影像测量技术让航天发动机公差挺进微米级

2026.02.18

  新一代高分辨率影像测量系统通过亚像素边缘提取与三维点云拼接,将航天发动机叶片轮廓度、喷嘴同轴度等关键尺寸的测量不确定度压缩至0.8μm,较传统接触式方案提升近一个数量级,为火箭推力稳定性提供可溯源数据支撑。

  系统采用4200万像素全局快门CMOS与蓝光条纹投影同步采集,在30秒内完成复杂曲面全域扫描;AI降噪算法自动识别等离子喷涂层微纹理,排除反光干扰,使钛铝叶片壁厚0.05mm区域测量重复性误差≤0.3μm,满足氢氧发动机再生冷却通道的严苛公差带要求。

  多传感器融合架构在同一坐标系下切换光谱共焦与激光差动干涉,实现0.1μm级轴向分层测量,可一次性获取焊缝根部熔深、喷嘴微孔直径0.02mm及表面粗糙度Ra0.05μm三项数据,将原本需要三站检测的工序合并为单机自动闭环,单件检测时间从45分钟缩短至6分钟。

  实测数据显示,采用该影像测量工艺后,某型上面级发动机涡轮泵装配一次合格率由92.4%提升至99.7%,年度返工成本下降1.2亿元;同时,微米级数据实时反馈至五轴精加工单元,刀具补偿响应时间缩短至2秒,整体研制周期压缩18天,为后续可重复使用火箭高频发射奠定基础。

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