耐高温相机能检测GE Catalyst发动机叶片?没问题

制造一款新发动机是一个复杂的过程,处于技术前沿GE Catalyst发动机更是如此。

Catalyst计划于2020年首飞。目前采用的98项专利技术已经实现了性能提升、降低排放和简化飞行操作设计,并且集成了发动机及螺旋桨的数字化控制,而革命性的3D打印技术相比传统制造工艺,能使零部件更轻、强度更大。这些技术的采用使Catalyst发动机的巡航推力比其竞品涡桨发动机高出10%。

设计出更为简洁的测试结果的工具与方法对于发动机项目而言大有裨益。位于华沙的工程设计中心(EDC)团队近期专注于Catalyst的高压涡轮(HPT)、低压涡轮(LPT)与压气机工作中,找到了这样新的工具与方式。

耐高温相机能检测GE Catalyst发动机叶片?没问题

开发红外线热像技术的EDC团队

在发动机为飞行做好准备之前,确认涡轮叶片和导向器的预期使用寿命是工程师们必须注意的问题之一。由于传统测量方式无法承受测试时的温度,因此对一款全新的发动机进行测试具有相当大的难度。而EDC团队却找到了解决方案。“我们的工程师为热气路部件的冷却设计了一整套方案。为了保证我们的设计行之有效,我们开发了一个完美的工具——相机盒,它可以让我们看到工作中的发动机的实际状态。”EDC涡轮测试协调员Lech Parylak说道。

若要成功通过测试阶段,工程团队需要获取更快、更好的信息。为了减少测试用时,同时能够获得直接来自叶片剖面的实时且可靠的测量结果,EDC的工程团队设计了一个带有冷却系统的独特相机盒,用于对工作中的发动机进行红外成像测试。

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红外线热像系统在发动机叶片上捕捉到的热像图,高温气体由此处排出

在最近的三年里,EDC的一支工程师团队在孜孜不倦地从事相机系统的工作。

“相机的光学探测器配有一个与之相适应的冷却系统。当气体通过流场时会导致温度升高,超出对光学系统可以承受的临界值,而冷却系统便会在此时保护光学设备。”HPT部件冷却分部经理Krzysztof Jedliński说道。

隔热相机盒还有另外一个出众的特点:它能够进行大范围地360度移动,获取环境的全景图像。为了获得完整影像,EDC的工程师们在被试部件的气路中安装了一个光学探头。在进行发动机测试之前,工程师团队已经在华沙EDC的实验室里对红外线热像系统的部件进行了全面的测试。


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安装在发动机上的红外线热像相机盒

EDC的工程师在红外线相机系统的后续报告中写道:“生成的数据质量极高,比其他方法产生的数据都可靠。”

目前,红外线热像系统已经在Catalyst发动机的测试中发挥了作用,GE的新工具也会在更多的新一代发动机发展过程中提供助力。

Parylak说:“我们一直在追求能够更有效地收集到珍贵数据的新方式,工具帮助我们简化测试,同时为我们更为清楚地呈现了热气路部件的冷却过程。”


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