聆听发动机叶片以阻止故障和灾难

 
喷气发动机或赛车发动机的轰鸣声几乎可以使人屏息。现在想象一下，试图通过所有这些噪音来找出发动机的问题，并阻止潜在的灾难性故障。
普渡大学的研究人员开发了一种监视系统，以检测燃气涡轮发动机叶片过早失效的最常见原因之一-转子强迫响应振动。这些振动有时会非常强烈，以至于影响发动机正常运行的能力。
“我们的技术是一种叶片振动监测系统，它使用多个非恒定压力传感器来侦听燃气涡轮发动机叶片振动的特定声音特征，”普渡大学工程学院的研究科学家Yuyu Leng说。 “燃气涡轮发动机内部的流场非常复杂且嘈杂。关键的挑战是如何滤除所有噪声并仅聆听叶片振动产生的声音。”
燃气轮机叶片通常阻尼很小，可以像音叉一样工作。它们产生共振时具有特定的频率或音调。 Purdue技术使用多个不稳定压力传感器来检测与叶片振动相关的压力波。
普渡大学机械工程学教授尼科尔·基说：“借助大数据分析，叶片振动信息可用于预测可能的发动机故障并优化预防性维护计划。” “这项技术具有巨大的潜力，可以用作航空和发电中使用的燃气涡轮发动机的实时叶片振动健康监测系统。”
关键的是，压力传感器阵列已经包含在大多数研究和商用燃气涡轮发动机中，用于其他用途，因此这种新方法可以同时测量和监视叶片振动，从而提供了一种成本更低，效率更高的解决方案。