【据美通社2023年6月19日报道】普惠公司和弗吉尼亚理工大学公布了一项首创技术,使用激光进行涡轮发动机关键参数(包括速度、温度和浓度等)的高精度测量系统。这种被称为“用于推力测量的滤波瑞利散射(FRST)”的光学测量系统,较传统传感器和探头具有显著的优势,可以用于支持开发更高效发动机的核心机技术并且能够在飞行中测量非二氧化碳颗粒物排放。
“使用激光和光学传感器的能力代表了发动机测试技术向前迈出的重要一步,并证明了弗吉尼亚理工大学普惠卓越中心内,双方长期合作的成果,”普惠工程和技术高级副总裁Geoff Hunt表示:“FRST提供了一种侵入较小且更具费效比的方法来测量一系列发动机参数。FRST在帮助提升燃气涡轮推进技术方面有着令人兴奋的潜力,特别是在涉及更小,更高热效率的发动机核心机方面,这是下一代军用和可持续商用发动机的关键。
FRST正在申请专利,它利用紫外光谱,依赖经过激光照射区域的空气分子散射回来的光,提供关于流场的信息,从这些信息中可以导出推力。FRST可应用于涡扇发动机,光线由穿过涡轮机气路的激光光束提供,高性能相机记录产生的散射并“过滤”信号中的无效信息。
FRST 光学仪器可能消除对传统传感器和探头的需求,这些传感器和探头一般难以安装并会导致流动堵塞,尤其是在空间有限的小尺寸发动机核心机中。FRST还提供了测量非二氧化碳颗粒物排放的能力,有助于整个行业了解和减轻这些排放对环境的影响,特别是在尾迹方面。
虽然在几个世纪之前,人们就已经知道了瑞利散射的原理,但普惠和弗吉尼亚理工大学的工程师近期才利用计算能力、激光和相机技术的发展,达成了其在涡轮风扇发动机上的首次成功应用。弗吉尼亚理工大学航空航天工程教授Todd Lowe表示:“随着我们致力于FRST的飞行演示,我们预计该技术将在飞机发动机的开发和认证中具有其他应用潜力。
普惠和弗吉尼亚理工大学在推进技术开发方面有着长期的合作,专注于先进仪器仪表。双方的的联合研究团队在弗吉尼亚理工大学的试验台上使用FRST光学技术成功地测量了试验发动机推力,达到了与传统传感器和探头相似的精度。联合团队正在努力推进这项技术进行飞行试验。