[发明专利]一种基于高能X射线的航空发动机间隙测量方法

说明书

本申请涉及航空发动机间隙测量领域，为一种高能X射线的航空发动机间隙测量方法，通过加速器分系统发出X射线，图像采集分系统接收X射线并成像，通过对成像区域内的特征点进行提取，获取特征点相对于航空发动机轴线位置的坐标，从而能够准确地计算出两个零部件之间的间隙变化和间隙值，并准确得到两个零部件之间是否产生碰磨的结论。

技术领域

本申请属于航空发动机间隙测量领域，特别涉及一种基于高能X射线的航空发动机间隙测量方法。

背景技术

转静子间隙是航空发动机重要研究内容，一方面，间隙对保证发动机性能至关重要，另一方面，合理的间隙对避免转静子件异常碰磨、确保飞行安全有重要意义。掌握发动机工作状态间隙变化规律，是间隙设计方法研究的前提。目前间隙分析主要依靠计算、传感器测量两种手段，测量方法常见的有放电探针测量法、电涡流测量法、电容测量法以及光纤测量法等。通常在发动机零部件上安装传感器，通过测量静子件与转子件之间的距离，获得转静子之间的间隙，该方法主要应用于叶尖间隙测量。

高能X射线数字成像技术作为先进的无损检测技术之一，已经应用于国外航空发动机研制中，如英国RR、美国GE、法国SNECMA等都有应用经验。该技术打破了传统思路，在不破坏发动机内部流场、不需安装测量探头、不受发动机零组件工作温度和测量可达性等限制的条件下，观察和测量发动机任何状态的内部零组件工作情况，掌握发动机内部零组件实时工作间隙，为间隙设计和改进提供数据支撑。

现有测量方法的缺点是：

1.主要用于转子-静子之间的径向间隙分析，较难实现转子-转子、静子-静子之间的间隙测量，以及零组件之间的轴向间隙测量。用于相邻零部件之间的测量，无法测量零部件相对发动机主基准的绝对位移变化。仅能测量工作状态的间隙，无法获得停车后状态的间隙数据。

2.每测一个位置，需要针对测量部位进行改装，同时，受零部件结构形式限制、传感器使用环境温度限制等，很多部位(如篦齿蜂窝封严位置等)的间隙，无法通过上述方法实现测量。

3.结构改装破坏发动机内部原始流场，同时，受发动机内部高温高压、油雾、振动等工作环境影响，容易造成传感器探头污染等，发动机与测量传感器的相互影响，会带来间隙分析结果偏差。

4.传感器造价昂贵，测量过程中易损耗，导致测量成本较高，同时，测试改装工作增加了额外的时间成本。

鉴于大涵道比发动机对安全性、经济性提出了更高的要求，亟需通过一定手段对转子-静子、转子-转子、静子-静子之间的间隙进行准确测量、分析，并进行合理的间隙设计，使发动机在安全性和经济性上进一步提升。

发明内容

本申请的目的是提供了一种基于高能X射线的航空发动机间隙测量方法，以解决现有技术中难以对多种零部件之间的轴径向间隙进行准确测量的问题。

本申请的技术方案是：一种基于高能X射线的航空发动机间隙测量方法，包括将待测航空发动机装配到高能X射线成像系统内；调整加速器分系统位置，使得测量部位位于成像区域中心；选取合适的试车程序；驱动航空发动机、加速器分系统、图像采集分系统工作；加速器分系统发出X射线至发动机测量位置，图像采集分系统接收X射线成像并将图像测量结果发送至图像处理分系统；对于图像中待测区域的两个不同零部件上分别进行特征点的选取，获取特征点相对于航空发动机轴线位置的坐标，而后获取发动机不同状态下2个零部件的间隙变化情况并对间隙变化情况进行数据处理。