图 " "%故障与劣化框图
性能和强度参数是这两者的综合和结果参数。
&’识别技术
这是掌握征兆参数并预测故障的技术。主要方法是基于发动机原理寻求各种故障同其征兆参数之间的关系，以隔离故障，诸如腐蚀、脏污、堵塞、外来物损伤、封严磨损及叶片烧坏等，它们往往引起压气机喘振袷度、效率、温度分布和喷口面积的变化，这些变化引起可测参数的变化，如图 " "(所示。于是就可以利用可测参数变化来隔离出劣化部件特征。因此可以运用小偏差法，利用发动机性能计算程序求出气动热力参数（因变量 )*）和部件效率、总压损失（自变量 +,）间的小偏差线性方程组，即
-()2 (+ 1. ./ %" ,,
./0 ),/0 +
.,
式中，1 ，" ———系数；
.
.—
—,因变量个数；
,———自变量数对于每个自变量和因变量可求出影响系数 3
.,
3., / .4 ,
().)( (+,+ )
给出了部件特性变化对流路气动参数的影响。当测得了气动参数发生变化时，用上式可以求出部件性能的变化。 5’预测技术这是指对已识别出的发动机故障预测其发展过程，判断何时进入极限范围，如图 " "所示。一种方法是按概率论的统计方法，由过去的征兆、故障和信息理论 •065(•
图 " "%实际故障与劣化部件性能及可测参数之间的演变方法去预测故障的未来。征兆的概率密度函数是通过回归分析以拟合出故障发展曲线。
另一种是理论模型方未能。通过正确测定发动机现状的劣化水平及其附加因素，并将它们输入到各种预测理论模型之中，根据计算来预测发动机寿命和可靠性。采用一种“预测性能劣化曲线”方法，对典型发动机进行测量分析并与预测计算相结合，在积累大量劣化信息基础上，导出关键部件性能劣化对发动机主要参数影响的“预测性能劣化模型”，并经实践修正。这种方法很实用。这一方法对发动机关键部件性能劣化和寿命预测很有效。
四、涡轮叶片振动监测系统
在航空发动机工作期间，转子叶片强烈振动能导致发动机破坏。因此，了解发动机工作条件下转子叶片的振动水平是非常重要的，对于评估叶片设计，监测叶片振动也是很重要的。
采用带有遥测装置或滑环的阻抗应变仪可以监测振动，但这种技术只能限制在？ &&’，并且存在热飘移和仪表附件问题。在叶片测振领域，目前广泛采用光学探针进行叶片状态监测。下面概述一种先进的叶 •*)(•
图 " "%故障发展过程预测
片振动光学监测系统及在发动机上的测试结果。 "测试设备原理图 % %示出发动机叶片振动光学监测系统框图。其中：
•激光透镜系统由
’()氦一氖激光器和聚焦镜头组成，用作光源；
•
光学纤维是由发光和反光的纤维组成光纤束，并用于传导光线；
•
高温探针由把光聚焦到叶尖的小透镜和水冷却套组成；
•
光电倍增器把从叶片反射回来的光转换为一串电压脉冲信号，其滤波器滤除不适合的光线；
•
数据分析仪从脉冲间隔时间计算叶片的振幅，并输出一电压值；
•*+记录仪记录振幅；
•脉冲
,翻转、传感器和放大器用于激活数据采集系统；
•示波器用于监测信号水平。
在发动机机匣上安装两个光学探针，根据叶片数量不同保持两个探针在一定的间距。振动频率受该间距和转速的限制。为了测量间隔时间，进行信号放大，并采用阀电路形成一串脉冲信号。
若转子叶片不振动，并且转速不变，则每个叶片通过两个探针的时间间隔 -.保持恒定。当每个叶片振动时，通过两个探针的时间间隔为 -/，探针距离为 0，则叶尖振动速度 /-为：
/10 0
-
-. -/
由于探针必须安装在燃烧室出口流道的高温环境下，并且燃气中的碳粒子能够污染光学系统，因此采用水—气冷却系统。水流沿箭头所示冷却光学系统。发动机二股气流系统用于净化被污染的探针透镜。由于燃烧室有压力损失，涡轮机匣周围的二股空气流的压力稍高于主气流。并且从安装边上的小孔流过，从而吹除碳粒子，使探针的污染明显减轻。
2"监测结果
（）共振检测
对于涡轮叶片振动测量，共振检测比非整数阶的振动检测更为重要。应用上述监测系统可以在缓— ——熳加速时测量共振水平。在共振点附近，振幅变化的同时，相位也改变 34。
（2）高压涡轮叶片振动监测
•25%•
图 % %&叶片振动光学监测系统框图
按图 "安装探针；被监测的发动机燃气温度 %&’’(。首先通过监测未装减振器的高压涡轮叶片的振动，观测到三阶共振。其结果由 )"*记录仪输出，叶片共振的振幅可以通过峰值之间的电压差计算。然后监测装有叶片减振器情况，发现其共振时振幅变得非常低，这验证了减振器的作用。
叶片光学监测系统对发动机监测很有效。
五、涡轮发动机紧急故障监测器
这种装置用于监测火焰筒和涡轮叶片何时出现故障，可测出热部件失效时其表面上热斑点发射出的特殊离子。高温燃气侵蚀热斑点处的材料，并使其电离，产生辐射电磁能。由于地球磁场、声音和机械力的加速作用，这些带电粒子可以发射出可识别的电磁辐射。发射的频率是电荷和粒子质量的函数。该装置可测量热端部件的电磁谱和离子频率。
%+测量原理
涡轮叶片和火焰筒故障能造成重大事故，燃烧室火焰筒壁的烧蚀、破裂或叶尖的掉块都会产生巨大的损伤。但目前能监测出故障的仪器却极少。这些热端部件在高温作用下先出现小裂纹、内部颗粒状微裂纹和某些晶体腐蚀，然后产生火焰筒壁面局部烧蚀和叶片折断。燃气不能平滑流过这些不连续的表面，而且产生的斑点对冷却通道形成不连续的传导性。产生热斑点的部位受到燃气的腐蚀，这些部位的高温足以产生金属离子，而使这些部位气化。
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