作為飛機的心臟，被譽為“工業之花”的航空發動機，由于它結構復雜、集成度高、工作條件惡劣等因素導致發動機的穩定性難以控制，而且它擔任飛機的主要動力源，一旦發生故障，往往會導致機毀人亡的后果，因此，安全性、可靠性和經濟性成為我們航空發動機制造商最為關心的要素。

航空發動機不僅僅制造價格昂貴，其維修價格也是非常可觀的，一般維修成本會占到整體飛機維修成本的百分之四十，這就直接導致發動機的使用、維護和保障費用開銷巨大。

為了降低發動機維護成本，減少航班延誤取消率，對航空發動機進行剩余壽命預測就非常的關鍵和必要。

發動機數據監控與分析

定期采集發動機的各項性能指標，并對指標進行評估分析，是對發動機剩余壽命預測的前提。

在每個航空公司，都有一整套獨立監控系統和程序，例如：飛機遠程診斷實時跟蹤系統（ACRDRTS），每天對每架飛機的發動機進行數據采樣，建立發動機技術檔案；并且發動機制造商會向航空公司提供發動機數據分析軟件，利用這些軟件對采集后的數據進行監控分析，從而便于之后的壽命預測和健康評估。

各個發動機廠都有自己發動機的監控軟件，例如普惠公司的EHM，記錄飛機巡航狀態下發動機主要參數以及震動、燃油/滑油消耗、計算EGT指數等形式報告，還有孔探檢查，滑油油樣分析，其他故障報告和服務通報的實施。

其中，EGT裕度（即發動機排氣溫度同紅線限制的差值）對評估發動機性能，對決定發動機是否需要拆下檢修是重要參數。EGT裕度減小預示著發動機性能退化，裕度為零意味著發動機工作在EGT紅外限制值，而裕度為負時則需要將發動機拆下。下圖是各型號發動機的EGT警戒值。

各型號發動機的EGT警戒值

另外一個參數是EGTM，它是發動機限制溫度與全推力起飛時的排氣溫度（Exhaust Gas Temperature, EGT）的差值，而EGT會隨著飛行時間的增加逐漸升高，反映到EGTM，就是逐漸下降。下圖是從2007年12月到2010年1月期間5臺CFM56-5B發動機的EGTM數據。

2007年12月到2010年1月期間5臺CFM56-5B發動機的EGTM數據

根據對EGTM的分析，如果能夠獲得EGTM的衰退模式，那么從性能衰退角度進行發動機剩余壽命的預測就變得簡單了。

剩余壽命預測的幾種常見方法

目前壽命預測方法主要基于三種不同的類型：基于物理模型的預測方法、基于數據驅動的預測方法和基于經驗的預測方法。這三種預測方法各自的優缺點如下表格所示：

綜合比較這三種方法，目前應用最廣泛、最有效的預測方法是基于數據驅動的預測方法。因為發動機復雜的結構及性能指標，我們可以從各個角度或者部件之間的相互關系等等來對其進行剩余壽命預測。下面列出了幾種典型的基于數據驅動的預測方法。

基于競爭失效的航空發動機剩余壽命預測

航空發動機作為典型的復雜機電系統，具有失效模式多樣性的特點。多失效模式相互作用，實質上是競爭失效的關系，導致航空發動機剩余壽命預測的復雜性。

基于競爭失效的航空發動機剩余壽命預測框架

預測步驟如下：

（1）分別預測航空發動機在性能退化失效和突發失效模式下對應的剩余壽命，結合風險控制原則，為航空發動機檢查和維修決策提供依據。

（2）航空發動機的性能退化失效與突發失效間高度相關，主要體現在性能退化失效對突發失效的影響。航空發動機具有豐富的狀態監測數據，為量化性能退化失效對突發失效影響提供了可能。
　
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