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世界计量日 带你了解这项推动航空发动机发展的关键技术

2020-11-17

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世界计量日

今天是第20个“世界计量日”,今年的活动主题是“ 国际单位制(SI)——根本性的飞跃”,进一步突出“由于量子技术的发展带来的计量科学的进步以及进而在国际单位制基本量值单位定义方面的深刻影响”。

计量变革

今天起,我国开始使用新修订后的国际单位制单位。原有的基于实物基准的热力学温度单位-开尔文(K)、物质的量单位-摩尔(mol)、发光强度单位- 坎德拉(cd)、质量单位- 千克(kg)、长度单位-米(m)、时间单位-秒(s)、电流强度单位-安培(A)这七个基本单位全面采用基于基本物理常数的新定义。

伴随着量子测量技术等现代科学技术的发展进步,传统的计量标准量值传递体系呈现出了多极化、扁平化的发展变革趋势,不仅提升了计量测试服务保障水平,同时也使社会经济活动中的测量实践活动效率得到极大提升。

国际单位制基本单位的定义修订,为测量方法研究、标准量值传递工作的实施都打开了新的视野,为航空发动机产品技术的进步给予更有力的技术支撑。

计量先行

计量测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一。航空发动机产品技术涉及多种学科,工作条件苛刻,研制过程需要产品性能及制造工艺流程的不断优化。试验测试数据是验证和优化航空发动机产品性能设计的重要依据,对评价发动机部件、整机的性能具有决定性的作用。测试、计量工作中存在的数据多、量程宽、精度高特点决定了必须扎实做到“计量先行”。

数据多

在发动机试验中,需要同时测量的数据可达上千个。在发动机制造过程中,以叶片为例,由于叶片型面的复杂性和结构的集成性,为准确评价叶片的三维尺寸,需要测量的数据量高达数万个。

量程宽

发动机的涡轮前温度是提升热效率的一个重要参数指标。自涡轮喷气发动机问世以来,涡轮前温度的测量上限不断向上攀升。同时由于多种因素的共同作用,在实际的工程测量过程中“极限量、动态量、多因素耦合量”的计量需求日益突出。

精度高

对发动机相关参数进行有效控制是改善发动机性能、提高发动机效率的重要途径。不断地提高测量能力,获得更精准的数据,是构建准确可靠的产品性能数字模型,推进航空发动机虚拟仿真试验技术发展的坚实保障。

计量赋能

围绕航空发动机研制生产与使用维护需求,中国航发计量工作人员通过“定方法、建标准、立规范”,为航空发动机自主研制提供准确的数据保障。

定方法

找到测量方法,研究多参数测量过程中的参数耦合规律及解耦方法,研究作业现场及综合条件下的计量测试方法,解决复杂条件下试验系统综合校准及计量评定的方法。

建标准

针对发动机研制生产中对量值准确性的需求,建立完善的计量标准装置体系,包括关键参数的标准装置、工作现场用标准及传递标准,通过建立航空发动机专用参数的最高标准装置,保证数据的量值有效溯源。

立规范

制定相应的技术规范,如校准规程、测量修正规范、试验系统综合校准规范、作业现场测量程序规范、计量基础数据库或测量数据修正手册等,通过严格的程序保证计量工作统一、规范。

“没有测量,就没有科学”。航空发动机就好像是一个“黑匣子”,计量是打开这个“黑匣子”的钥匙。广大计量科技人员正不断探索新的测试理论与技术方法,开发新型传感器件与测量设备,着力提升先进航空发动机研制工程中的参数测试与计量校准技术服务保障能力,并正在逐步制定、完善相应的技术标准规范,初步形成了先进航空发动机产品的计量测试技术保障体系。

国际单位制基本单位的定义修订,为测量方法研究、标准量值传递工作的实施都打开了新的视野,量子计量技术等新技术、新装备的发展与不断成熟,必将为航空发动机计量测试技术的发展带来新的推动,为航空发动机产品技术的进步给予更有力的技术支撑。(中国航发计量测试技术研究中心 李萍、李少壮、林恬)


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