状态监控技术下的飞机发动机维修维修与管理的分析

状态监控技术下的飞机发动机维修维修与管理的分析

陆帅

【关键词】状态监控;民航发动机;维修;管理

1.前言

目前，飞机发动机维修需要依靠发动机运行状态来酌情维修。当发动机处于故障状态或涡轮效率低下时，飞机排气温度和燃油流量开始升高；当压气机使引气量增加时，发动机的各类参数会出现较大变化，如转燃油流量、子转速等。对该类参数变化的分析能够使相关人员对发动机衰退的性能和快慢进行判断，进而推断出是否需要对发动机进行维修，并制定出科学合理的维修及换发方案[1]。本文主要就状态监控技术的民航发动机维修与管理进行分析，以期使民航发动机的维修变得更安全、更经济，从而实现民航的经济价值和社会价值。

2.民航发动机状态监控技术分析

2.1飞行时的数据分析

飞机飞行时的数据包含了数据采集设备对各类飞机状态可测参数进行采集并记录的全部数据，该类数据为发动机性能及状态分析提供了重要依据。当前，数据分析主要包括了发动机气路参数和关键部件振动参数的分析等。其中，关键部件振动信号属于发动机状态监控和诊断的一种数据。因为发动机在运行过程中，发动机中的高低压转子极有可能出现不平衡状况，从而引发振动信号[2]。因此，制造发动机的厂商对发动机使用过程中的转子振动最大值进行了严格规定。例如由GE公司生产的CF6-80C型号的发动机，厂商规定了此发动机的低压转子振动允许最大值为4.0Units；高压转子振动允许的最大值是3.0Units。当监控中得到的数值超出了规定的最大值范围，则说明了发动机转子有故障出现。

2.2飞机的滑油监测

在飞机机械设备磨损故障的监控及诊断中，特别适合采用滑油监测技术。该技术成为了监测机械设备运行状态以及诊断故障的一种主要方法，尤其成为了发动机中润滑系统的封严性监控方法。民航发动机的技术具有复杂性和密集性，其机械构件中有大量的轴承和齿轮等。因此，飞机的滑油监测成为了发动机状态监测的关键，其有助于技术人员对故障进行有效诊断。涡轮发动机中的滑油监控内容主要包括了滑油消耗率、滑油中含有的金属屑状况和滑油品质情况分析等，民航利用机载设备能够更好的对滑油系统运行状态和参数进行监控。

2.3飞机的无损探伤

无损探伤检查主要包含了孔探检查及超声波检查两个方面，成为了民航发动机检查的常用方法。对于孔探检查来说，其发展历程经历了光纤镜、棱镜以及视频内窥镜等技术设备的更新，而且其技术和设备得到了逐步完善和创新。因此，孔探检查方法是发动机检测及维修中必不可少的一种重要手段。孔探检查的具体工作为：对计划内的孔探工作进行定期检查、做好故障监控情况下的孔探工作，完善突发事件后的孔探工作。定期检查工作主要在发动机没有出现故障前开展，相关人员需要对近期的孔探检查报告进行认真参阅，从而掌握发动机运行情况，同时对工作单卡规定的范围进行后期检查[3]。

2.4飞机的寿命部件时间监测

民航发动机设备中一般都装有受时间限定的部件，该类部件有严格的大修时限以及使用年限的说明。该类部件一旦超过了规定的最高时限，极有可能对飞机的飞行安全造成影响。因此，相关人员在每次的发动机维修中都应该列出寿命部件的更换清单，并进行详细记录，从而确保工程师能够全面的掌握发动机中寿命部件的具体情况。对发动机寿命部件中的剩余寿命进行严格监控，较大程度上保障了飞机的飞行安全。

3.状态监控技术下的发动机维修和管理分析

在民航发动机的维修和管理中，涉及到的内容十分广泛。因此，相关人员应该从实际出发，采取系统的分析方法，把复杂的问题拆分为多个子问题，并根据子问题的运转机制或内部约束机制建立模型，最终建立起一个完整的系统模型，从而为民航发动机的维修和管理提供决策支持。以下主要对发动机滑油消耗率的计算模型和EGTM衰退情况进行了简单分析。其中，滑油消耗量主要是通过飞行前后记录的滑油数量来进行分析，从而计算出滑油消耗速率，更好的掌握燃油污染情况或滑油泄漏情况等方面的信息。滑油消耗率的计算方法为：本次滑油添加量/飞行时间的总和（滑油上次添加时间到本次添加时间的发动机飞行时间）[4]；随着发动机使用寿命的增加，其性能会逐步衰减，同时使排气温度（EGT）得到升高，而降低了排气温度裕度（EGTM），因此，排气温度裕度成为了衡量发动机性能衰退的重要指标，有助于相关人员在发动机维修和管理中进行准确判断。例如某民航发动机在图中标注*(data2)，如果该*位于曲线下方，则表示能够继续在翼运行；如果*位于曲线上方，则说明发动机的性能已经衰退，需要进行拆换、送修，如图1所示。

图1动态维修决策图

4.结束语

发动机在飞机构造中占有重要的地位，其安全可靠性直接影响了飞行的安全。而状态监控技术的利用对民航发动机的诊断和维修具有积极的作用，其能够有效减少航空公司在发动机维修方面的费用支出，较大程度上降低了飞机故障的发生率，有助于飞机使用寿命的延长。民航发动机状态监控技术在不断的应用实践中取得了相应的成效，相信未来民航在科学技术的指引下会越来越安全、经济。

【参考文献】

[1]陈桥文.基于状态监控技术的民航发动机维修与管理[J].中国科技信息,2013,6(13):118.

[2]李明.民航发动机气路故障诊断技术探析,2013,1(10):85-90.

[3]金灿灿,左洪福.民航发动机性能预测与视情维修决策研究[J].计算机仿真,2014,7(31):95-98.

[4]王帅,贾云献,孙磊.基于状态维修决策分析系统开发研究[J].计算机工程与设计,2011,32(1):366-373.