基于数字化技术的航空发动机检测探析

基于数字化技术的航空发动机检测探析

李娜

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：航空发动机长时间在高温、高负荷等恶劣环境下运行，导致其性能逐渐退化，增加飞机事故发生的风险。因此加强航空发动机的健康监测，提高飞行的安全性是现阶段航空业和学术界重点的研究方向。对发动机进行健康监测需要预测发动机出现异常点的时间或维持正常运行剩余的时间。这样便有足够的预留时间为发动机制定可靠的维修计划，从而提高飞行的经济性和安全性。

关键词：数字化技术；航空发动机；数字化检测；装配检测；

引言

随着科技不断进步，航空发动机部件数字化检测技术越来越发达，不仅能够充分满足高质量安装发动机部件的需求，而且有助于进一步提高航空发动机装配的总体技术水平，提高安全性。如何最大限度地利用数字化检测技术在航空发动机装配检测及维修领域的应用一直在引发广泛的讨论和分析。

1、分析传统装配检测技术存在的主要问题

传统的发动机装配和检测技术受到许多人为的约束，装配质量得不到可靠的保证。主要有四个方面原因:第一，错误率高。使用传统方法装配和检测时，大多数零组件都是人工手动装配和目视检测的，这在一定程度上增加了装配错误和装配遗漏的可能性，从而引发故障，不仅影响发动机的正常运行，甚至在严重故障时影响发动机中的机械设备和人员安全；第二，精度较低。由于大多数装配过程都是人工手动进行的，因此装配过程中的错误率会增加，受人为因素的影响，导致装配精度较低。第三，装配标准不一致。由于装配人员的专业水平、能力有所不同，在装配过程中很难实现装配的产品标准统一，因此装配过程中存在操作上的差异，例如，不同装配人员负责的装配类型相同，易导致不同的质量水平；第四，精密设备损坏率高。航空发动机装配过程中，不仅对操作者要求较高，对精密检测仪器的要求也较高，很多精密仪器不允许连续充电，这可能会影响航空发动机性能的检测质量。

2、数字化检测技术在航空发动机装配检测中的作用

在航空发动机的装配检测中有效应用数字化检测技术对提高航空发动机零组件的整体装配质量至关重要。通过对航空发动机装配作业的研究和分析表明，航空发动机装配作业周期较长，装配作业的质量直接影响到航空发动机装配的总体效率，而且随着发动机结构复杂性的增加，数字化检测技术已成为航空发动机关键技术瓶颈的创新点和突破点，它融合了多种先进技术，具有很大的实用价值。利用数字化检测技术的优势，通过其强大的功能帮助实现航空发动机部件装配操作和检测，最大限度地提高了航空发动机的装配检测质量和准确性。

3、基于数字化技术的航空发动机检测探析

3.1  人工检测诊断方式的应用分析

在对航空发动机故障进行检测检修时，通过检测检修人员可直接判断发现的问题可以直接采用人工检测诊断方式，直接找到航空内部中的小问题，明确问题所处的位置，结合实际问题采用合适的维修方法。这种检测诊断方式对相关检测人员的要求比较高，需要他们具备丰富的检测维修经验，以及专业的知识技能，这样在具体的航空发动机检测维修工作中，检测人员也许不需要使用任何检测工具设备，就能够利用自身的感官对故障进行精准判断。比如，若是航空发动机出现异常的响声，检测人员可以通过故障复现的方式，结合自己丰富的检测维修经验，对于异常响声所处的位置予以准确判断，并对异响产生的原因进行分析，结合分析结果，直接采用合适的技术对故障进行解决。通过有效的人工检测诊断方式，能够在较大程度上加快故障维修检测的速度，保障故障维修的效果。不过，人工检测诊断技术对于检测维修人员的专业性有着较高的要求，这种检测诊断方式比较传统，但目前仍然是航空发动机故障检测诊断的重要方式之一。人工检测诊断本身具有较高的主观性，所以，其检测数据的准确性相对比较低，很容易由于人为原因出现误差，这样在对数据信息进行分析时，也会影响分析结果，不仅会对航空发动机故障检测效果产生一定的影响，还会降低航空发动机检测维修质量，使得航空发动机整体的运行性能难以达标，降低航空发动机飞行安全。

3.2装配制造数字化

航空发动机的制造装配是一项复杂而困难的工作。因为不仅需要了解实际作业过程中对技术、工具、检验等过程，还必须将新技术纳入实际作业，以提高生产力和产品的质量控制能力。航空发动机装配工作的特点是工作过程中装配部件的复杂性和多样性，以及在整个过程中仍有许多过程需要人和机器相互作用，而且装配过程中对装配精度要求很高。因此，它对工作人员的各个方面都要求很高，特别是装配相关的技术人员对装配技术的掌握情况。传统的航空发动机装配技术主要通过刚性装配进行，但刚性装配方法不再适用于所有类型的发动机装配，只能应用于某些类型的发动机。因此，在现阶段定位航空发动机装配时，工作人员应根据实际情况制定生产或定制相关部件的科学合理计划，在实际操作前，应利用虚拟装配了解装配过程，及时检测发现问题并解决。随着世界各国科学技术的发展，今后将出现许多新技术，数字化检测技术将越来越多地应用于航空发动机的装配检测中。

3.3数字化检测系统建立

装配数字化检测技术是航空发动机装配质量控制中的最新应用环，同时也是提高航空发动机整体质量应用效果的关键环节。为了进一步提高数字检测技术的实际应用水平，在综合所有先进技术的基础上，建立数字化检测系统，利用系统本身的庞大功能，实现对航空发动机成套零组件质量检测规划和行为的统一管理，明确标示特点，避免由于检测人员习惯于依靠自己的实际工作经验而导致检测结果不一致的问题，尽可能保证检测结果的准确性和统一性，保证航空发动机零部件的装配质量。在实际检测过程中，检测人员在执行检测操作之前，应熟悉预设计的航空发动机检测流程和相应的检测解决方案的运行路径，并与其他相关专业技术人员就检测方法的选择进行沟通和分析，以确保检测过程中的每个阶段满足技术要求。同时有必要将采集的控制数据转换为相应的格式，并将其输入到数字化检测系统中。在应用传统的航空发动机装配技术时，需要手动复制装配过程检测数据，这容易导致数据传递过程中的填充错误。应用自动化技术将检测数据自动传输到数字化检测系统中，可以有效避免上述问题，弥补传统装配及检测技术的不足。

结束语

航空发动机是将旋转性和往复性运动结合的机械设备，其复杂结构与较严酷的工作运行环境易导致航空发动机具有较高的故障率，航空发动机制造装配过程中需进行多项严密的诊断检测，以确保航空发动机交付质量。航空发动机不同故障产生原因不同，发动机运转时的声音信号反映出状况性能，很多发动机故障问题造成不同异常声响，对不同异响信号的分析诊断可以降低发动机故障的严重性。利用专业检测仪器设备监测故障分析原因，充分利用信息技术提高发动机状态监测能力刻不容缓。随着航空发动机技术的发展，航空发动机装配检测技术和故障维修技术需要具有扎实的理论基础，相关企业可以协同各大相关院校开展新技术的研究分析与数字化检测技术的培训，有效提升装配检测、维修人员的技术水平，进而保证航空发动机的质量。

参考文献

[1]吴献彪.航空发动机燃油控制系统仿真建模与测试性设计[D].南京航空航天大学,2021.

[2]谢云龙.基于一分类算法的航空涡轴发动机故障检测方法研究[D].南京航空航天大学,2021.

[3]刘全.航空发动机阵列式静电传感器实验研究及监测系统开发[D].南京航空航天大学,2021.

[4]潘春露.基于航空发动机关键部件的故障诊断方法及预测问题研究[D].南京航空航天大学,2021.

[5]王彬彬.基于深度卷积神经网络的航空发动机气路故障诊断方法研究[D].南京航空航天大学,2021.

[6]习小文,苏清风,袁雅妮,江海军,陈力,魏益兵.超声红外热成像技术在航空发动机叶片裂纹的对比研究[J].红外技术,2021,43(02):186-191.

作者信息：李娜，1990年，女，汉族，黑龙江省哈尔滨市，大学本科学历，中国航发哈尔滨东安发动机有限公司.