燃气轮机轴对称可控喷管几何形状的光学诊断

摘要： 现代航空工业致力于研发可在亚音速与超音速状态下飞行的多功能发动机。此类发动机的关键部件之一是可变面积喷管，它通过改变发动机排气单元的几何结构来调整相应技术参数。本研究探讨了一种基于计算机视觉的光学非接触式喷管形状重建方法。该方法需要在发动机地面测试时，通过两个朝向喷管内部的三维光学记录仪采集数据。诊断过程面临诸多挑战：高温射流会遮挡传感器视野、喷管发光亮度随工况变化而波动，以及强烈的机械振动干扰。台架试验验证了该方法的可行性——低推力工况下，每帧图像中排气单元与临界截面的诊断直径标准偏差不超过相应尺寸的0.3%。所获诊断数据可用于发动机排气单元升级及燃气涡轮发动机推力控制系统的优化。