白　杰，孙　伟，吴延松，王　伟

(中国民航大学民用航空器适航与维修重点实验室，天津　300300)

0　引言

发动机故障在飞机故障中占相当大比例，而气路部件故障占发动机故障的90%以上。航空发动机在不同的工作状态下会产生浓度、大小不同的碳烟颗粒；而发动机吸入外物会造成损伤，产生颗粒物；另外当发动机发生故障时，如叶片烧蚀、涂层剥落、叶片与机匣间的碰摩等都是尾气中异常颗粒物的可能来源。基于气路颗粒荷电信息的航空发动机尾气静电监测是一项新的监测技术，它是根据发动机尾气中电荷量的变化来实现对气路部件状态的监测，从而获得发动机的工作状态和健康状况[1]。

航空发动机尾气静电检测技术的核心元件是尾气静电传感器。静电传感器主要分为环状和棒状两种，由于环状的传感器对中心区域的颗粒不敏感，只适合于管道口径较小的环境中，因此面对航空发动机这一大管径输送系统采用棒状传感器。传感性能的优劣直接影响系统的准确性和快速性。衡量传感器的优劣以及检验和使用传感器的依据是其性能指标，判断传感器的好坏可以通过建模来实现。目前，国际上对静电传感器数学模型的研究几乎均建立在大量假设条件的基础上，进而实现机理建模，如Gajeski模型[2]、Yan模型[3]、Mumane模型[4]等，但这些模型建立过程中存在着较多的假设条件，要获取解析结果较困难。有限元法在数值计算中应用广泛，为解决复杂的分析计算与设计提供了有效的途径。……