航空发动机表面发射率测量技术研究

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1、第38卷第6期航空发动机Vo1．38No．62012年l2月AeroengineDec．20l2航空发动机表面发射率测量技术研究马春武，刘忠奎，薛秀生，张兴，张志学，张玉新(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：测试发动机放热率的核心技术是在运行过程中获得发动机的表面发射率。介绍了航空发动机表面发射率的测量技术，阐述了应用前置反射器辐射温度计和动态红外数字成像仪测量固体表面发射率的原理和方法，提出了航空发动机表面发射率测量中应注意的事项，对几种发动机常用的材料分别采用上述2种方法进行了测量，试验结果表明了2种测量方法的可行性。关键词：表面发射率；动态红外数字成像仪；前置反

2、射器辐射温度计；航空发动机InvestigationonSurfaceEmissivityMeasurementTechnolgiesforAeroengine马春武(1976)，男，高级T程师，从MAChun—WU，LIUZhong—kui，XUEXiu—sheng，事航空发动机测试工作。ZHANGXing，ZHANGZhi—xue，ZHANGYu—xin收稿日期：2012-Ol一17(AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110()15，China)Abstract：Toobtainsurfaceemissivity

3、ofaeroengineinoperationiscoretechnologyoftestingheatreleaserate．Thesurfaceemissivitymeasurementtechnolgiesofaeroenginewasintroduced．Thetheoryandmethodofmeasuringsolidsurfaceemissivitybythepre-reflectorradiationthermometerandthedynamicinfrareddigitalcameraweredescribedindetail．Someattentionswerepr

4、oposedduringthemeasurementprocess．Manymaterialsofaeroengineweremeasuredrespectivelybytwokindsofmethods．Theresultshowthattwomeasurementmethodsarefeasibility．Keywords：surfaeeemissivity；dynamicinfrareddigitalcamera；pre—reflectorradiationthermometer；aeroengine温度下黑体的辐射力之比，是辐射测温中的1个重要0引言参数I1。自然界一切物体的辐射

5、力均小于同温度下黑航空发动机的表面温度和放热率是飞机和发动体的辐射力，其比值小于1，表明接近黑体的程度。黑机协调的重要参数，高温发动机部件与飞机机体之间度(s)与物体表面的材料、粗糙程度及温度有关。常温的辐射换热严重地影响着飞机的结构与强度设计。为下非金属材料的黑度较高，不决定于表面颜色，混凝了保障飞行安全，提高可靠性和耐久性，确保发动机土、红砖与浅色砖的黑度为0．85～0．95，一般随温度开和飞机的相容性，飞机承包商必须确定单位时间内发高而减小，至500℃降为0．75～0．90。金属材料的黑度动机传向发动机舱内的总热量(放热率)，并开展发动比非金属材料的低，受表面光洁度的影响较大，常温

6、机舱的冷却设计工作，控制发动机(含附件)的表面温下表面磨光的铜与铝的黑度为0．02～0．05，表面无光度在规定的范围内。由于测试发动机放热率的核心问题就是如何在泽的铜与铝为0．2—03，相差数倍，为此，急需一些测发动机运行过程中获得发动机的表面发射率(表面黑量技术和手段在线测量发动机表面的发射率。度)。因此，本文开展了航空发动机表面发射率测试技2测量需求术研究。国外航空发动机通用规范对航空发动机的表面1发射率理论基础温度和放热特性均有明确规定。我国航空涡轮喷气和发射率又称黑度()，是物体表面的辐射力与同涡轮风扇发动机通用规范中规定：发动机工作时的最第6期马春武等：航空发动机表面发射率测量

7、技术研究59大表面温度和放热率应在型号规范中进行说明。表面温度沿长度的变化如图l所示。发动机表面发射率分析和计算基础如图2所示。在图1和图2上应按规定的状态表示放热和表面温度数据。给出的放热和表面温度分析数据要在与初始飞行前规定试验持久试车发动机零件目录和结构相同的发动机上予以验证，测取发动机的表面放热和冷却要求的数据。这些数据包括发动机各附件及各部位的冷却要求、放热率和对应的表面温度。图3前置反射器辐射温度计图42个表面组成封闭空