马立伟1 刘 博2 庄野3
沈阳黎明航空发动机有限责任公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要：现阶段，随着国防科技的不断发展，在很大程度上促进着航空事业的发展。航空发动机作为航空设备的重要组成部分，一旦气路发生故障问题，必然会影响到航空设备的安全、稳定运行。在这种情况下，全面加强对航空发动机气路故障诊断技术的研究分析显得尤为重要。本文首先阐述了航空发动机气路故障诊断的意义；其次分析了航空发动机气路故障诊断现状；再次探讨了航空发动机气路诊断的方法；最后展望了航空发动机气路故障诊断。
关键词：航空发动机；气路故障；诊断技术；现状；研究
一、航空发动机气路故障诊断的意义
不得不说，航空发动机结构是较为复杂的，因此，一旦在实际的运行当中出现故障问题，也是令我们感到非常棘手。现阶段，随着科技的快速发展，航空发动机的结构也变得更加的复杂。我们在追求更高的发动机性能的过程当中，发航空发动机长期处于高温、高负荷的状态下运行，这在很大程度上加大了航空设备的安全隐患。随着国防实力的不断提升，我国军队装备的新型战术导弹种类以及型号数量都得到了大幅的提升，并且它的结构也越来越复杂，军用设备的自动化水平也得到了大幅度的提升。在这种情况下，捣蛋动力系统出现故障的频率也就越来越高，并且呈现出复杂化的趋势。现阶段，我国航空发动机气路故障研发手段仍存在很大的上升空间，逐渐无法满足航空事业发展所需。在这种情况下，我们就必须要加大对航空发动机气路故障的研究，在全面促进发动机排放、提升维修设计工艺的同时，促进我航空航天事业整体竞争力的提升。
二、航空发动机气路故障诊断现状
我们判断航空发动机气路是否出现故障的根本依据就是查看其气路参数是否具有噪音或者是否存在偏置现象，然后对发动机在诊断发动机的基本性能。通过深入的研究分析我们发现，影响航空发动机气路诊断效果的原因是非常多的，在这其中，影响最为明显的要数发动机维修思维对于诊断效益的影响。下图1为航空发动机气路诊断过程中的主要诊断系统。我们结合诊断系统的实际特点，可以分为整机性能衰退监控和单元体诊断功能监控两大类
图1 航空发动机气路诊断过程中的主要诊断系统
我们通过对上图一进行总结分析得出，当前航空发动机诊断存在的问题主要包括以下几个方面：首先，很多机型上未知量个数比测量参数多；其次，故障与故障之间存在着密切的联系，因此我们就很难准确的区分同类故障；再次，测量参数中噪音与故障造成的测量参数偏差很难进行区分，并且测量信号位置偏差性大；最后，发动机气路故障诊断受环境因素影响，具有较大的变动性。
三、航空发动机气路诊断的方法
（一）小偏差故障方程法
我们在诊断航空发动机气路故障的过程的整个过程当中，存在机型上未知量个数比测量参数多的问题。为了能够更加有效的解决这一问题，我们可以采用增加方程个数（包括增加测量参数和选取发动机的多个工作状态组成影响系数的因素两种）、减少方程中故障种类这两种方法来进行处理。我们在利用气路故障诊断法来解决航空发动机气路故障的过程当中，应用主因子模型法的频率是最高的。这一方法有着巨大的优势，具体来说，可以分为以下几点。首先，主因子模型法能够将故障进行有效的隔离，进而进行更加准确的定量诊断；其次，这一方法能够同时实现对多项故障的诊断；再次，主因子模型法能够有效的处理多重共线性问题；最后，这一方法大多是针对急性上未知量个数比参量参数多的问题。但是，在实际运用过程中还可以有效解决测量参数大于故障种类所引起的故障问题。
（二）基于非线性稳态模型的诊断方法
基于非线性稳态模型的诊断方法通过测量参数，进而构建一套完善的发动机性能模型，通过自身所具备的自适应的巨大优势，通过部件性能的变化，进而分辨出故障的具体所在。那么，我们怎样才能够充分的利用基于非线性稳态模型的诊断方法来有效解决发动机气路故障，这也就需要我们的技术人员明确的掌握其维修工艺，具体来说，应做好以下几个方面的工作。第一，必须要充分的掌握发动机部件的性能，并充分的结合实际的运行状况来引入修正因子，并对扩展的非线性方程组进行科学合理的计算，进而了解航空发动机在实际运行当中各部件的性能状况。为了最大限度的提升诊断结果的准确性，我们还必须要保证发动机性能故障参数要比故障气路测量参数小。我们都知道，航空设备的实际的运行当中，发动机并不会同时出现多个部件故障，在这种情况下，我们采用这一诊断方法，就能够更加有效的解决航空发动机气路故障。
（三）基于人工智能的方法
随着科技的不断进步，人工智能的方法在各个领域中的应用也越来越广泛。这一方法主要包括人工神经网络、专家系统、数据融合等方法。一般来说，我们在分类单故障的时候，我们大多会采用BP网、RBF网和概率神经网络，定量诊断以故障模式的大小来进行有效的判定。在这里需要我们指出的是，我们在实际的应用当中，神经网络方法存在着一定的不足，例如，我们在检测并修复故障的时候，需要具备一定的经验性；要想简化原本复杂的维修结构，就必须要确保维修样本和实际故障相一致等等。利用专家系统来诊断维修气路故障的时候，必须要确保与其征兆信息相结合，进而才能够明确气路故障的根本原因以及具体位置所在。
四、航空发动机气路故障诊断展望
现阶段，航空发动机气路故障诊断，已经逐渐成为一个独立存在的领域，在发展的过程当中，无论是理论还是实践，都得到了不断完善。在接下来的发展当中，航空发动机齐鲁故障诊断可以朝着以下几个方面发展：首先，积极探索更加先进的诊断方法；其次，积极加强具有融合性的诊断研究；再次，在确保故障诊断实效性的同时，使其能够进行远程操作；最后，加强对数据、技术的挖掘力度等等，进而为接下来航天航天事业的发展打下坚实有力的基础。
结语：
综上所述，随着科技的快速发展，在很大程度上促进着航空事业的又好又快发展。但是，在实际的运行过程当中，航空发动机极易出现气路故障，这在很大程度上影响着航空设备的安全、稳定运行。在这种情况下，我们就应积极的采取一系列有效措施，加大对航空发动机气路诊断方法的研究分析，进而有效解决航空发动机在实际运行过程中存在的气路故障，确保航空设备的安全、稳定运行，促进我国航空事业的稳定、可持续发展。
参考文献：
[1]范作民 ，孙春林 ，林兆福.发动机故障方程的建立与故障因子的引入 [ J ].中国民航学院学报 ， 1994， 12（ 1）: 1- 14.
[2]陈大光 .多状态气路分析法诊断发动机故障的分析 [ J].航空动力学报 ， 1994， 9（ 4）: 339- 343.
[3]尉询楷， 李应红.航空发动机状态监控与诊断现状及发展趋势[ J] .控制工程 vol14 2007S-0084-87.
[4]蒋亮， 李书明， 郝英， 等.航空发动机气路故障诊断研究现状[ J] .中国民航学院学报， 2005 S-0060-03.
[5]江龙平，徐可君，隋育松.航空发动机故障诊断技术[J].航空科学技术，2002（4）:38-40.
[6]王英，沙云东.航空发动机故障诊断技术综述[J].沈阳航空工业学院学报，2007（4）:11-14.
论文作者:马立伟1, 刘 博2, 庄野3
论文发表刊物:《防护工程》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/30
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