Triangulation methods for effusion holes measurements in combustion chambers of aircraft engines

摘要

Ważnym problemem dotyczącym konstrukcji nowoczesnych turboodrzutowych silników lotniczych jest efektywne chłodzenie komór spalania, realizowane poprzez otwory efuzyjne. Kanały takie, drążone laserowo, stanowią jednak poważne wyzwanie metrologiczne ze względu na niewielką średnicę (poniżej 1 mm), nieregularny kształt i kątową orientację względem powierzchni. Pomiary metodami kontaktowymi CMM są więc czasochłonne, obarczone znaczną niepewnością pomiaru oraz ryzykiem uszkodzenia trzpienia pomiarowego. W artykule porównano dwie metody skanowania triangulacyjnego powierzchni komory spalania silnika z kątowymi otworami efu-zyjnymi (w kierunku normalnym do powierzchni oraz współosiowo z otworem). Ponadto oceniono cztery opracowane algorytmy przetwarzania danych pomiarowych, których celem jest wyznaczenie położenia i średnicy otworów. Wskazano na problem zakłóceń dotyczących pomiaru i przetwarzania danych.%An important problem of modern aero-engines' construction is effective cooling of combustor liner attained by effusion holes. The laser-drilled channels are a critical metrological challenge resulting from their small diameter (below 1 mm), irregular shape and angular orientation to the surface. Hence, in this case, the tactile CMM measurement methods are time-consuming, error-susceptible and hazardous to the measuring stylus. The paper compares two methods of triangulation scanning of the surface of the engine combustion chamber with angular effusion holes (according to normal to surface and coaxially with hole). Additionally, four algorithms for processing measurement data were developed and evaluated, aiming at determination of the position and holes diameter. The paper also discusses the problem of measurement and calculation disturbance.