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同樣，當(dāng)葉片伸長碰摩渦輪機匣時，機匣或葉尖的粒子被磨損，在高溫燃?xì)饬髦校@些粒子易于燃燒并增加了離子的氣化。
燃?xì)饬髦械碾x子和帶離子的微粒能發(fā)出極低的頻率，這些頻率可以顯示出離子量的分布。根據(jù)這些離子量的分布可以推斷出顆粒的組成成分和發(fā)動機內(nèi)部的磨損、磨蝕或剝落顆粒的量。當(dāng)這種顆粒量明顯地增加時，這說明發(fā)動機出現(xiàn)了緊急故障。
緊急故障監(jiān)測器是通過監(jiān)控電磁輻射的頻率來測量火焰筒、渦輪葉片和渦輪機匣材料出現(xiàn)的離子。這些離子受地球磁場的影響，以一定的頻率發(fā)生輻射，此頻率是電荷與質(zhì)量比的函數(shù)。應(yīng)用簡單的天線和調(diào)到離子輻射頻率的無線接收機，就可以測得這種輻射。頻率與電荷 ,質(zhì)量比之間的關(guān)系說明了在排氣流中的離子化粒子的量與發(fā)射頻率直接相關(guān)。
對于航空發(fā)動機燃燒室和尾噴管，其離子濃度為 %’%-, ./&左右。這些離子即是這種儀器的工作依據(jù)。根據(jù)基礎(chǔ)物理學(xué)，任何電荷或帶電荷粒子的加速都會產(chǎn)生電磁輻射。地球磁場對離子強加一個力，使離子加速運動。這個力促使每個離子以旋轉(zhuǎn)頻率進(jìn)行輻射，該旋轉(zhuǎn)頻率為
頻率 0（電荷 1磁場強度）（,質(zhì)量）
通過儀器檢測出這種頻率。列出了碳?xì)浠衔镌诳諝庵腥紵a(chǎn)生的幾種離子，及其在典型的地磁場 2’微特斯拉（345磁通密度單位）時的旋轉(zhuǎn)頻率。該表說明，燃燒產(chǎn)生的離子旋轉(zhuǎn)頻率很低，而發(fā)動機構(gòu)件中，較重的金屬離子旋轉(zhuǎn)頻率更低。
這些離子發(fā)射出的第二種輻射源是燃燒氣體流動時形成的離子加速。輻射頻率可以反映燃燒室的亥姆霍爾茲（ 678/9:9;）共振、噴管曲率、渦輪葉片通過頻率。發(fā)動機內(nèi)部的音頻和機械頻率是很低的。渦輪工作時產(chǎn)生的頻率由幾百赫茲到通過葉片的幾千赫茲。
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發(fā)射的第三種頻率來自轉(zhuǎn)子自身的旋轉(zhuǎn)，改變了渦輪熱斑點處生成的離子流。離子流以螺旋型軌跡流過固定在尾噴管處的傳感器。對此儀器處理的信號與發(fā)動機轉(zhuǎn)動頻率相互調(diào)諧，從而使信號比不諧調(diào)時的強度增大約 "，這樣更易于檢測。
輻射源強度是溫度、耗油率和電荷加速度的函數(shù)。在碳?xì)浠衔锘鹧嬷须婋x的燃油分子比例約為 %" &’。確定熱斑點上產(chǎn)生的離子數(shù)與燃油熱容值、燃油離子溫度（常低于絕熱火焰溫度）、燃?xì)鉁囟取⒒鹧鎸鹧嫱脖诤蜏u輪葉片的輻射有關(guān)。金屬要比相同體積的燃?xì)猱a(chǎn)生更多的離子。在渦輪部件中，地球磁場和聲音加速作用和離子間相互作用能引起電磁輻射。在燃燒室或噴管中放置天線可以檢測到這些電磁源。
(測量儀器
儀器中有一個傳感器，它是一簡單的天線裝置，可檢測很低的回旋加速和機械激發(fā)離子的頻率。該傳感器的信號傳輸給信號調(diào)理器。放大器放大來自天線的信號，過濾器消除有用頻帶以外的信號并減少數(shù)字采樣數(shù)據(jù)中的假數(shù)據(jù)。信號經(jīng) )*+轉(zhuǎn)換器送到信號處理器中。信號處理器完成頻率分析、積分和狀態(tài)檢測。顯示器顯示出檢測數(shù)據(jù)。當(dāng)信號超出預(yù)先定義的門限值時，該裝置發(fā)出報警。為了消除環(huán)境磁場噪聲的干擾，采用三支正交排列、獨立處理的探測器，分析其輸出結(jié)果，完善指向發(fā)動機中粒子源處的探測器信號。當(dāng)檢波處理器積分運算時，由于地球磁場的變化會引起離子發(fā)射頻率的分散。通過增加磁力傳感器和自適應(yīng)處理可以減弱頻率散布現(xiàn)象。磁場的測量與粒子探測器采樣同步，這樣可以采用測得的磁場值計算探測器信號的頻率，而不采用固定的平均場值。
在噴口熱燃?xì)饬髦谢蚓植扛邷厝細(xì)饬髦性黾右贿m度酌磁場可以提高離子的發(fā)射頻率。這種磁場會使發(fā)射頻率高于只有地球磁場時的頻率。較高的頻率使采樣和處理運算更適合于發(fā)動機運行狀況。采用可調(diào)整的磁場也可以使常用的頻率遠(yuǎn)離環(huán)境和發(fā)動機附件所發(fā)出的干擾信號的影響。
圖 ’ &, &%"示出緊急故障監(jiān)控器與發(fā)動機相連接的情況。這種方法使信號處理與渦輪工作狀態(tài)相聯(lián)系，并可區(qū)分是燃燒室火焰筒故障還是渦輪葉片故障。
圖 ’ &, &%"-發(fā)動機 *儀器的連接 •%.%•
該儀器取決于回旋加速器輻射的發(fā)射和發(fā)動機中聲場對粒子的加速所產(chǎn)生的輻射。測出頻率后應(yīng)用其與質(zhì)量的函數(shù)關(guān)系以區(qū)分產(chǎn)生此頻率的離子。一旦測出離子，其狀態(tài)和調(diào)節(jié)特性就可與發(fā)動機狀態(tài)相聯(lián)系。例如，離子數(shù)量水平突然增加就表明燃燒室火焰筒上出現(xiàn)熱斑點。相似的，當(dāng)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)調(diào)制信號時，就意指葉片上有一裂紋在擴展。
七、發(fā)動機神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)
采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控發(fā)動機狀態(tài)和進(jìn)行故障診斷是目前正在研究的課題。 ""曾采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評估了 %&’飛機發(fā)動機 %&((的性能和使用情況，監(jiān)控了實際飛行中 )個發(fā)動機參數(shù)。 *"+,曾采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了發(fā)動機故障診斷。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和此技術(shù)在預(yù)測發(fā)動機性能方面的能力是目前研究的重點。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在預(yù)測發(fā)動機部件性能中獲得很大進(jìn)展；在預(yù)測發(fā)動機振動中是相當(dāng)有效的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在提高發(fā)動機試驗和診斷能力方面具有很強的潛力。
&-方法說明
圖 . /0 /&&示出 ’個發(fā)動機部件的準(zhǔn)一維模型。采用部件效率來模擬非設(shè)計點的發(fā)動機性能。發(fā)動機推力和耗油率（ 1%2）都是用部件效率來計算。因此，每個效率、溫度、推力和耗油率的組合都代表一種發(fā)動機工作狀態(tài)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練采用 &((((種工作狀態(tài)，并且有 3)種工況用于評估神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能。
被模擬的發(fā)動機為 %5(3 / 66 / 5(’7 8 9（海軍垂直起落 : 8 1;<=飛機），該機為雙轉(zhuǎn)子、渦扇型。它包括高、低壓壓氣機和高、低壓渦輪。該機采用速度傳感器測量發(fā)動機的振動，傳感器固定在發(fā)動機前、后軸
承上。試驗從慢車至最大，再減至慢圖 . /0 /&&4渦輪噴氣發(fā)動機
車。采用光譜分析技術(shù)監(jiān)控發(fā)動機的振動，并分析其超限時的原因。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是能夠通過例子記憶非線性關(guān)系的平行計算裝置。神經(jīng)每個 >?是一個處理器，類似于生物的神經(jīng)細(xì)胞，大腦中的神經(jīng)。多個處理器 >?1是通過負(fù)荷鍵連接的，信號在負(fù)荷鍵上通過，類似于生物的神經(jīng)鍵。每個 >?通過其輸入連接接收信號，信號來自 >?1和外部輸入， >?只產(chǎn)生輸出信號。此輸出信號可以被分成許多個小連接。輸出分支終止在 >?的進(jìn)口連接或網(wǎng)絡(luò)的輸出端。這種應(yīng)用在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的連接模式是受到人腦結(jié)構(gòu)的啟發(fā)。
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