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法航使用Tescia系统优化Zephyr测试台

法国航空公司拥有超过 14,000 名员工,为全球 200多 家航空公司提供 3000 多架飞机发动机的维护与大修。 本案例研究着重说明法航如何使用 Tescia 优化其 Zephyr 测试台。

法国航空标志


法航在客运、货运和飞机维修三大领域中是全球领先的企业。法航成立于 1933 年,是法国首屈一指的航空公司,目前已与荷航联合组成法航荷航集团,是是全球最大的货运和客运航空公司之一。


挑战


为了通过性能测试,飞机引擎的参数经过严格检查。 

对于振动,会在引擎上的两个位置检查正确的平衡,并通过永久安装的加速度计监测,连续记录振动位移,振动值必须保持在非常精确的容差范围内。 

为了在此领域获得更多专业知识,法航工业向HBK寻求帮助。

解决方案


将 Tescia® 重复式测试系统,包括 HBK 著名的 LAN‐XI 数据采集硬件和专用 软件整合到 Zephyr 工作台上。 


结果


  • 更好地了解信号以及如何准确地处理信号
  • 通过远程检查不能物理接触到的加速度计,确保测量的一致性
  • Tescia 可轻松解析两个以不同转速旋转的耦合转子的振动特性,提供从复杂制程中实时提取简单、有用的信息

 

了解详情
Tescia-重复式测试系统

 

 

短舱的外观检查 短舱的外观检查

 

测试间内的性能验证

 

 

在制造商指定的一定飞行时间之后,或在每四年或五年进行一次重大维修期间进行发动机检查和大修,或以航空条款进行性能修复。法国航空公司拥有超过 14,000 名员工,为全球 200多 家航空公司提供 3000 多架飞机发动机的维护与大修。 

需要进行大修的飞机引擎在Orly和 Roissy 的法航工场花费大约三个月。引擎拆除后,零件经过详细检查、清理、更换或维修,并由专门技术团队在最终测试之前重新组装整个引擎。


实际检查 

在允许再次飞行之前,引擎必须在尽可能接近真实工作环境下进行测试,并且必须在 Zephyr 测试台上通过性能测试,在那里检查多项参数,包括推力、引擎上不同位置的温度、压力和振级。 

工作台当然会为这个关键阶段做好准备,对于振动,将在引擎上的两个位置检查和调整平衡,所测量的振动信号来自永久安装的加速度计。这些传感器可持续记录飞机运行期间的振动位移,必须保持在非常精确的公差范围之内。为了进一步研究这些振动信号,并在此领域获得更多专业知识,Zephyr Dubanc 经理 Ivan Rouesné 联系了 HBK。 

在分析客户的需求后,HBK 的业务开发经理 Philippe Potereau,提议在 Zephyr 工作台上并行添加一个重复振动测量系统-即最初为航空工业涡轮发动机测量设计的 Tescia 重复式测试系统。一套完整的Tescia系统,包括 Brüel & Kjær 著名的 LAN‐XI 数据采集硬件和一套 软件,它既可以配置在只有一个用户的小型生产环境中,也可以配置在具有多个测试和监控席位的大型系统中使用,保证多个团队实时即时访问数据。

Tescia 软件 从控制室内看到的性能测试,使用 Tescia 软件提供额外的数据监视与验证


了解振动特性

引擎测试团队负责人 Ivan Rouesné 表示:「法航技术人员和工程师团队在 HBK 的美国团队的全天候支持下迅速掌握了 Tescia 的使用,并分析收集到的数据。他继续说:「当引擎被重新组装时,我们会检查平衡。 

「与我们在 GE90-115 型引擎上所做的一切相比,振动测量可能看起来像是一个小细节。在性能测试中,投入了大量的力量,我们不放过哪怕一丝一毫不平衡的迹象并不惜代价予以消除。一次完整的测试要在两次七小时的班次内完成,但如果由于平衡造成的振动位移量超出了允差,就可能必须停止一个起飞测试,即使消耗了大量燃料也在所不惜。

「我们要求测量系统绝对可靠,并保证测量结果准确,并且对引擎运行没有影响。我们希望在测试台上进行额外的 — 更专业和更详细的振动测量,我们向 HBK寻求帮助 并赞赏其高效的支持的和专业水准。这样能够更好地了解这些信号,并学会如何充满信心地处理这些信号。我们能够远程检查无法实际物理检查的加速度计,以确保测量结果的可靠性。在为波音 777 提供动力的 GE90-115 引擎上,我们持续监测两个以不同转速运转的耦合转子,且振动不得超过允许的位移值。我们能够在 Tescia 系统上轻松解读它们的振动特性,这为我们从复杂过程中即时提取清晰、有用的信息,例如使用跟踪滤波器以获得清晰可靠的信号。」 

由 Tescia 软件驱动的 LAN-XI 数据采集前端,它的紧凑性和功能令 Zephyr 测试台的使用者感到惊讶。技术团队现在可以进一步进行分析,准备性能测试,并期待在新系统中继续获得引擎专业知识,并获得 HBK 的技术支持。


阶次分析,强大的分析工具 

Tescia 系统执行的阶次分析是一个非常强大的工具,可将随引擎转速变化的频谱转换为明确和易于识别的信号:阶次 1,在图表中横轴标记为 0 到 5的第一条垂线。

此线的厚度随着引擎的转速在图形的坐标(y 轴)从 0 到 2400 rpm上升而改变。阶次 1 代表监控轴的振动能量。使用Tescia系统的转速测量和跟踪滤波功能,使这种转换变为可能。 

该信号的高次谐波也显示为垂线,这是可以理解的,随着发动机的转速上升第4阶也在积聚能量。能量水平在图表上以彩色显示-从蓝色表示最低水平,中间水平为红色,黄色表示最高。图表右侧的刻度将振动位移值 (以英吋峰峰值为单位) 以彩色图显示。 

结构的共振频率是固定的,因此,在阶次谱图上显示为曲线,如图表上的 14.28 Hz 频率标记在大约 1300 rpm。在 800 rpm 时,该共振频率与第一阶旋转阶次耦合,造成代表它的垂线稍微加宽。正是这种耦合,导致振动的能量被放大,并可由结构发出的噪声进一步确认,这个频率下的共振因引擎转频的通过而激发。

这些分析除了常见的轮廓线外,还能让法航工业更快地识别超出维修程序允许的水平的可能原因。

 


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发动机大修的幕后



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