使用工业内窥镜预测航空发动机损伤趋势的解决方案
航空发动机状态是确保飞机适航的决定性因素，借助工业内窥镜的直观探查能力来预测航空发动机内部损伤趋势，不仅能长期把控在翼发动机损伤情况，而且有助于准确预估维修或更换发动机的时间节点，助力更高效经济地管理发动机。微信公众号“北京三联宇航”发布的《损伤趋势预测在发动机孔探管理中的应用》一文，提供了有益的思路，本文提炼主要内容与大家分享。
为什么要预测航空发动机损伤趋势？
发动机压气机内部的外物击打损伤，通常不易扩展，但是燃烧室热段的烧蚀和裂纹损伤往往具有随时间推移的扩展性，例如：由于喷嘴喷射角度发生偏离导致的燃烧室壁烧蚀、因为冷却气流孔堵塞造成的高压涡轮叶片表面或前缘的局部烧蚀、由于内外受热不均匀导致的低压涡轮导向叶片开裂和裂纹边缘烧蚀现象，等等，这些损伤的缓慢发展和进一步恶化，为发动机正常工作埋下安全隐患。传统采用的定期孔探方式并不经济，科学地预测损伤发展趋势，有助于更高效地采取预防性工作，保障飞行安全。
使用工业内窥镜预测航空发动机损伤趋势的解决方案
1. 设备介绍：工业内窥镜是探查设备内部情况的可视化检测工具，使用工业内窥镜开展的孔探检查能够准确掌握在翼发动机内部损伤情况，不仅能够发现裂纹、烧蚀等损伤，而且可以对裂纹长度、烧蚀面积等指标进行测算。
2. 原理介绍：首先通过对燃烧室、高压涡轮导向叶片与高压涡轮叶片的裂纹或烧蚀原理进行分析，建立以时间 t 为自变量的带参数的损伤预测模型；然后通过预定时间间隔的工业内窥镜孔探，采集特定损伤的数据，并根据损伤数据求解模型中的参数，得到确定的损伤预测模型；最后，应用损伤预测模型，就可以预估不同时间节点的损伤状况，以及达到临界损伤的时间节点。
3. 具体举例：以裂纹损伤为例，可以构建裂纹长度(L)与时间(t)关系的二阶（或高阶）拟合函数作为预测公式，其中含有3个未知参数，然后通过3个周期的工业内窥镜孔探采样，计算出拟合函数的3个未知系数，从而得到确切的预测公式，此后就可以通过该公式预测裂纹发展态势，从而预估因为裂纹超标而导致的换发时间。
4. 方案优点：准确预测烧蚀、裂纹等缺陷的发展态势，意义重大。不仅有助于动态调整预定的换发计划，准确预测下发时间，避免非计划下发以及临时租发造成的额外经济损失；而且还可以根据预测的损伤态势，提前做好维修的准备工作，寻找与配备相应的维修器材，调整维修工作范围，提升维修效率。
高端工业内窥镜产品推荐
通过上面的介绍不难看出，在确定航空发动机损伤预测模型的过程中，需要通过内窥孔探过程获取准确的损伤数据（例如：裂纹长度），因此建议使用搭载了三维测量功能的进口工业内窥镜，例如：具有单物镜相位扫描三维立体测量(3DPM)技术的韦林 XLG4-MViQ（Everest Mentor Visual iQ）工业视频内窥镜，因为该系列产品具有以下特点，能够助力得到更准确的损伤预测模型：
1. 孔探图像清晰。120万CCD像素呈现的清晰画面，有助于快速定位用于推导模型的指定缺陷；
2. 孔探操作高效。3DPM测量镜头可全屏呈现发动机孔探画面，实现即观察即测量，不用中途更换镜头；
3. 损伤测量精准。3D点云图可以帮助孔探人员从三维空间审视测量选点，避免在二维图像选点引入偏差；
4. 大尺寸损伤测量。大视野3DPM镜头可以看到更多，相应也就可以一次性测量大尺寸缺陷，比分段测量精准；
5. 测量模式多。提供长度、面积、深度、角度、间隙等多达13种测量模式，为预测航空发动机损伤趋势的多元化应用提供了条件。
如下是韦林 XLG4-MViQ 工业视频内窥镜的产品图和主要参数介绍，供参考。
综上所述，使用工业内窥镜预测航空发动机损伤趋势的解决方案，将工业内窥镜孔探与数学模型的定量预测方法相结合，为发动机孔探管理提供了更为科学的思路，助力用更低的成本把控航空发动机的生命周期，让发动机管理更从容高效！
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