前言
隨著航空發(fā)動機的性能和復(fù)雜程序的持續(xù)增加，災(zāi)害性天氣不可預(yù)測性，航空發(fā)動機所面臨的穩(wěn)定性，經(jīng)濟性，可靠性等問題浮出水面。嚴(yán)格進行實地監(jiān)測，采用診斷系統(tǒng)進行故障分析盡可能地避免飛行事故的發(fā)生，以保證飛機的穩(wěn)定運行以及乘客的安全。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，發(fā)動機的監(jiān)測系統(tǒng)也跟著完善起來，從控制系統(tǒng)中脫離出來，為了應(yīng)對安全的需要，成立了獨立的發(fā)動機健康管理系統(tǒng)。
發(fā)動機是飛機的“心臟”，是飛機的重要系統(tǒng)，其任何“疾病”都可能會影響飛行安全，甚至帶來災(zāi)難性的后果。因此，民航行業(yè)視發(fā)動機的安全保障為重中之重。
隨著各航空公司飛機機隊規(guī)模的快速擴張，各航空公司不可避免地面臨多種型號飛機和多地域運行所帶來的安全保障問題；加之，目前在保障發(fā)動機安全使用方面國內(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，則飛機的安全運行將無法得到保障。因此，實現(xiàn)發(fā)動機的集中高效管理，保持并提高發(fā)動機安全保障能力，從行業(yè)發(fā)展的長遠來看顯得尤為重要。實現(xiàn)此目標(biāo)只能通過科技創(chuàng)新，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的飛機發(fā)動機安全保障系統(tǒng)平臺，增強我國航空公司的自我保障能力。
航空發(fā)動機狀態(tài)診斷
統(tǒng)計資料表明，發(fā)動機故障在所有的飛機里，資源耗費高，效率低，而且與發(fā)動機有關(guān)的零部件維修費用相當(dāng)高。因些建立一個有經(jīng)濟實用的發(fā)動機健康管理系統(tǒng)絕對是有必要的。最初的航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)很簡單，是依照發(fā)動機工作時的參數(shù)來斷送發(fā)動機的老化程度，再根據(jù)老化程度進行發(fā)動機的維護。隨著民用航空的日益廣泛，競爭也越來越激烈，降低發(fā)動機的維護成本已經(jīng)勢在必行。由此，發(fā)動機健康管理技術(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)上檢測出發(fā)動機零部件的健康狀況，并做好及時維護修理，避免發(fā)動機在飛機飛行時間出現(xiàn)意外而無法正常工作，減少因發(fā)動機事故帶來的經(jīng)濟損失和人員傷害。
健康管理系統(tǒng)的檢測方法
當(dāng)一臺新的發(fā)動機在工作時，發(fā)動機里面的各零部件都會在不同程序上有一定的損耗。隨著使用時間的增加，其部件的與當(dāng)初的性能差距越來越遠，直到停止工作。在一些情況中，發(fā)動機是由于外力因素而損傷，或者損耗嚴(yán)重。而發(fā)動機健康管理系統(tǒng)就起到一個監(jiān)督的作用，如遇到發(fā)動機損耗或者停止工作的狀態(tài)時進行修復(fù)應(yīng)急或者報警。
振動頻率分析
發(fā)動機的振動分析分為兩種，一種是整體突發(fā)性增強，另一種是在某個階段頻率大。前者一般是發(fā)動機已出現(xiàn)故障，后者可能是零部件損壞。
振動問題是航空發(fā)動機和傳動系統(tǒng)研制及使用中常見而不容易解決的難題，涉及到設(shè)計、制造、材料、環(huán)境、使用等方面。為了從根本上解決航空發(fā)動機的振動控制難題，通過長期深入的理論和實驗研究，重點實驗室在航空發(fā)動機振動控制、發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)測和健康管理等幾個關(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)動機因轉(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)計和試驗難度增大等難題。
使用壽命監(jiān)控
這項監(jiān)控是對發(fā)動機以及其部件使用時長的監(jiān)控。發(fā)動機在工作時承受著巨大的機械和熱應(yīng)力，一旦罷工將會造成很大的災(zāi)難，破壞性及其強大。這些損傷是在發(fā)動機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)動機健康管理系統(tǒng)雖然相對較完善了，但是當(dāng)其預(yù)警時，航空人員對其的可信度仍持質(zhì)疑態(tài)度。
其次，由健康管理系統(tǒng)傳輸?shù)焦ぷ骺偱_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，仍是一個很艱難的任務(wù)。
結(jié)語
航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)主要是通過對發(fā)動機和各部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)督和檢測，而對于在這一線上的工作人員，維護發(fā)動機對他們來說責(zé)任重大，他們可以根據(jù)檢測結(jié)果提前做好維護，以避免災(zāi)害性事故的發(fā)生，并且可以提高經(jīng)濟性和安全性。健康管理系統(tǒng)的最終目的是為了降低維護費用，以達到經(jīng)濟安全的效果。
為滿足未來需要，發(fā)動機健康管理系統(tǒng)在設(shè)計上必須首先解決幾個問題是：高成本、設(shè)計復(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�；谀透邷丶夹g(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，能夠為研發(fā)人員提供通用、靈活和可伸縮的模塊組和提高經(jīng)濟性。新的健康管理技術(shù)也將為先進控制律的使用提供機會，以解決下一代推進系統(tǒng)控制面臨的問題和挑戰(zhàn)。
來源：航空維修與工程
