuǎn)速光電式轉(zhuǎn)速傳感器原理:利用光源和調(diào)制裝置,將被測(cè)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào),再通過光電轉(zhuǎn)換(光敏元件)進(jìn)一步變換為電脈沖信號(hào)。光電式轉(zhuǎn)速傳感器原理測(cè)量原理(透射式)(1)在被測(cè)轉(zhuǎn)軸上裝一調(diào)制圓盤,圓盤上均布N個(gè)狹縫,光源和光敏分置于圓盤兩側(cè)。(2)當(dāng)狹縫正對(duì)光路,光源發(fā)出的光穿過縫隙,經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦后,照射在光敏元件上,受到光照的光敏元件,產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào);在無縫處,圓盤截?cái)喙饴罚饷粼o光照射,不產(chǎn)生電信號(hào)。(3)被測(cè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí),光路周期地通或斷,光敏元件即產(chǎn)生相應(yīng)的電脈沖輸出信號(hào)。油量表用來測(cè)量和指示飛機(jī)油箱內(nèi)燃油的容積或重量,并可在油量減少到一定數(shù)量時(shí)發(fā)出剩油警告。4、發(fā)動(dòng)機(jī)油量測(cè)量油量表種類:浮子式電容式葉輪式浮子式油量表原理:利用浮子把油箱液面高度轉(zhuǎn)變成電量,從而測(cè)量油量。組成:傳感器(浮子式)Q→h→R;指示器(動(dòng)框式電流比值表)和轉(zhuǎn)換開關(guān)等。(原理電路是一個(gè)直流半對(duì)角線電橋)Q↑→h↑→RX↑RY↓→VA↑VC↓→IⅠ↓IⅡ↑→M1↓M2↑→指示增大;反之,Q↓→h↓→指示減小。即Q→h→R→IⅠ/IⅡ指示油量使用特點(diǎn)(1)通電前,機(jī)械零位;通電后,指示被測(cè)油量;(2)姿態(tài)誤差大,平飛時(shí)判讀;(3)警告燈亮?xí)r,結(jié)合耗油情況,正確判斷剩油量。電容式油量表

原理:利用電容器把油量轉(zhuǎn)變成電容量,從而測(cè)量油量。

組成:傳感器、指示器、

轉(zhuǎn)換開關(guān)電容器的電介質(zhì)是燃油和燃油之上的空氣。電容值與油面高度之間具有單值函數(shù)的關(guān)系。儀表的工作原理

當(dāng)XCX(R2+R2′)=XC0R1時(shí)電橋平衡

Q↑→CX↑→XCX↓→U出

→電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)→R2′↑,重新平衡,指示↑;反之,Q↓→CX↓→指示↓。即Q→CX→自動(dòng)平衡電橋

電容式油量表的指示以某一種燃料在某一規(guī)定溫度時(shí)的介電常數(shù)和密度為根據(jù)。溫度誤差:由于溫度變化,使介電常數(shù)和密度變化引起的誤差。換油誤差:由于更換燃油,使介電常數(shù)和密度變化引起的誤差。電容值平行板的面積A平行板間的距離D真空介電常數(shù)ε相對(duì)介電常數(shù)KAD問題燃油的K≈2不同的燃油K不同,換油時(shí)會(huì)產(chǎn)生換油誤差。K<2

1/2EF

燃油量表燃油箱燃油量表的默認(rèn)K=2,但如果燃油的K=1.8那么即使油箱已滿,但指示總是未滿。解決的辦法:補(bǔ)償器用補(bǔ)償器計(jì)算K

C=KA/DK=C(Compensator)(xA/D)燃油箱

1/2EF

燃油量表使用補(bǔ)償器(一個(gè)短的燃油探頭,總是浸在燃油中)計(jì)算燃油的實(shí)際K值。

89個(gè)電容式傳感器(A340)WingandcentertankprobeslocationProbeterminalblock3個(gè)補(bǔ)償器測(cè)量相對(duì)介電常數(shù)LHInnertankCompensator2個(gè)密度計(jì)DensitometerOthertanksusedsamedensitycorrectedfortemperature.使用特點(diǎn)配合轉(zhuǎn)換開關(guān)讀數(shù)。通電前指任意位,通電后指油量。采用多根傳感器,姿態(tài)誤差比浮子式小。傳感器無摩擦,可靠性高。優(yōu)點(diǎn):精度高沒有活動(dòng)部件,消除了機(jī)械摩擦等影響補(bǔ)償器消除換油、溫度影響缺點(diǎn):易受水分影響易受微生物影響

電容式油量表屬電氣式測(cè)量裝置,性能比浮子式好。不論是浮子式還是電容式油量表,都是通過感受油箱中油面高低來間接測(cè)量油量的。即使油量不變,但飛機(jī)姿態(tài)變化時(shí),因油面隨之傾斜,也將造成油量測(cè)量的誤差即所謂姿態(tài)誤差。但電容傳感器屬細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu),可以在一個(gè)油箱的不同部位同時(shí)安裝傳感器測(cè)量油面的平均高度,所以電容式油量表的姿態(tài)誤差小于浮子式。超聲波傳感器超聲波油量傳感器中應(yīng)用的是渡越時(shí)間檢測(cè)法。超聲波油量傳感器的發(fā)射器和接收器是安裝在油箱表面。用超聲波測(cè)量油箱內(nèi)的油量,實(shí)際就是要測(cè)量上表面到油面的距離,由此算出油箱內(nèi)油的高度,進(jìn)一步計(jì)算出油的體積和重量。

從超聲波發(fā)射器發(fā)出的超聲波,經(jīng)氣體介質(zhì)的傳播,傳到接收器的時(shí)間,就是渡越時(shí)間。要測(cè)量油的高度

h,先要測(cè)量上表面到油面的距離l,轉(zhuǎn)化為測(cè)量渡越時(shí)間

T,若超聲波的傳播速度為

u,罐的總高度為

H,則:h=H-uT/2。

基于超聲波可在不同密度介質(zhì)的分界面上產(chǎn)生反射的特性,通過裝在油箱底部的超聲波發(fā)生器,向燃油油面發(fā)射脈沖信號(hào),此脈沖與油面接觸,產(chǎn)生反射,并由超聲波接受器采集,超聲波脈沖信號(hào)反射時(shí)間與油箱的油柱高成比例,從而測(cè)出油面的高度。超聲波油量測(cè)量相對(duì)傳統(tǒng)的電容式油量測(cè)量有無法比擬的優(yōu)點(diǎn):測(cè)量精度高;維護(hù)方便,除超聲波探頭安裝在飛機(jī)油箱中,其余工作部分均在油箱外,可直接進(jìn)行維護(hù);系統(tǒng)可靠性高,由于采用微處理技術(shù),使系統(tǒng)所需部件的數(shù)量減小,復(fù)雜性降低、抗污染能力強(qiáng)。機(jī)械指示器是在維護(hù)時(shí)采用的輔助測(cè)量工具。類型有:磁性浮子式油尺、滴油管式油尺和光線式油尺等。機(jī)械指示器

(B737-800)1、2號(hào)主油箱有6個(gè)量油尺,每個(gè)量油尺在油箱接近門上。有4個(gè)量油尺在主油箱,2個(gè)在油箱接近面板,2個(gè)在機(jī)翼蒙皮上。

在主起落架輪艙,有2個(gè)傾斜儀,一個(gè)測(cè)俯仰度,一個(gè)測(cè)橫側(cè)度??捎昧坑统咦x數(shù)和俯仰傾斜的數(shù)據(jù)來確定油量。磁性油尺

燃油耗量表指示飛機(jī)上燃油的消耗量,即單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃油數(shù)量,它可以用消耗的質(zhì)量也可用體積表示。

單位時(shí)間的耗油量和總耗油量是保證飛行安全、考核發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)效果和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的重要參數(shù)。常用的流量表都由傳感器和指示器兩部分組成。燃油消耗量測(cè)量

飛機(jī)上使用的流量表主要有兩類:一類是渦輪流量表,用于測(cè)量單位時(shí)間消耗燃油的體積;另一類是質(zhì)量流量表,它能測(cè)量單位時(shí)間消耗燃油的質(zhì)量,精度較高而且不受溫度等因素的影響。

直接測(cè)量質(zhì)量消耗量的耗量表雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但精度高,而且精度不受環(huán)境溫度等條件的影響,己在某些飛機(jī)上得到應(yīng)用。但目前得比較多的仍是渦輪耗量表。

根據(jù)飛機(jī)油箱中的儲(chǔ)油量和單位時(shí)間內(nèi)的消耗量,駕駛員即可比較準(zhǔn)確地估計(jì)飛機(jī)可能續(xù)航的時(shí)間和航程,并可間接檢查飛機(jī)供油系統(tǒng)是否有漏油現(xiàn)象。為了減少飛機(jī)儀表的數(shù)量,油量表和耗量表經(jīng)常組合成一個(gè)表。

5、發(fā)動(dòng)機(jī)推力測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)推力表是了解渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率的儀表,它與轉(zhuǎn)速表共同反映發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。其作用主要是幫助駕駛員調(diào)節(jié)油門,以保持發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有的推力。發(fā)動(dòng)機(jī)推力表一般都是通過測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口壓力與渦輪的出口壓力的壓力比或壓力差來反映推力的,所以這種儀表又稱壓力比表或壓力差表。壓力比率表

發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率或推力是一個(gè)要準(zhǔn)確地了解和控制的重要參數(shù)。但影響功率或推力的因素很多,難以實(shí)現(xiàn)直接的、準(zhǔn)確的測(cè)量。過去是根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速和排氣溫度間接估算噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力,但精度很低。為了提高推力估計(jì)的準(zhǔn)確度和充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,目前有些機(jī)種采用了測(cè)量噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣總壓和噴氣總壓之比的壓力比計(jì)。

壓力比計(jì)是一種伺服式儀表,全套儀表包括有壓力探頭(一個(gè)進(jìn)氣壓力探頭和若干個(gè)噴氣壓力探頭)和一個(gè)伺服式壓力比指示器。通過感壓膜盒組和平衡機(jī)構(gòu)檢測(cè)壓力比值的變化,而后經(jīng)過線性差動(dòng)電感變換器(LVOT)、放大器、電動(dòng)機(jī)和減速器組成的自平衡裝置,一方面使平衡機(jī)構(gòu)重新恢復(fù)平衡狀態(tài),同時(shí)驅(qū)動(dòng)指針指示相應(yīng)的壓力比值。根據(jù)壓力比計(jì)的示值,不僅能比較準(zhǔn)確地估計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力而且能方便地進(jìn)行調(diào)整和控制。螺旋槳槳矩表

用以測(cè)量螺旋槳(或旋翼)的槳葉角。在變矩螺旋槳飛機(jī)和直升機(jī)上,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)調(diào)整槳葉角可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率與螺旋槳需用功率的平衡。槳矩表常采用直流或交流同步傳輸系統(tǒng)來測(cè)量并指示槳葉角。

用以測(cè)量渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的扭矩。根據(jù)主軸扭矩和轉(zhuǎn)速可以估算發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。通常采用力矩壓力表直接指示扭矩。

扭矩表指位表主要用于指示某一機(jī)件的停放位置或開放角度。指位表除用于指示發(fā)動(dòng)機(jī)油門桿的停放角度和滑油散熱器風(fēng)門的收放位置外,還用來指示飛機(jī)操縱系統(tǒng)的各種操縱面位置。

常用的發(fā)動(dòng)機(jī)儀表多采用指針-圓形刻度盤式顯示裝置,并在刻度盤的邊緣涂有紅、綠或其他顏色。根據(jù)指針是否進(jìn)入一定的顏色區(qū)即可迅速判明發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常與否。為了減少儀表數(shù)量,常采用多針式儀表。豎直帶式指示器曾用于發(fā)動(dòng)機(jī)儀表,它排列緊湊,但是帶式顯示裝置比指針-圓形刻度盤式顯示裝置更易受振動(dòng)的影響,尤其在直升機(jī)的振動(dòng)條件下會(huì)使指示模糊。

利用發(fā)光二極管等固體發(fā)光器件組成豎直刻度顯示器則不受振動(dòng)的影響。平板顯示器有助于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)儀表的小型化、電子化、數(shù)字化和綜合化,已在某些機(jī)種上得到應(yīng)用。隨著電子綜合顯示技術(shù)的發(fā)展,新型的發(fā)動(dòng)機(jī)管理顯示儀已經(jīng)問世。這種儀器有利于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的控制和縮小發(fā)動(dòng)機(jī)儀表板的面積。11.2發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控參數(shù)一、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控通過從檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)熱力參數(shù)和機(jī)械性能參數(shù),并提取相應(yīng)信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)的識(shí)別,尋找發(fā)動(dòng)機(jī)的故障,指出故障的原因,部位,程度和趨勢(shì),編制出相應(yīng)的檢查和維修計(jì)劃的綜合技術(shù)系統(tǒng)。

監(jiān)控參數(shù)(征兆量)應(yīng)滿足下述要求

①能明確發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài);②對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及變化反應(yīng)靈敏;③能簡(jiǎn)單、迅速、準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量:④在發(fā)動(dòng)機(jī)相應(yīng)的位置上能安裝傳感器,并能方便地進(jìn)行檢查、維修和拆換。主要發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù):EPR,N1,EGT次要參數(shù):N2,FF,OilPRESS,OilTEMP,OilQTY監(jiān)控參數(shù)分為工況參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)推力EPRorN1氣動(dòng)熱力參數(shù)EGT,FF,N1,N2機(jī)械性能參數(shù)VIB,OP,OT,油門桿位置,通氣壓力溫度二、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)氣動(dòng)熱力參數(shù)EGTEGT叫發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度,一般是低壓渦輪后燃?xì)獾目倻谽GT的高低,反應(yīng)了發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要,最關(guān)鍵的參數(shù)—渦輪前燃?xì)饪倻氐母叩停瑫r(shí)它決定了發(fā)動(dòng)機(jī)性能的高低和變化,決定了渦輪導(dǎo)向器工作的安全及壽命,對(duì)壓氣機(jī)、渦輪效率的下降反應(yīng)極為敏感,對(duì)引氣系統(tǒng)的故障也有很明顯的反應(yīng)。一般隨著這些故障的出現(xiàn),EGT均有不同程度的升高。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)和飛行狀態(tài)參數(shù)出現(xiàn)問題時(shí),EGT隨之而變化。氣動(dòng)熱力參數(shù)FFFF是燃油流量,是單位時(shí)間(一小時(shí))進(jìn)入燃燒室的燃油質(zhì)量。FF作為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)而被監(jiān)控。它與EGT一樣,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)各部件效率的下降而增加,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)和飛行狀態(tài)參數(shù)出現(xiàn)問題時(shí),F(xiàn)F也隨之而變化。氣動(dòng)熱力參數(shù)N1:N1是低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。對(duì)于以發(fā)動(dòng)機(jī)壓比EPR為工作狀態(tài)參數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī),低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速N1也是監(jiān)控參數(shù)之一,它是空氣流量的函數(shù)。該參數(shù)的特點(diǎn)是:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能發(fā)生變化時(shí),與其它參數(shù)相比它的變化較小。N1對(duì)低壓渦輪的損壞,EPR系統(tǒng)故障,引氣系統(tǒng)故障有反應(yīng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)參數(shù)和飛行狀態(tài)參數(shù)出現(xiàn)問題時(shí),N1隨之而變化。氣動(dòng)熱力參數(shù)N2N2是高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2雖然不象EGT那樣對(duì)流量損失和部件效率下降反應(yīng)那么靈敏,但N2對(duì)于分析發(fā)動(dòng)機(jī)性能和部件損壞卻有很大的作用。機(jī)械性能參數(shù)VIBVIB是振動(dòng),它提供了有關(guān)旋轉(zhuǎn)部件平衡變化的信息。機(jī)械性能參數(shù)OPOP是滑油壓力。滑油壓力的變化可以描述滑油系統(tǒng)中油濾堵塞,滑油箱出口有外來物,調(diào)壓活門有故障或滑油泵有故障,亦可能是滑油壓力指示系統(tǒng)有故障。機(jī)械性能參數(shù)OTOT是滑油溫度?;蜏囟茸兏弑硎境龌蜏囟戎甘鞠到y(tǒng)有故障,滑油量過少,滑油散熱器有故障,還可以指示出軸承或軸承腔有故障,及齒輪箱的故障。機(jī)械性能參數(shù)油門桿位置大部分發(fā)動(dòng)機(jī)故障都會(huì)使油門桿位置不同步,油門桿位置不同步反映出引氣系統(tǒng)有故障。機(jī)械性能參數(shù)通氣壓力溫度通氣壓力或通氣溫度的變化反應(yīng)出有高壓氣體泄漏入軸承腔或通氣增壓活門有故障。二、發(fā)動(dòng)機(jī)主要信號(hào)的采集EPR傳感器的工作原理轉(zhuǎn)子脈沖探頭EGT的測(cè)量EGT的測(cè)量三、發(fā)動(dòng)機(jī)次要信號(hào)的采集FF燃油流量傳感器OILTEMPOILPRESSOILQTYVIB振動(dòng)指示傳感器11.3發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)目前己廣泛地應(yīng)用于大、中型飛機(jī)上。根據(jù)分析知道,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),被監(jiān)視的振動(dòng)參數(shù)(振動(dòng)幅值、速度、加速度等)具有正常的數(shù)值范圍;發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)突然加劇時(shí),振動(dòng)參數(shù)也隨之發(fā)生突變,預(yù)示著發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了故障。振動(dòng)參數(shù)的進(jìn)一步分析,還可迅速地尋找到故障發(fā)生的部位。因此,利用振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)可以做到發(fā)動(dòng)機(jī)故障的早期診斷和排除。若振動(dòng)參數(shù)發(fā)生緩變,檢測(cè)這些參數(shù)并經(jīng)過分析,可以決定發(fā)動(dòng)機(jī)是否需要提前進(jìn)行維修,即所謂“視情維修”從而有效提高了發(fā)動(dòng)機(jī)工作的安全性和可靠性。一、簡(jiǎn)易振動(dòng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的測(cè)量

1.監(jiān)測(cè)參數(shù)的選取低頻選位移、中頻選速度、高頻選加速度作為測(cè)量參數(shù)目前趨向于采用振動(dòng)速度作為振動(dòng)監(jiān)控參數(shù)。整個(gè)振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)由振動(dòng)參數(shù)傳感器,放大器和指示器三個(gè)部分組成。傳感器的典型安裝方式2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選定敏感點(diǎn)--振動(dòng)部位關(guān)鍵點(diǎn)--離監(jiān)測(cè)零件最近的部位易損點(diǎn)--容易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的部位注意事項(xiàng):(1)避免高溫環(huán)境。(2)低頻振動(dòng)兩個(gè)方向;高頻振動(dòng)一個(gè)方向即可。(3)減少中間環(huán)節(jié)。(4)足夠的剛度。(5)監(jiān)測(cè)點(diǎn)要固定不變。3.監(jiān)測(cè)周期的確定定期巡檢隨機(jī)點(diǎn)檢

長(zhǎng)期連續(xù)監(jiān)測(cè)

測(cè)振傳感器

振動(dòng)加速度傳感器0~50kHz振動(dòng)位移傳感器0~10kHz振動(dòng)速度傳感器10Hz~2kHz

二、簡(jiǎn)易振動(dòng)診斷的常用儀器設(shè)備

渦流式位移傳感器的工作原理圖

渦流式位移傳感器

渦流式位移傳感器典型的安裝方式

(1)被測(cè)物體性能;(2)被測(cè)物體尺寸;(3)被測(cè)物體表面加工狀況;(4)被測(cè)物體材料;(5)被測(cè)物體表面鍍層;(6)被測(cè)物體表面殘磁效應(yīng)。被測(cè)物體的性能參數(shù)影響整個(gè)傳感器系統(tǒng)的性能:磁電式速度傳感器

以振動(dòng)體的振動(dòng)速度為測(cè)量目標(biāo)的傳感器稱為速度傳感器,適用于測(cè)量殼體的振動(dòng)、軸的絕對(duì)振動(dòng)等。常用的速度傳感器為(具有彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的)磁電式傳感器。它測(cè)量的信號(hào)是被振動(dòng)物體相對(duì)于大地或慣性空間的絕對(duì)運(yùn)動(dòng),因此又稱之為慣性式傳感器或地震式傳感器。傳感器工作時(shí),工作線圈的輸出電壓與被測(cè)振動(dòng)體的速度成正比,因此,經(jīng)過換算便可求得振動(dòng)物體的速度。壓電式加速度傳感器

利用晶體的壓電效應(yīng)原理制成,它輸出的電荷量與它的殼體所承受的加速度值成正比體積小、頻響寬、相頻特性好是目前使用最普遍的傳感器

每個(gè)加速度傳感器有兩個(gè)或多個(gè)裝在一個(gè)相當(dāng)大的質(zhì)量塊M下的壓電片P,并通過強(qiáng)彈簧S壓緊在一個(gè)相當(dāng)厚的金屬基座B上。在一定頻率范圍內(nèi),壓電片所呈現(xiàn)的電荷量將和加速度傳感器所承受的加速度成正比。前置放大器

作用:進(jìn)行阻抗變換,把高阻抗輸出變換為低阻抗輸出放大壓電式傳感器輸出的微弱信號(hào)電荷放大器:輸出電壓與輸入電荷量成正比的前置放大器,受電纜電容的影響很小。電壓放大器:輸出電壓與輸入電壓成正比。對(duì)電纜對(duì)地電容的變化非常敏感。影響因素

1)濕度;2)環(huán)境溫度;3)電纜噪聲;4)接地回路噪聲;5)傳感器橫向靈敏度;6)傳感器安裝方式。11.4航空發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)

從六十年代開始,人們?cè)跓o損檢測(cè)的基礎(chǔ)上全面開展了監(jiān)控技術(shù)的研究,在經(jīng)歷了滑油監(jiān)測(cè)、各種機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)之后,目前已進(jìn)入以發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械性能和熱力學(xué)性能分析為基礎(chǔ)的綜合監(jiān)控階段,并準(zhǔn)備向更高級(jí)的一體化設(shè)計(jì)階段邁進(jìn)。至今所研究出來的各項(xiàng)單項(xiàng)監(jiān)測(cè)裝置和各類綜合監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于世界各條航線,并已為保障飛行安全、降低飛行成本、促進(jìn)新機(jī)研制,以及改革維修制度、降低維修成本等方面都作出了卓越的貢獻(xiàn)。一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是一種通過探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)、尋找發(fā)動(dòng)機(jī)故障,指出故障的原因、部位、程度和趨向,及至最終編制出相應(yīng)的檢查計(jì)劃和維修程序的綜合技術(shù)系統(tǒng)。它由檢測(cè)和診斷兩大部分組成。檢測(cè)部分是采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能和結(jié)構(gòu)參數(shù),并對(duì)它進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蛽Q算,然后再與原始發(fā)動(dòng)機(jī)(或成批發(fā)動(dòng)機(jī)平均的原始數(shù)據(jù))的原始數(shù)據(jù)或圖征譜進(jìn)行趨向比較,記錄下現(xiàn)行性能及趨向比較的結(jié)果。診斷部分是根據(jù)現(xiàn)代航空學(xué)及其他有關(guān)學(xué)科(斷裂力學(xué)、熱力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)等)理論,專家們(指精通性能和結(jié)構(gòu),有長(zhǎng)期外場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人員)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),諸如:各類故障現(xiàn)象、各類故障出現(xiàn)的概率、對(duì)故障機(jī)理的認(rèn)識(shí),以及維修手冊(cè)的具體內(nèi)容,或由人工或用計(jì)算機(jī)分析檢測(cè)結(jié)果。找出性能退化和狀態(tài)故障的情況,并制定出相應(yīng)檢查程序和經(jīng)濟(jì)省時(shí)的維修計(jì)劃。二、監(jiān)控系統(tǒng)介紹1.監(jiān)控對(duì)象:主要監(jiān)控對(duì)象是發(fā)動(dòng)機(jī)氣路部件、熱段部件、燃燒室與噴嘴、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)、軸承、齒輪與泵、潤(rùn)滑件、燃/滑油系統(tǒng)及主要結(jié)構(gòu)件的狀態(tài)和性能。2.監(jiān)控參數(shù):主要有轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、流量、振動(dòng)等,詳見表1。3.監(jiān)控系統(tǒng)的組成:通常由無損檢查、滑油監(jiān)測(cè)、機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè),和性能監(jiān)測(cè)四大部分。有關(guān)各部分的主要組成內(nèi)容及其簡(jiǎn)要用途,見表2。表2監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容4.各類監(jiān)測(cè)裝置簡(jiǎn)單介紹A.同位素射線照相射線照相是目前比較流行的,適合于外場(chǎng)原位檢測(cè)。常用的放射源是同位素Ir-192(鐵等效厚度10~15mm)和Co-60(等效鐵厚度0~140mm)。主要檢查的對(duì)象是孔探儀(光導(dǎo)纖維孔探儀)無法檢查的部位,即某些氣路部件的缺損、裂紋及熱變形等。例如JT-9D發(fā)動(dòng)機(jī)二級(jí)渦輪導(dǎo)向葉片的熱變形等。射線檢查裝置重量很輕、體積很小、無須電源,便于攜帶到外場(chǎng)使用;并且可以插入到渦輪軸之類的狹小部位進(jìn)行檢查。因此,它是目前外場(chǎng)無損檢查的一種重要的檢查裝置。B.滑油光學(xué)監(jiān)測(cè)器由于滑油監(jiān)測(cè)在監(jiān)控技術(shù)中的地位相當(dāng)重要,所以構(gòu)成了滑油監(jiān)測(cè)這一獨(dú)立的部分。如滑油消耗量監(jiān)測(cè)和滑油光譜分析(SOAP)等。但這類方法都有一個(gè)共同的缺點(diǎn),即不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),必須在地面進(jìn)行取樣分析。機(jī)載滑油光學(xué)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器:利用滑油對(duì)光的散射和傳播的影響原理制成的。安裝在飛機(jī)油箱和供油泵之間,對(duì)整個(gè)滑油污染變質(zhì)的情況實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

裝置內(nèi)部有一紅外光源,它產(chǎn)生一束紅外光照射流動(dòng)的滑油。在一定的散射角位置和透射位置上裝有光電變換元件,分別用來接收散射光能和透射光能。由于散射光強(qiáng)隨滑油中浮懸的微粒的增加而增加;而透射光強(qiáng)則因滑油化學(xué)性質(zhì)的變化而變化。因此,我們可以根據(jù)兩只光電變換元件所反映的信號(hào)大小來判斷滑油污染和變質(zhì)的情況及其變化趨向,從而可以反映被潤(rùn)滑的零件的磨損及故障的情況。下圖說明在線滑油光學(xué)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)器在齒輪箱加速壽命試驗(yàn)中對(duì)軸承損傷的響應(yīng)曲線。與其他滑油監(jiān)測(cè)裝置相比,這種裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)施機(jī)載實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和趨向監(jiān)控,目前已在歐美的好多機(jī)種上使用,效果是相當(dāng)好的。C.渦輪葉片表面溫度監(jiān)控裝置—輻射高溫計(jì)為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,力求提高渦輪前的溫度。目前渦輪葉片的工作溫度已接近于葉片材料所允許的極限溫度。據(jù)研究報(bào)告報(bào)導(dǎo),如果將渦輪葉片溫度再升高50。C,那么葉片的壽命將縮短為50%。從整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)來看,渦輪葉片的工作環(huán)境最惡劣,始終處于高溫和高的離心加速度下,它的疲勞壽命消耗也最大。當(dāng)渦輪葉片選用空心葉片時(shí),若此狀態(tài)有幾個(gè)葉片冷卻氣流受阻,則其后果是不勘設(shè)想的。因此對(duì)渦輪葉片狀態(tài)的監(jiān)測(cè),對(duì)確保安全和延壽都有重大的意義。。

渦輪葉片表面溫度監(jiān)測(cè)是一種機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)裝置是輻射高溫計(jì)。它是一種根據(jù)光輻射原理制成的一種光電裝置。通常由收集葉片表面輻射能量的人選蘭寶石透鏡聚光器(高溫頭)、光導(dǎo)纖維傳輸部分、光電變換器、峰值和平均值檢波器、線性化器等組成。測(cè)量范圍為1000~20000。F,精度5。F,響應(yīng)時(shí)間微秒級(jí),其結(jié)構(gòu)及其在發(fā)動(dòng)機(jī)上的安裝情況如圖。

每當(dāng)渦輪葉片通過時(shí),輻射高溫計(jì)就快速、非接觸、高精度地測(cè)取葉片表面的靶面(Φ0.5~l)的輻射強(qiáng)度,從而可以精確顯示各個(gè)葉片表面溫度分布,所有葉片的平均溫度和峰值溫度,以及最高溫度葉片的峰值溫度。從而,可以有效地判斷哪個(gè)葉片冷卻流路阻塞、更有效地判斷超溫情況,同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)燃燒室火焰形狀變化所引起的總溫變化等。這是一種有效的溫度監(jiān)測(cè)裝置,目前在英、美、加拿大等航空公司都獲得廣泛應(yīng)用。D.發(fā)動(dòng)機(jī)性能監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中,由于氣路組成部件的磨損、表面污染等原因,使發(fā)動(dòng)機(jī)性能退化。結(jié)果勢(shì)必導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)油耗增加

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