航空發動機外廓掃描技術的標準化與智能化發展

Standardized and Intelligent Development of Aero-engine External Profile Scanning Technology

LIU Xiao-hui (China Aviation Development Power Co.， Ltd.)

Abstract：Inordertoeffectivelyimprovetheaccuracyandefficiencyofaeroengineprofiledetectionitisimportant to explore and apply standardized and intelligent scanning technology.With the rapid development of computer technology， image processing technology and sensor technology， non-contact scanning technology has gradually become the mainstream trend in the industry. Compared with other scanning technologies， non-contact scanning technologycan quickly and accuratelyobtain the3D data information oftheengineprofile，laying a solidfoundation for the subsequent analysis and processing work.The advancement ofnon-contact scanning technology notonly greatly promotes theinnovation of the manufacturing processof aircraft engines，butalso provides aneffcient and accurate solution for future maintenance work.

Keywords： aero engine， profile scanning technology， standardized， intelligent

0 引言

航空發動機作為飛機的心臟，其性能的穩定性和可靠性直接關系到飛行安全，因此，對航空發動機性能的要求日益提高。傳統的航空發動機外廓檢測方法主要依賴于手工測量和機械接觸式測量，這些方法耗時耗力，精度和效率難以滿足現代航空工業的需求。為了突破這一技術瓶頸，非接觸式的掃描技術應運而生。非接觸式的掃描技術應用于航空發動機外廓檢測，提高了航空發動機性能標準，推動了發動機設計與制造技術的進步。

1航空發動機外廓掃描技術發展

3 航空發動機外廓掃描技術智能化應用

航空發動機外廓掃描技術的發展展示了測量技術的進步，并實現了航空工業從傳統制造向智能制造的轉變。該技術起源于20世紀初，當時主要依靠手工和簡單機械進行制造和檢測。隨著性能要求的提高，傳統方法已無法滿足精度和效率，因此掃描技術應運而生，并成為制造和維護的關鍵技術。計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）的引I入是技術發展中的重要步驟，極大提升掃描系統的自動化水平和精確度。激光掃描技術的出現進一步提高了精度和速度，成為現代航空發動機外廓掃描的主流。現代掃描系統能提供高精度的三維數據，并通過軟件進行分析處理，支持發動機設計優化和故障診斷。未來，人工智能和機器學習技術的融合將使掃描系統更加智能化，完成更復雜的任務，推動航空發動機制造和維護技術的發展

2 航空發動機外廓掃描技術標準化要求

精度和重復性是航空發動機外廓掃描技術的關鍵，精度和重復性標準達到要求才能確保航空發動機的性能和安全。這包括測量準確性及不同條件下的結果一致性，避免產生尺寸誤差風險。國際航空質量標準組織為此制定了嚴格規定，要求部件尺寸在公差范圍內。掃描設備須具備高分辨率和穩定性，工程師使用精密校準工具并按照標準程序確保數據結果一致性。另一方面，數據格式和接口的標準化對于外廓掃描技術的廣泛應用至關重要。統一的數據格式和標準化接口促進不同設備和系統間的數據兼容性和交換，提高工作效率，為數據分析和處理奠定基礎。采用通用數據交換格式如STEP或IGES，實現數據在不同CAD和CAM系統間無縫傳輸，簡化設計和制造流程。標準化措施減少數據轉換錯誤和信息丟失，保證數據完整性和準確性，促進不同制造商和供應商間的高效協作，提升行業競爭力

3.1自動化數據處理

在航空發動機制造領域，智能化技術的應用已經成為推動行業進步的關鍵力量。特別是在外廓掃描數據的處理方面，自動化技術的應用使數據處理變得更加高效和準確。通過自動化數據處理，工程師可以迅速識別并校正測量中的偏差，保證數據的準確性和可靠性。此過程不再需要繁瑣的手動校對，有效提高工作效率。智能化的數據分析工具能提供實時反饋，幫助工程師及時調整生產過程，優化產品質量。利用機器學習算法系統可以自動識別掃描數據中的異常模式，從而預警潛在的制造問題。這種智能化的預警機制保證每一臺發動機都能達到質量標準。

3.2機器視覺與圖像識別技術

機器視覺和圖像識別技術在外廓掃描中的應用，極大地提升了檢測的自動化水平，為航空發動機的制造和維護帶來了革命性的變化。這些技術可快速識別發動機部件的幾何特征，自動進行尺寸測量和缺陷檢測，極大地縮短檢測時間并提高了檢測精度。借助激光跟蹤儀，機器視覺和圖像識別技術能夠提高工作效率，還為外廓掃描帶來前所未有的精確度。利用高分辨率相機和先進的圖像處理算法可以實現對發動機葉片微小裂紋的精確檢測，提高發動機的安全性和可靠性，保證飛行的安全3。技術應用還減少了對人工操作的依賴，降低人為錯誤的可能性，進一步提升整個生產流程的質量控制水平。隨著技術的不斷進步，機器視覺和圖像識別技術在外廓掃描中的應用前景將更加廣闊，其將在提高生產效率和保障產品質量方面發揮更加重要的作用，如圖1所示。

在航空行業，細節關乎飛行安全與效率。手工檢測方法耗時且易受人為影響，導致結果不一致。工程師可使用機器視覺和圖像識別技術實現24小時不間斷、高精度的檢測，通過算法分析識別影響性能的微小缺陷，為航空發動機的制造和維護增質提效。

3.3人工智能與機器學習

在航空發動機外廓掃描領域，人工智能技術的應用主要集中在圖像識別和數據處理這兩個方面。通過運用深度學習計算系統自動識別發動機的各個部件，包括復雜的和難以察覺的部分。隨后系統對掃描得到的圖像進行深入分析，發現那些潛在的缺陷或磨損情況，這些發現對于保證發動機的安全運行至關重要。機器學習技術在航空發動機維護方面也發揮著重要作用。通過分析和學習大量的歷史數據訓練出能預測發動機維護周期和故障概率的模型。這種預測能力對航空公司的運營效率和成本控制具有深遠影響，可以幫助航空公司提前規劃維護工作，縮短意外停機時間，從而提高整體的運營效率。

3.4遠程監控與診斷

隨著科技的持續發展和創新，遠程監控與診斷系統已經發展到能夠實時地收集和分析發動機的運行數據的水平。遠程監控與診斷系統通常由傳感器網絡、數據傳輸模塊以及后端處理軟件三大部分構成。傳感器網絡負責實時監測發動機的溫度、壓力、振動等關鍵參數，確保能夠捕捉任何可能影響發動機性能的細微變化；數據傳輸模塊則確保這些關鍵數據能夠安全、迅速地傳送到地面控制中心，以便進行進一步的分析和處理；而后端處理軟件則運用機器學習算法對收集到的數據進行深人分析，預測潛在的故障和性能下降趨勢，從而為維護人員提供及時的預警。在實際應用中，遠程監控與診斷系統還能夠與其他飛機系統進行數據交互和共享，實現更為全面和深入的健康管理。例如，通過與飛機的燃油管理系統、飛行控制系統等其他關鍵系統的數據融合，可以更準確地評估發動機的性能，并在必要時進行調整和優化。為進一步提高診斷的準確性和效率，現代遠程監控系統還融人了人工智能技術，例如，深度學習和模式識別。這些技術能夠從海量的數據中識別復雜的故障模式，并對發動機的健康狀況進行更為精準地評估。

4結語

外廓掃描技術的標準化和智能化是航空發動機制造和維護領域的重要發展方向。隨著技術的不斷進步，未來的外廓掃描技術將更加精確、高效和智能。通過不斷的技術創新和標準制定，可以有效提升航空發動機的質量控制水平，保障飛行安全，推動航空工業的持續進步。

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作者簡介

劉曉慧，碩士研究生，高級工程師，研究方向為航空發動機外廓掃描技術。

（責任編輯：劉憲銀）