西北工业大学研发出航空发动机气动载荷可视化系统

中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 冯丽）航空发动机要“更有劲”，西北叶片必须更高效地对空气做功。工业飞机要飞得远、大学动机飞得稳，出航叶片又必须更轻、空发可视更省重。气动而推力越大，载荷叶片越轻，化系单片叶片承受的西北气动载荷就越逼近它的物理极限，一旦某个点的工业受力超过材料承受能力，就可能诱发振动甚至叶片断裂。大学动机如何找到这个最危险的出航受力点？记者近日从西北工业大学获悉，该校动力与能源学院高性能压气机团队(逆压行者)推出航空发动机气动载荷可视化系统，空发可视旨在将“点测量”升级为“光学CT式”的气动全局成像测量，为下一代发动机的载荷设计与安全验证提供关键技术支撑。

目前，该系统已在中国航发624所、606所及中国直升机设计研究所等多家单位，覆盖风洞/试验台测试、典型工况数据库构建与在役排故支撑等场景，系统性能得到了充分验证。综合应用结果表明，该系统在精度硬指标、工况硬指标、效益硬指标三方面表现优异：在高速叶片条件下实现载荷定性测量，在常规风洞场景实现误差优于1.1%定量测量；可实现从低速到高速来流的精细化测量，适应超/亚音气流冲刷与超过8000rpm转速等典型严苛工况；凭借“喷涂+成像+解算”的全局测量方式，应用过程中实现单次测量成本降低近40%、数据量提升5000倍、突破现有测量盲区。

实现这项光学“CT”的秘诀在于环环相扣的三步——一次喷涂、一次成像、一次解算，就能让高速旋转叶片上的气动载荷像影像一样清晰可见。首先，涂料反应快，能实时将载荷变化转换为图像。其次，成像能定格，给高速叶片拍出无影照。最后，解算更聪明，把2D荧光重构为3D载荷云图。

目前，团队已形成整套测量系统为主、涂料耗材与数字服务为辅的产品供给策略，并完善供应链，力争满足不同客户的工程需求。更关键的是，相较传统大量传感器布点的方式，这套系统以“大面积喷涂+一次性全局测量”的方式，正在把复杂测试变得更快、更省、更安全。未来，在汽车、低空飞行器、压缩机、风力机等行业，这项技术同样有望带来一场测试范式的升级。

作者：冯丽