上世纪70年代首次提出了航空发动机气路静电监测技术,现已在多个机载化项目上获得成功。国内相关研究起步较晚,本文从涡扇发动机地面试车试验角度探讨了静电监测技术应用的可用性与有效性,结合试车性能指标分析静电信号趋势变化,并设计静电监测及诊断系统。本文主要研究内容如下:(1)针对民航涡扇发动机试车试验,构建了相应的静电监测系统方案。确定在线监测与信号处理方法,全新设计了用于安装在涡扇发动机尾喷管内壁上的静电传感器,依据试车环境进行强度校核。(2)设计航空发动机典型气路故障模拟实验平台,开展外来吸入物故障与转子碰摩故障的模拟实验。分析不同材质颗粒荷电特性与不同气流流速环境下的颗粒荷电特性,总结相应的信号特征规律。(3)利用LabVIEW开发平台设计“航空发动机气路静电监测及诊断”系统。实现静电信号采集、实时信号处理、数据存储以及阈值报警等功能。此外,开展静电健康基线以及基于SVM的故障模式识别方法的研究,进而构建两种离线模块,实现对离线数据的分析与处理。(4)开展某型现役民航涡扇发动机试车实验与尾气静电监测试验。结合试车性能指标,对全试车阶段、高低慢车阶段的静电信号变化趋势进行分析。确定稳定推力阶段活动率水平与发动机推力间的对应关系。应用在线系统与离线模块成功捕获滑油泄漏故障与发动机富油燃烧异常现象。