前言
隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和復(fù)雜程序的持續(xù)增加，災(zāi)害性天氣不可預(yù)測(cè)性，航空發(fā)動(dòng)機(jī)所面臨的穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)性，可靠性等問題浮出水面。嚴(yán)格進(jìn)行實(shí)地監(jiān)測(cè)，采用診斷系統(tǒng)進(jìn)行故障分析盡可能地避免飛行事故的發(fā)生，以保證飛機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行以及乘客的安全。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也跟著完善起來，從控制系統(tǒng)中脫離出來，為了應(yīng)對(duì)安全的需要，成立了獨(dú)立的發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的“心臟”，是飛機(jī)的重要系統(tǒng)，其任何“疾病”都可能會(huì)影響飛行安全，甚至帶來災(zāi)難性的后果。因此，民航行業(yè)視發(fā)動(dòng)機(jī)的安全保障為重中之重。
隨著各航空公司飛機(jī)機(jī)隊(duì)規(guī)模的快速擴(kuò)張，各航空公司不可避免地面臨多種型號(hào)飛機(jī)和多地域運(yùn)行所帶來的安全保障問題；加之，目前在保障發(fā)動(dòng)機(jī)安全使用方面國(guó)內(nèi)航空公司過多地依賴各 OEM 廠家提供的技術(shù)保障服務(wù)，使得航空公司正逐漸削弱或喪失已建立起來的安全保障監(jiān)控技術(shù)能力，若航空公司自身不研發(fā)具有獨(dú)立自主產(chǎn)權(quán)的監(jiān)控技術(shù)，一旦將來由于某種原因?qū)е?OEM 的服務(wù)中斷，則飛機(jī)的安全運(yùn)行將無法得到保障。因此，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的集中高效管理，保持并提高發(fā)動(dòng)機(jī)安全保障能力，從行業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)來看顯得尤為重要。實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)只能通過科技創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)安全保障系統(tǒng)平臺(tái)，增強(qiáng)我國(guó)航空公司的自我保障能力。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)診斷
統(tǒng)計(jì)資料表明，發(fā)動(dòng)機(jī)故障在所有的飛機(jī)里，資源耗費(fèi)高，效率低，而且與發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的零部件維修費(fèi)用相當(dāng)高。因些建立一個(gè)有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)絕對(duì)是有必要的。最初的航空發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)很簡(jiǎn)單，是依照發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的參數(shù)來斷送發(fā)動(dòng)機(jī)的老化程度，再根據(jù)老化程度進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)。隨著民用航空的日益廣泛，競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)成本已經(jīng)勢(shì)在必行。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理技術(shù)在這種雙重壓力下漸漸發(fā)展起來。健康管理系統(tǒng)能夠在最大的基礎(chǔ)上檢測(cè)出發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的健康狀況，并做好及時(shí)維護(hù)修理，避免發(fā)動(dòng)機(jī)在飛機(jī)飛行時(shí)間出現(xiàn)意外而無法正常工作，減少因發(fā)動(dòng)機(jī)事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷害。
健康管理系統(tǒng)的檢測(cè)方法
當(dāng)一臺(tái)新的發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)里面的各零部件都會(huì)在不同程序上有一定的損耗。隨著使用時(shí)間的增加，其部件的與當(dāng)初的性能差距越來越遠(yuǎn)，直到停止工作。在一些情況中，發(fā)動(dòng)機(jī)是由于外力因素而損傷，或者損耗嚴(yán)重。而發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)就起到一個(gè)監(jiān)督的作用，如遇到發(fā)動(dòng)機(jī)損耗或者停止工作的狀態(tài)時(shí)進(jìn)行修復(fù)應(yīng)急或者報(bào)警。
振動(dòng)頻率分析
發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)分析分為兩種，一種是整體突發(fā)性增強(qiáng)，另一種是在某個(gè)階段頻率大。前者一般是發(fā)動(dòng)機(jī)已出現(xiàn)故障，后者可能是零部件損壞。
振動(dòng)問題是航空發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)研制及使用中常見而不容易解決的難題，涉及到設(shè)計(jì)、制造、材料、環(huán)境、使用等方面。為了從根本上解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)控制難題，通過長(zhǎng)期深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究，重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理等幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域取得了較大的突破，解決了現(xiàn)代中小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)因轉(zhuǎn)速高、重量輕、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸效應(yīng)明顯等帶來的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)難度增大等難題。
使用壽命監(jiān)控
這項(xiàng)監(jiān)控是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)以及其部件使用時(shí)長(zhǎng)的監(jiān)控。發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)承受著巨大的機(jī)械和熱應(yīng)力，一旦罷工將會(huì)造成很大的災(zāi)難，破壞性及其強(qiáng)大。這些損傷是在發(fā)動(dòng)機(jī)常期工作以及與空氣的氧化，還有使用的環(huán)境造成的。
發(fā)展與挑戰(zhàn)
當(dāng)下最大的問題是民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)雖然相對(duì)較完善了，但是當(dāng)其預(yù)警時(shí)，航空人員對(duì)其的可信度仍持質(zhì)疑態(tài)度。
其次，由健康管理系統(tǒng)傳輸?shù)焦ぷ骺偱_(tái)的數(shù)據(jù)量非常大，怎么樣從這些數(shù)據(jù)中高速而有效的分析出來結(jié)果，和相應(yīng)的故障問題，仍是一個(gè)很艱難的任務(wù)。
結(jié)語(yǔ)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)主要是通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和各部件的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督和檢測(cè)，而對(duì)于在這一線上的工作人員，維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)他們來說責(zé)任重大，他們可以根據(jù)檢測(cè)結(jié)果提前做好維護(hù)，以避免災(zāi)害性事故的發(fā)生，并且可以提高經(jīng)濟(jì)性和安全性。健康管理系統(tǒng)的最終目的是為了降低維護(hù)費(fèi)用，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)安全的效果。
為滿足未來需要，發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上必須首先解決幾個(gè)問題是：高成本、設(shè)計(jì)復(fù)雜度，以及由于關(guān)鍵部件燃油冷卻導(dǎo)致的物理限制問題。基于耐高溫技術(shù)的設(shè)備，為減少電子器件的燃油冷卻需要提供了可能。分布式結(jié)構(gòu)和構(gòu)造模塊，能夠?yàn)檠邪l(fā)人員提供通用、靈活和可伸縮的模塊組和提高經(jīng)濟(jì)性。新的健康管理技術(shù)也將為先進(jìn)控制律的使用提供機(jī)會(huì)，以解決下一代推進(jìn)系統(tǒng)控制面臨的問題和挑戰(zhàn)。
來源：航空維修與工程
