航空发动机振动特性分析与控制

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737NG飞机发动机振动值大排故

737NG飞机发动机振动值大排故

737NG飞机发动机振动值大排故一、背景:当发动机振动值介于1.5到2.5之间时,在客舱或者驾驶舱会听到异响或者振动,波音手册中规定,发动机振动的最大值限制为4.0,当振动值尤其是高压压气机振动超过3.0时就需要依据手册排故,为了安全起见,许多航司规定振动值达到2.0就需要停场排故。

二、故障现象:2022年7月2日,某航737-800飞机机组反应右发动机振动值大,最大2.2。

经过机务维修人员几次排故,将振动值数据采集、风扇叶片配平、叶片润滑工作做了一遍或者几遍,也只能将振动值减小到1.6,虽然说在允许的范围之内,但是一般来说还是要将振动控制在1.0之内,否则可视为排故不彻底。

三、排故措施:1.依据AMM72-21-02,拆下右发所有风扇叶片,并记录叶片位置和重量矩,按照技术服务提供的方案重排叶片,依据AMM72-21-02安装叶片。

2.将所有配平钉恢复到P14。

3.依据AMM71-00-00-700-814-F00执行TEST 7,地面多次试车采集配平数据。

4.依据AMM71-00-00-750-803-F00 对右发风扇叶片进行配平:LOC#3拆P14,装P13;LOC#35拆P14,装P13。

试车测试右发振动值最大0.6,分别出现在71%N1和100%N1时,结果正常。

四、分析总结:1.系统原理机载振动监测(AVM)系统连续向CDS发送发动机振动水平。

AVM系统部件包括:AVM信号调节器、靠近发动机前端的振动传感器、发动机风扇框上的振动传感器。

信号调节器使用来自这些传感器的信号来计算发动机的振动水平:1号轴承振动传感器、风扇框压缩机箱垂直(FFCCV)振动传感器、N1速度传感器、N2速度传感器。

信号调节器向显示电子单元(DEU)和飞行数据采集单元(FDAU)提供振动数据。

发动机振动值通常显示在次级发动机显示器上,次级发动机显示器通常显示在下DU上。

信号调节器有自检功能可以完成以下工作:诊断系统故障、在AVM信号调节器非易失性存储器中查看并擦除振动数据、计算发动机振动的平衡解、监控3号和4号轴承的状态。

某型航空发动机常见振动故障分析

某型航空发动机常见振动故障分析

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图 1 高 压 转 速 为 888rmi 5 / n时振 动 时域 波
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Ab ta t sr c :The s r c ur fon e o e gi nd t e f c o s f i ato rng fti g pr e s w e e a l z d, a d h t u t e o e a r — n ne a h a t r or vbr in du i itn oc s r na y e n t e
了该 型 发动机 的 正常 交 付使 用 , 且在 外 场 使 用过 程
中, 也时 有发 生 。
该 型发 动机 在加 、 减速 过程 中 , 支点 始终 振动 前
正常, 当高压 转速 从慢 车状 态上 升或下 降 至约 88 0 6
r mi , / n时 后支 点振 动增大 ( 测量 值 7 m) 偏 离 此 7 , 转 速 时振 动 迅 速 减 小 。当 高 压 转 速 上 升 或 下 降 至 l 7 / n左 右 时 , l3 6r mi 出现 第 2个 峰 值 ( 大 为 6 最 7 m) 几次 测 量呈 较 强 的重 复 性 。某 次 测 量 在 高 压 , 转 速 为 88 8rmi , 后 测点 振 动信 号 时域 波 5 / n时 中、 形 和频谱 如 图 1 示 。 所

航空发动机振动故障诊断技术及发展趋势

航空发动机振动故障诊断技术及发展趋势

航空发动机振动故障诊断技术及发展趋势摘要:振动故障是航空发动机在使用中最容易出现的故障种类之一,其不仅会严重影响航空发动机的运行安全,同时还会降低航空发动机的使用寿命。

因此文章对航空发动机使用中的常见振动故障进行了分析研究,例如转子故障、气流激振振动故障、发动机结构元件故障等等,并进一步探讨了现阶段常用的故障诊断技术和发展趋势,以供参考。

关键词:航空发动机;振动故障诊断;状态监测引言随着科学技术的快速发展,航空发动机的推力、转速、动强度等显著提高,导致发动机零部件的振动载荷不断增加,振动引起的故障显著增多;此外,发动机结构日趋复杂且质量不断减轻,其对安全性和可靠性的要求亦随之增高。

因此,发动机振动状态及振动特征的精准识别是判断发动机有无故障的主要手段,且振动是航空发动机的一个重要监控参数,发动机在进行试验时,需要解决各种振动问题,如果发动机出现振动异常而不及时加以检查排除,就有可能造成严重的后果[1]。

因此,航空发动机振动故障诊断一直都是航空发动机试验测试中的一个重要研究课题。

1航空发动机整机振动故障原因分析航空发动机整机振动故障的原因较为复杂,通常是多种综合因素下共同导致的结果。

对此,理清航空发动机结构类型,梳理其整机振动的规律,对于寻求解决振动故障提供了直接有效的参考,也是当下航空飞机安全运行中发动机设备研发创新的重要任务。

基于国内外航空发动机研究的相关文献,结合航空发动机运行的实际情况,阐述当前民航和军用航空飞机中较为常见几种航空发动机整机振动故障类型和故障原因。

1.1转子故障(1)转子不平衡故障。

在航空发动机中,转子结构是指发动机内部轴承支撑着的旋转体,依照发动机运行原理主要是依托转子和轴承的相互关系。

转子在较高频率的转速下会出现转子不平衡,如静不平衡、偶不平衡和动不平衡等。

转子不平衡故障的检测技术主要是检测发动机的转速、频率、转速平方和航空飞机的载荷关系,当前者参数相同、后者参数呈正比,则表现转子出现不平衡故障。

某型航空发动机管路振动特性的有限元研究

某型航空发动机管路振动特性的有限元研究
管路 的可 靠性 直接 关 系飞 机 的安 全性 。但 是 , 由于受
() 4 单元 推 导 ;
( ) 装求解 ; 5总 ( ) 立方 程组 求解 和 结果 解释 。 6联 简 言 之 , 限元 分 析 可 分 成 3个 阶 段 , 处 理 、 有 前
是 完 到发 动机 空 间限 制 以及 可 维修 性 、可靠 性 、可 加 工 处 理 和后 处 理 。前 处 理 , 建 立 有 限元 模 型 , 成单 元 网格 划 分 ; 处理 , 是 采集 处理 分 析 结 果 , 后 则 使用 性、 可装 配 性 、 可测 量 性 的影 响 , 路 设 计 是 一 项 复 管
对 于不 同物 理性 质 和 数学 模 型 的问题 ,有 限元
弹 性模 量 2 000Nrm ; 1 0 / a
密 度 77 0k/ 0 g , m
比热 4 0 / gK1 6 ( ・ 。 Jk
边 界条 件为 管 路两 端 固支 。 进行 网格划分后 生 成 的有 限元模型 如 图 1 示 。 所 根据上述有限元模 型和各种参数 ,计算 出该管
和 振动 特性 , 文 只讨论 管 道 的振动 特性 。 本

2 管路的振动特性分析
台典 型 的发 动 机 上 ,管道 多达 10—2 0根 , 5 0
在 传 统 的 设 计 中不 可 能 对 所 有 管 路 都 进 行 逐 一 分
1 有 限 元 方 法 介 绍
有 限元 法 (E 的基 础 , 变 分原 理 和加 权 余 量 Y A) 是
中图 分 类 号 : 2 V3
文 献 标 识 码 : A
文章 编 号 :6 2 5 5 【 0 )2 0 2 — 2 17 — 4 X 2 1 0— 09 0 1

737NG系列飞机发动机风扇振动值大故障的分析

737NG系列飞机发动机风扇振动值大故障的分析

737NG系列飞机发动机风扇振动值大故障的分析摘要:737NG机队出现的发动机风扇振动值大的故障,是比较常见的典型性故障,此类故障不仅与CFM公司对CFM56-7B型号发动机最初设计理念相关,也与飞机交付以后的维护息息相关。

因此,本文将会探讨737NG发动机风扇振动值大产生的原因,也会讲述产生振动值大后的具体处理方案及注意事项,为后续737NG机队出现的发动机风扇振动值大故障提出排故建议与方案。

关键词:737NG飞机;发动机;振动值大;排故建议近期我公司737NG机队出现多起发动机振动值大的故障,均是风扇振动值大的问题,放眼全球的航空公司,对于NG机队风扇振动值大也是一个普遍的问题。

我公司737NG系列飞机均选装CFM国际制造的高涵道比涡轮风扇宽弦叶片CFM56-7B系列发动机。

分析振动值高出现的原因,需要弄清楚NG使用的宽弦叶片有什么特点。

在宽弦叶片出现以前的发动机中,在叶片较长的情况下,为了避免发生危险的共振和颤振,风扇叶片均带有叶身中间减震凸台,当所有叶片装好了以后,各叶片的凸台连成一个环状,彼此制约,增加刚性,改变叶片的固有频率,降低叶根部的弯曲和扭转应力,以解决长叶片的振动问题与抗外物打伤的问题。

减振凸台接合面处喷涂耐磨合金,当叶片发生振动时,接合面相互摩擦,也可起到阻尼减振的作用。

但是,这种设计不仅增加了加工的难度,叶身与凸台转接处以及叶根的应力增大外,还由于在凸肩后进行气流的分离,会产生效率降低、稳定工作范围变窄等不利结果。

为此,在90年代发展的发动机中(如CFM56-7B发动机),都取消了风扇叶片的凸肩,用减少叶片的展弦比,即加大叶片的弦长(宽弦)来解决叶片的振动问题与抗外物打伤的问题。

宽弦风扇叶片与带减振凸台的窄弦风扇叶片相比,具有叶栅流动通道面积大、喘振裕度宽、级效率高及减振性能好等优点。

CFM56-7B发动机的风扇叶片还采用了可控扩散叶型及端部过弯叶身的叶片新技术。

将风扇的叶型由常规叶型改为可控扩散叶型,叶型厚度及曲率按最佳分布,因而基本消除了附面层的分离,增加了风扇的有效流通面积,提高了风扇的效率。

某型航空发动机常见振动故障分析

某型航空发动机常见振动故障分析

某型航空发动机常见振动故障分析李洪伟;李明【摘要】The structure of one aero-engine and the factors for vibration during fitting process were analyzed, and the common vibrating failures during production process were also analyzed including the rotor unbalance, the rotor unbalance as the rub-impacting, the rotor un-centering, the tubine rub-impacting and the equipment factors. Finally the diagnosing and debugging-aid methods for aero-engine vibrating failure were generalized.%针对某型发动机结构特点以及装配过程中与振动相关的要素,分析该型发动机生产过程中常见振动故障情况,包括转子不平衡、转子不平衡与转静件碰摩并发故障、转子不对中、高低压涡轮转/静件碰摩以及设备原因,总结了该型发动机常见振动故障诊断及排除方法.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2011(000)012【总页数】4页(P88-91)【关键词】航空发动机;振动;转子;不平衡;碰摩;不对中【作者】李洪伟;李明【作者单位】海军航空工程学院青岛分院,山东青岛266041;海军航空工程学院青岛分院,山东青岛266041【正文语种】中文【中图分类】V216.3过大的径向振动往往是造成航空发动机损坏的主要原因之一,径向振动值也是进行状态监测和故障诊断的主要依据之一[1]。

某型航空发动机在厂内试车过程中,振动故障高达到10%以上,严重影响了该型发动机的正常交付使用,且在外场使用过程中,也时有发生。

轮盘振动特性试验及共振转速特性分析


模态 , 根据试验结 果研究该轮盘的行 波振动 , 分析该轮盘的共 振特性及临界转速 。这一试验 的成功表 明: 在实验室采 用激光
全 息 干 涉法 获取 轮 盘 的振 动 特 性 是 行 之 有 效 的 , 由其 测 量 结 果
计算出轮盘行波振动时 的临界转速 , 分析轮盘 的共振 特性有 对
大的地方激振效果最佳 。本 次试 验选择轮 盘排气一 面激 振 , 分 别在轮盘盘轮缘和辐板上各布 l 2片压电 晶体激 振器 ( A~x) 。
激 振 位 置 示 意 图如 网 2所 示 。
所以研究轮盘的振 动现象 是发 动机设 计 中十分 重要 的一个 环 节, 也是航空发动机可靠性研究的重要 内容 。 研 究轮盘 的振 动特性 目前 常采用 砂型法 和激光 全息干 涉 法 。由于振动台频域在 500H 0 z以下 , 欲在发动机转速 范围 内 获得轮盘所 有的振动模态 , 用激光 的无频 域性和高灵 敏度及 利 压 电晶体的宽频响特点 , 很容易获得 轮盘 的全场振 型图。本研
q e c n i r t n mo e fs v n vb ain mo e i h a g ff q e c u n y a d vb ai d l e e i rt d n te r n e o e u n y0~1 0 r b an d a d b s d o h e ut o o o o r 5 0 0 Hzae o t ie , n ae n te rs l f s
轮 盘是航空发动机中主要连接 和受力零件 , 由于 目前 发动 机 日益追求重量轻和寿命长 , 因此在高负荷 、 寿命 的工作情 况 长 下, 轮盘因振动疲 劳而断裂的 故障有 所增多。如某型发 动机 一
级 压气 机盘 的榫 槽 裂 纹 、 型 发 动 机 四级 压 气 机 盘 的 爆 破 等 。 某

航空发动机的原理与性能分析

航空发动机的原理与性能分析一、航空发动机简介航空发动机是现代民用和军用飞机的核心动力装置,它的性能直接关系到飞机的飞行效率和安全性。

基本的航空发动机结构由压气机、燃烧室、涡轮和喷气管等组成。

航空发动机性能分析的核心是确定其推力、燃油效率和维护成本等指标。

下面将分别从发动机工作原理和性能特点两个方面对航空发动机进行分析。

二、航空发动机工作原理航空发动机的工作原理是将喷口高速喷出的空气与燃料混合后,点火燃烧,产生高温的燃气,通过涡轮马达驱动压气机进一步压缩空气,形成高速、高温喷出的喷气流,推动飞机前进。

具体来说,航空发动机的工作流程可以分为以下几个阶段:1.压气机阶段:将空气由压气机压缩多次,增加其密度,提高进入燃烧室的空气温度和压力。

2.燃烧室阶段:在燃烧室内喷入燃油,燃烧后的高温高压燃气膨胀推动喷气流发生器转动,并在转轮上输出动力。

3.涡轮阶段:利用涡轮将燃气高速喷出,进一步驱动压气机,形成闭合的运转过程。

4.喷气流阶段:燃烧后的高速、高温燃气通过喷气管,在喷管一端形成高速、高温的喷气流,从而推动飞机进行飞行。

以上流程是航空发动机原理的基本过程,通过不断的循环完成对飞机的驱动推进。

三、航空发动机性能特点在了解了航空发动机工作原理的基础上,下面进一步来分析其性能特点。

1.推力:指发动机输出的推力大小,即使得飞机向前推进的力量。

影响因素包括发动机旋转速度、进气口面积、涡轮尺寸等。

在飞机设计和选型期间,需要根据飞行任务和飞机结构分析,选择推力最适合的发动机。

2.燃油效率:指发动机单位时间内消耗的燃油量所提供的推力比例。

高效的航空发动机可以使飞机的续航时间更长,减少航空燃料消耗,降低空气污染。

3.维护成本:因为航空发动机是复杂的机械装置,一旦发生故障的修理维护成本将十分高昂。

航空发动机的可靠性、寿命和维护成本是工程设计的重要内容之一。

4.噪音和振动:航空发动机的噪音和振动对于飞机驾驶员和乘客的健康和安全也有很较大的影响。

航空发动机的气动声学特性分析

航空发动机的气动声学特性分析航空发动机作为现代航空领域的核心部件,其性能和可靠性直接影响着飞机的飞行安全与效率。

在航空发动机的众多特性中,气动声学特性是一个至关重要的方面。

它不仅关系到飞机的噪声水平,对乘客的舒适性和环境的影响,还与发动机的性能优化和结构设计密切相关。

航空发动机产生噪声的原因是多方面的。

首先,发动机内部的气流流动非常复杂,高速旋转的叶片与气流相互作用,会产生强烈的湍流和压力脉动。

这些不稳定的流动现象会激发声波,从而产生噪声。

例如,在压气机和涡轮中,叶片的旋转会导致周期性的气流扰动,进而产生具有特定频率的噪声。

其次,燃烧过程也是噪声的一个重要来源。

燃料在燃烧室内的燃烧不稳定,会产生压力波动和热释放的不均匀性,这些都会引发噪声。

特别是在一些新型的高效燃烧模式中,燃烧不稳定性带来的噪声问题更加突出。

再者,发动机的排气过程也会产生显著的噪声。

高温高压的燃气从尾喷管高速喷出,与周围的空气相互混合和剪切,形成强烈的湍流和冲击波,从而产生高频和低频的噪声。

为了研究航空发动机的气动声学特性,科学家和工程师们采用了多种方法和技术。

数值模拟是其中一种重要的手段。

通过建立发动机内部流动和声学的数学模型,利用计算机进行大规模的数值计算,可以预测发动机的噪声产生和传播特性。

然而,数值模拟往往需要巨大的计算资源,并且模型的准确性和可靠性还需要实验数据的验证。

实验研究则是获取航空发动机气动声学特性的直接方法。

常见的实验手段包括在风洞中进行模型试验、在发动机试车台上进行全尺寸发动机测试等。

通过在发动机的关键部位布置传感器,如压力传感器、麦克风等,可以测量气流的压力脉动和声波信号,进而分析噪声的特性和来源。

在分析航空发动机的气动声学特性时,频谱分析是一种常用的方法。

通过将测量得到的噪声信号进行频谱分解,可以得到不同频率成分的能量分布。

这有助于确定主要的噪声频率和对应的噪声源。

例如,低频噪声通常与发动机的整体结构振动和大尺度的气流流动有关,而高频噪声则更多地与叶片的微观流动和燃烧过程中的细节有关。

航空发动机的声学特性与控制

航空发动机的声学特性与控制在现代航空领域,航空发动机无疑是飞机的核心组件之一。

然而,伴随其强大动力输出的同时,也产生了一个不可忽视的问题——噪音。

航空发动机的噪音不仅对周围环境造成影响,还可能干扰飞机内部的舒适性。

因此,深入了解航空发动机的声学特性并采取有效的控制措施显得至关重要。

要理解航空发动机的声学特性,首先得从其噪音产生的源头说起。

航空发动机的噪音主要来源于三个方面:风扇、压气机和涡轮。

风扇在高速旋转时,叶片与空气相互作用,产生压力脉动和气流扰动,从而引发噪音。

压气机中的叶片列在对气流进行压缩的过程中,由于气流的不均匀性和叶片表面的边界层分离,也会产生噪音。

涡轮部分则由于高温高速燃气的流动和叶片的相互作用而产生噪音。

航空发动机的声学特性还与发动机的工作状态密切相关。

在不同的转速、功率和飞行速度下,发动机产生的噪音频率和强度都会有所不同。

例如,在起飞阶段,发动机通常处于大功率工作状态,此时产生的噪音强度较大,且以低频为主;而在巡航阶段,发动机功率相对较低,噪音强度会有所减小,频率也会向中高频段转移。

航空发动机的噪音具有复杂的频谱特性。

从低频到高频,涵盖了广泛的频率范围。

低频噪音通常具有较强的穿透力,能够传播较远的距离;高频噪音则相对较容易被空气吸收和衰减。

此外,噪音的传播方向也不是均匀的,而是呈现出一定的方向性特征。

了解了航空发动机的声学特性,接下来就是如何对其进行控制。

目前,主要的控制方法可以分为两类:主动控制和被动控制。

被动控制是较为常见的方法,包括采用吸音材料、优化发动机的结构设计以及使用消音器等。

吸音材料可以有效地吸收发动机内部产生的噪音,减少其向外传播。

通过对发动机结构的优化,如调整叶片的形状、间距和角度等,可以降低气流的扰动和压力脉动,从而减少噪音的产生。

消音器则是通过内部的特殊结构,对噪音进行反射、吸收和干涉,以达到降低噪音的效果。

主动控制则是一种更为先进的技术。

它通过实时监测发动机的工作状态和噪音信号,然后利用控制系统产生相应的反噪音信号,来抵消原有的噪音。

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航空发动机振动特性分析与控制
随着机组高度和速度的不断提升,发动机振动成为影响航空安全、舒适性和可
靠性的重要因素之一。

在进行航空发动机设计和研发时,需要对其振动特性展开分析和控制,以取得更好的飞行效果。

航空发动机振动的分类
航空发动机振动主要分为两种类型:强迫振动和自由振动。

强迫振动是由于发动机叶轮和燃烧室的旋转产生的离心力和静力不平衡等因素
导致的。

这种振动一般都具有周期性、可预测性和可控性等特点,属于低频振动。

自由振动主要由于发动机各部件的结构和材料特性所引起的共振现象,具有无
规律和不可预测的特点,属于高频振动。

航空发动机振动分析
航空发动机振动分析是对发动机振动特性的系统研究,其主要目的是预测和控
制振动,保证发动机在飞行过程中的安全和性能。

现代航空发动机振动分析主要采用数值模拟和实验测量两种方法。

数值模拟是运用有限元分析和计算流体力学等数值方法对发动机进行虚拟仿真,对发动机在不同运行状态下的振动特性和相应的受力情况进行预测和分析。

数值模拟可以在设计阶段提前发现和解决潜在的振动问题,极大地缩短了发动机的设计周期和成本,提高了可靠性和性能。

实验测量是通过人工或自动检测设备对发动机振动进行实时监测和测量,获得
振动参数,并进行分析和处理。

现代实验测量技术包括激光干涉、电容传感、压电传感等,可以实时地监测发动机在飞行过程中的振动情况和性能,提供有力的依据和数据支持。

航空发动机振动控制
航空发动机振动控制是对发动机振动进行预测和防护的过程。

其具体目的是降低发动机振动对机身及舒适性的危害,提高发动机的可靠性和性能。

现代航空发动机振动控制方法主要包括被动和主动两种方式。

被动控制主要采用弹性材料、锁紧装置、防振器等被动减振措施,通过改变发动机的振动环境和结构刚度等因素来控制振动。

主动控制则通过引入反向振动波、采用电子注入等高新技术手段,对发动机的振动进行实时控制和调整,从而达到减振的目的。

航空发动机振动控制的现状与展望
航空发动机振动控制技术的发展已经成为当前航空工业技术发展的重要方向之一,其对于提高航空安全、舒适性和可靠性具有重要作用。

目前,国内外各大飞机制造商和航空公司都在积极开展发动机振动控制的研究和应用。

未来,随着飞机的智能化和自动化程度的提高,航空发动机振动控制技术将会进一步发展。

我们期望通过不断的技术创新和发展来提高航空发动机的质量和性能,为现代民航事业和国家安全事业做出更大的贡献。

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