航空宇宙産業 - テストと開発

航空宇宙産業では、軽量で高強度の部品で作られたコンポーネントは、設計と品質に関する厳格な要件を満たす必要があります。燃料消費量を削減しながら安全性を高めるために、開発担当者とテストエンジニアは効率的で正確な測定技術を必要としています。Optomet レーザードップラー振動計は、困難な試験条件下でも、対象物に影響を与えたり、センサーを取り付けたりする必要なく、信頼性の高い非接触測定を実行します。

 

タービンブレード - 安全性、耐久性、効率

タービンジェットエンジンは、現代の航空機において不可欠な部分となっています。さらなる開発は常に、飛行の安全性、タービン効率、全体的な動作挙動の改善、および騒音放出の削減を目的としています。

 

タービンジェットエンジンの最も重要なコンポーネントの一つは、個別のタービンブレードです。各種負荷レベルおよび異なった温度でのタービンブレードの特性は、エンジン全体の動作に影響を与えます。

ブレードの疲労寿命をより正確に推定する一つの方法は、「低サイクル疲労」(LCF)測定方法です。この測定方法では、繰り返しサイクル荷重の前後でタービンを検査します。熱負荷による疲労は、1000°Cまでの温度で「熱機械疲労」(TMF)法を使用してより詳細に調べられます。ブレード形状のモデル計算は、減衰特性と流れの挙動を最適化するだけでなく、不要な共振を抑制するのに役立ちます。

レーザードップラー振動計は、非接触方式を使用して、負荷および加熱段階の前後、およびその最中のブレードの動作振動を正確に測定するための、信頼性の高い方法を提供します。振動特性の知識により、モーダルパラメータの決定とモデル予測の検証が可能になります。さまざまな負荷方法での特性の変化により、ユーザーは実際の運転条件下でのタービンの予想寿命を予測できます。結果はそのため、タービンのメンテナンスサイクルを決定し、過負荷状態でのタービンの寿命を推定するために重要です。例えば、残りのタービンを通常の負荷よりもずっと大きな負荷で操作した場合、別のエンジンの故障も補う必要がある場合などです。

走査型レーザー振動計システムは、ブレード表面の動作振動形状の迅速かつ容易な特性評価を可能にするため、特定の付加価値を提供します。

Optometレーザードップラー振動計の高い信号強度と信号品質により、特別な処理や測定面の準備は不要になりました。振動パラメータは、光っていたり反射が不十分な物体でも正確に測定できます。

 

 

タービンブレードのモードパラメータは、走査型レーザー振動計などの非接触振動測定方法を使用して測定できます。ブレードは、実験室で、たとえば、シェーカーに取り付けるか、モーダルハンマーで叩くことによって刺激することができます。あるいは、ここに示されているように、非接触励起を音圧で適用することもできます。

緩んだリベットの検出

航空交通の着実な増加に伴い、材料接合の完全性をチェックする高速で信頼性の高い検査方法の必要性が高まっています。接着接合の人気がますます高まっていますが、リベット接合は依然として航空機の接続の大部分を占めています。今日の標準的な検査関連規制では、認定された担当者がリベットを視覚的に検査することを要求しています。これらの検査は時間がかかり、エラーが発生しやすく、エラーの初期段階は通常認識されません。

したがって、リベットで留められた接合部の信頼性が高く規格化された検査を可能にすると同時に、飛行機のダウンタイムを短縮する最新のアプローチに大きな関心が寄せられています。

Optomet 走査型レーザードップラー振動計(SLDV)は、非接触で信頼性が高く、とりわけ、緩んだリベットの客観的な早期検出を可能にします。リベットで互いに接合された航空機部品が広い周波数帯域で励起された場合、SLDV は、一定の周波数スペクトル内でその表面の振動挙動を漏れなく記録および分析できます。リベット接合の周囲の検査領域を適切な評価基準でマッピングすると、振動の平均振幅、測定データのコヒーレンス分布、表面上の異なるポイント間の周波数伝達関数など、リベットの状態に関する有意義な情報が得られます。

他の表面部分と比較して、局所化された狭いポジションでのこれらの値の有意な偏差は、リベット接合が視覚的にさえ認識できない場合でも、これらの点に疲れたリベット接合があるかどうかの直接評価を可能にします。偏差の程度により、リベット接合部の疲弊度に関する評価が可能になり、その結果、このリベットをすぐに交換する必要があるかどうか、または接合部がまだ今後の稼働のために十分な強度があり、定期的に計画されたメンテナンススケジュール内で交換を実行できるかどうかを判断することもできます。

 

 

航空機の翼

高速での飛行中、航空機の翼はかなりの振動と変形にさらされます。変形は数ミリメートルから数百ミリメートルの範囲で発生する可能性がありますが、振動はナノメートルから最大数百マイクロメートルの範囲で発生する可能性があります。

従来の測定器では、一回の測定で 160dB を超えるような測定範囲をカバーすることはできません。OptoGUI ソフトウェアと組み合わせた Optomet Nova Sense により、220dB を超えるダイナミックレンジで、同時に変形と振動を測定することが初めて可能になりました。Optomet Nova Sense の優れた性能は、風洞内の翼型モデルの測定によって確証されています。

 

 

タービンブレードのたわみ形状

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