民航发动机健康管理数据库的
航空发动机诊断与健康管理系统设计
航空发动机诊断与健康管理系统设计简介：航空发动机作为飞机的“心脏”，其正常运行对于飞行安全至关重要。
然而，发动机在长期运行过程中可能会出现各种故障和异常情况，需要及时进行诊断和健康管理。
航空发动机诊断与健康管理系统的设计旨在利用先进的技术手段，实现对发动机状态的实时监测、故障诊断和健康管理，提高飞行安全性和飞机的可靠性。
一、系统概述航空发动机诊断与健康管理系统（Aircraft Engine Diagnosis and Health Management System，简称AE-D&HMS）是基于先进传感技术和数据分析算法的一个综合性系统。
它能够对发动机的状态进行实时监测，自动识别故障和异常情况，并提供相应的健康管理策略，以保证发动机的正常运行。
AE-D&HMS由四个主要模块组成，包括数据采集模块、数据处理与分析模块、故障诊断模块和健康管理模块。
二、数据采集模块数据采集模块是AE-D&HMS的基础，它通过各类传感器采集发动机运行时的数据，并实时传输到系统主机。
该模块包括传感器布置、数据采集和数据传输三个主要步骤。
1. 传感器布置：针对航空发动机的结构和工作原理，选择适合的传感器，并将其布置在发动机的关键部位。
传感器的种类包括温度传感器、压力传感器、振动传感器等。
2. 数据采集：传感器将采集到的数据转化为数字信号，并通过数据采集设备进行采集。
数据采集设备需要具备高精度、高采样率和抗干扰能力。
3. 数据传输：采集到的数据需要通过安全可靠的通信手段传输至系统主机。
常见的通信手段包括有线传输和无线传输。
有线传输稳定可靠，但需要布线，而无线传输灵活方便，但存在传输延迟等问题。
三、数据处理与分析模块数据处理与分析模块是AE-D&HMS的核心，它对传感器采集到的原始数据进行处理和分析，提取有价值的信息，并形成发动机状态的数字模型。
1. 数据预处理：对采集到的原始数据进行去噪、滤波、校正等处理，确保数据的准确性和可靠性。
航空发动机健康管理系统及其标准分析
航空动力 I Aerospace Power 2019年 第1期发动机健康管理┃Engine Health ManagementAnalysis of Aero Engine Health Management & Its Standards航空发动机健康管理系统及其标准分析■ 王伟生 肖金彪/中国航发动研所航空发动机健康管理（EHM）是指最大限度地利用航空发动机不同的数据资源，对发动机的故障进行诊断、健康状态进行预报，从而增强飞行任务的安全性、可靠性，提高发动机的使用效率，减少发动机的使用维护费用和维修时间。
航空发动机健康管理发展过程航空发动机健康管理（EHM）系统经历了从状态监视、故障诊断到预测与健康管理的逐步发展和完善过程。
民用航空发动机健康管理系统的发展美国在20世纪60年代末开始研究航空发动机状态监视和故障诊断系统，20世纪70年代开始在民用航空发动机上应用并取得成功，提高了飞行安全和航班运营效率。
电子技术和计算机技术的迅速发展，也大大促进了航空发动机的状态监视和故障诊断技术的发展。
到21世纪初，欧美等国在波音787、空客A380项目中提出并实施了预测与健康管理概念，标志着航空发动机的视情维修和安全性、维修性与经济性监视已进入了一个新的阶段。
GE 公司的GEnx 发动机和罗罗公司的遄达900发动机所应用的健康管理系统是现代EHM 系统的典型代表，由机载部分与地面部分共同组成。
该健康管理系统功能高度集成，机载部分首次采用在发动机上安装的方式并借助飞机通信寻址和报告系统，实现基于Web 的远程监控与诊断，这些特征也是近几年EHM 系统的主流发展方向。
军用航空发动机健康管理系统的发展GE公司1969年开始研制的T700-GE-700和T700-GE-701涡轴发动机已能进行基本的状态监视，完成一些重要部位的故障诊断。
T700-GE-701C 发动机的控制系统由数字电子控制器（DECU）和机械液压装置（HMU）组成，并配置一个历史记录仪，其健康监视功能主要由DECU 及历史记录仪实现。
航空发动机健康管理系统研究与应用
航空发动机健康管理系统研究与应用近年来，随着民航业的快速发展，航空安全问题越来越受到社会和政府的严肃关注。
其中，航空发动机是飞机能否安全起降的关键因素之一。
因此，发动机健康管理系统的研究和应用变得至关重要。
一、发动机健康管理系统的定义和意义发动机健康管理系统指的是一种管理和监测发动机状态的技术系统，它可以通过收集、处理、分析发动机运行数据，评估发动机的健康状况并提供预警信息，从而实现对发动机的全生命周期管理。
发动机健康管理系统的应用可以提高发动机可靠性、延长使用寿命、降低维护成本和提升安全性能。
二、发动机健康管理系统的研究和发展现状目前，国内外航空公司和机构已经开展了大量的研究和应用实践，形成了较为完善的技术体系和管理模式。
其中，美国航空航天局（NASA）和欧洲航空防务集团（EADS）是全球发动机健康管理技术的先进单位，其开发的健康管理软件已被广泛应用于各种类型的航空发动机。
国内也有多家企业投入研发，如汉阳航空发动机有限责任公司、中航工业测控技术研究所等。
三、发动机健康管理系统的研究方法和技术手段发动机健康管理系统的研究主要包括以下几个方面：1、发动机运行数据的收集和分析：通过安装传感器记录发动机运行数据，并采用信号处理技术提取信息。
2、故障检测和诊断：通过建立故障模型和运用机器学习算法实现故障诊断和预测，从而提高发动机的可靠性。
3、健康评估和预警：通过实时分析发动机数据，判断其健康状态，并预测未来可能的故障情况，提供预警信息。
4、维修保养管理：通过发动机健康管理系统提供的健康状态信息，制定针对性的维修保养计划，延长发动机寿命并降低维修成本。
四、发动机健康管理系统的应用情况目前，发动机健康管理系统已经在国内外多家航空公司、机构和发动机制造商得到广泛应用，具有重要的经济效益和安全保障意义。
以航空工业集团旗下的歼-20战斗机为例，其使用的国产涡扇-10C发动机就采用了自主研发的健康管理系统，保证了歼-20战斗机飞行安全和维修保养的高效性。
基于人工智能的航空发动机健康管理系统设计
基于人工智能的航空发动机健康管理系统设计航空发动机是飞机的核心部件之一，其可靠性和性能直接影响着飞行安全和效率。
然而，由于航空发动机的复杂性和高强度使用，其健康状态的实时监测和管理成为了一个重要的挑战。
为了提高航空发动机的可靠性和降低维护成本，基于人工智能的航空发动机健康管理系统应运而生。
基于人工智能的航空发动机健康管理系统可以通过收集和分析大量的传感器数据，并将其与预先建立的健康模型进行比对，以判断发动机是否存在异常或潜在故障。
系统可以快速、准确地检测和诊断出发动机的健康状态，并给出相应的建议和措施以保证发动机的正常运行。
首先，航空发动机健康管理系统需要采集和整合不同传感器的数据，包括温度、压力、振动等参数。
这些数据可以通过各种传感器实时采集，并传输到系统中进行处理和分析。
系统需要具备强大的数据存储和处理能力，以应对大量的数据流并进行实时分析。
其次，在数据分析阶段，系统需要通过机器学习算法对传感器数据进行处理和建模。
这些算法可以自动学习和适应不同的发动机工况和运行状态，识别出正常状态和异常状态下的特征。
通过对大量数据的学习和比对，系统可以构建出准确的发动机健康模型，用于后续的状态监测和检测。
基于人工智能的航空发动机健康管理系统还可以利用专家系统和知识库来辅助故障诊断和修复。
专家系统可以根据已有的知识和经验，结合实时监测数据，进行智能的故障诊断和预警。
系统可以提供详细的故障报告和解决方案，辅助维护人员准确、快速地发现和解决故障。
除了故障诊断和预警功能，基于人工智能的航空发动机健康管理系统还可以提供维护和优化建议。
通过分析发动机的使用状况和性能数据，系统可以预测发动机的寿命和性能衰退趋势，并提供相应的维护建议。
该系统可以帮助航空公司和维护人员制定科学合理的维修计划，降低维护成本，提高设备利用率。
在实际运用中，基于人工智能的航空发动机健康管理系统可以与飞机的监控系统、维修计划系统等进行无缝集成，实现全面的智能化管理。
航空发动机故障预测与健康管理系统设计
航空发动机故障预测与健康管理系统设计引言：航空发动机是飞机的核心部件之一，其可靠性和运行状况直接关系到飞机的安全性和性能。
然而，由于航空发动机复杂的工作原理和高强度的工作环境，故障的发生是不可避免的。
为了提前预测发动机故障并采取相应的维修措施，航空发动机故障预测与健康管理系统应运而生。
本文将探讨航空发动机故障预测与健康管理系统的设计原理及其在航空工业中的应用。
一、航空发动机故障预测系统的设计原理1. 数据采集与处理航空发动机故障预测系统通过传感器收集发动机工作时产生的大量数据，包括振动、温度、压力等参数。
这些数据需要进行实时处理和存储，以便后续的分析和建模。
2. 特征提取与选择从大量的原始数据中提取有效的特征是故障预测系统的关键步骤。
常用的方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
通过对特征进行选择，可以降低维度并提高故障预测的准确性。
3. 故障诊断与预测模型建立在航空发动机故障预测系统中，建立准确可靠的故障诊断与预测模型是关键。
常用的建模方法包括神经网络、支持向量机和遗传算法等。
通过对历史数据的训练，模型可以学习到发动机性能与故障之间的关系，并据此做出准确的故障预测。
4. 故障预测结果与报警当故障预测系统检测到可能发生故障的迹象时，应及时向维修人员发出警报。
这需要确保故障预测结果准确可靠，并且能够在紧急情况下进行快速响应。
二、航空发动机健康管理系统的设计原理1. 状态监测与评估航空发动机健康管理系统通过对发动机进行连续的状态监测和评估，以实时了解发动机的健康状况。
这需要使用各种传感器监测发动机的运行参数和工作状态，并将数据传输给监控中心进行分析和评估。
2. 故障诊断与修复建议通过对发动机状态的监测和评估，健康管理系统可以及时发现发动机的故障，并提供相应的诊断和修复建议。
这需要建立一套完善的故障诊断和修复数据库，并结合专家知识和经验进行判断和推荐。
3. 健康管理决策支持航空发动机的健康管理决策涉及到维修计划的制定和资源的调度。
航空发动机健康管理系统研究与实践
航空发动机健康管理系统研究与实践随着航空业的快速发展，航空发动机的性能要求也日益提高。
发动机的健康管理对于确保航空安全和保障航空公司的经济利益至关重要。
因此，航空发动机健康管理系统的研究和实践成为当今航空工程领域的一个重要研究方向。
本文将探讨航空发动机健康管理系统的意义、关键技术和应用实践。
一、航空发动机健康管理系统的意义航空发动机健康管理系统是指通过对发动机的性能、状态和寿命等关键参数进行实时监测和分析，以实现对发动机的健康状况进行准确评估、故障预测和维修决策的系统。
它在航空工程领域具有以下重要意义：1. 提高航空安全：航空发动机是飞机运行的核心部件，其失效可能导致灾难性后果。
通过健康管理系统的实时监测和预测分析，可以提前发现和预防潜在的故障，最大限度地减少发生事故的概率，保障乘客和机组人员的安全。
2. 降低维修成本：传统的定期维护模式不仅浪费资源，还可能导致未能及时发现发动机的潜在问题。
而航空发动机健康管理系统可以根据实际的工作环境和使用条件实时监测发动机的状况，只有在需要维修或更换零部件时才进行维护，从而减少不必要的维修和更换，降低航空公司的维修成本。
3. 提高航空公司的竞争力：航空发动机健康管理系统可以提供精确的发动机性能和状态信息，帮助航空公司进行合理的航班计划和运行管理。
通过优化飞行计划、减少维护时间和降低燃油消耗等方式，航空公司可以提高运营效率和服务质量，增强市场竞争力。
二、航空发动机健康管理系统的关键技术要实现航空发动机健康管理系统的有效运行，关键技术是不可或缺的。
以下是几个关键技术的介绍：1. 传感器技术：发动机健康管理系统需要通过传感器获取发动机的实时数据，包括温度、压力、振动等参数。
传感器的选择和布置对于数据采集的准确性和全面性至关重要。
2. 数据处理与分析技术：通过对采集到的数据进行处理和分析，可以提取发动机的特征参数，并根据这些参数进行性能评估和故障预测。
数据处理与分析技术的精确性和高效性直接影响到发动机健康管理系统的实际效果。
航空发动机性能预测与健康管理研究
航空发动机性能预测与健康管理研究随着工业技术的快速发展，现代航空工业中航空发动机的性能预测和健康管理正在成为一个极为重要的领域。
航空发动机的工作环境十分恶劣，因此，如何能够及时预测并管理航空发动机的性能和健康状况，对于保证航空安全、减少航空事故的发生具有重要意义。
本文将从多方面进行探讨，包括性能预测的基础理论和方法、航空发动机健康管理的架构和技术、航空工业中的应用和未来发展趋势等。
一、性能预测的基础理论和方法现代航空发动机普遍采用的燃气轮机技术，使其在运行过程中产生了大量的数据。
燃气轮机包括了多个子系统，例如压气机、燃烧室和涡轮等。
这些子系统的运行状态和性能都可以通过采集和分析大量的数据来进行预测和评估。
目前，运用大数据和机器学习等技术，对航空发动机的性能进行预测已经成为了一种常见的方法。
一种有效的预测方法是建立基于数据的模型，采用机器学习算法进行预测。
通过对航空发动机的运行数据进行实时采集、分析和存储，利用数据挖掘方法，可高效地获取各个子系统的信息并预测出整个发动机的性能状况。
这种方法需要建立大量的数据模型，通过模拟、估算和分析来预测航空发动机的性能。
在模型的建立过程中，除了采集运行数据外，还需要对环境和工作条件等因素进行综合考虑，从而建立更加准确的预测模型。
另一种方法则是基于物理学模型的预测。
这种方法的原理是建立一种基于物理学理论的数学模型，针对航空发动机的工作原理和工作条件进行研究和分析。
依靠物理模型对航空发动机系统的动态性质作出合理的预测和模拟，并对系统进行监测和诊断。
这种方法需要深入了解航空发动机的工作原理和特性，并且对领域知识要求比较高，费用相对较高，一般采用在实验室优化再部署到航空实际应用的方式，因此时间周期较长。
二、航空发动机健康管理的架构和技术航空发动机健康管理是一种重要的预防性维护方法，它通过对航空发动机的运行状况、性能和健康状态进行实时监测和分析，发现异常和故障，并提供对应的预警、判定和维修方案以保证发动机的稳定、安全和高效运行。
基于EGT的民航发动机健康管理
基于EGT的民航发动机健康管理
徐郑续
【期刊名称】《河南科技》
【年(卷),期】2010(0)9X
【摘要】EGT是发动机性能参数中最为重要的一个,通过对其分析,可监控预测发动机运行状态,对快速排故有很大帮助。
航空公司常通过建立发动机故障档案,并进行追踪分析,提出有效的改进和预防措施来提高EGT裕度。
从而提高发动机的利用率和可靠性,提高航空公司的运营水准。
【总页数】1页(P102-102)
【关键词】EGT;发动机;安全运营
【作者】徐郑续
【作者单位】上海航空公司机务工程部
【正文语种】中文
【中图分类】V263
【相关文献】
1.国航发动机健康管理与维修决策支持系统荣获民航局科技一等奖 [J], 易春霞;李政信
2.民航发动机健康管理系统数据库设计与实现 [J], 张煜;李世栋;李书明
3.民航发动机健康管理数据库的研究 [J], 荆楠;李书明
4.孔探技术在民航发动机健康管理中的应用探讨 [J], 周瀛海
5.基于状态的民航发动机检修管理研究 [J], 许东成
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航空器发动机健康管理系统设计与优化
航空器发动机健康管理系统设计与优化航空器发动机健康管理系统（engine health management system，EHMS）在航空工业中起着至关重要的作用。
这一系统能够实时监测发动机的性能和健康状况，并根据得到的数据进行分析和预测，为航空公司提供及时的维修和保养建议，从而最大程度地提高航空安全性和飞行效率。
设计一套高效可靠的航空器发动机健康管理系统需要综合考虑多个方面，包括数据采集、数据处理和分析以及预测和建议等。
下面将对这些方面进行详细的阐述，以确保系统的准确性和可靠性。
首先，数据采集是航空器发动机健康管理系统的基础。
航空发动机是高度复杂的系统，需要实时监测多个参数，如温度、压力、振动等，以及发动机运行状态和地理位置等信息。
为了确保数据的准确性和实时性，应采用高精度的传感器，并确保其与发动机的连接可靠，以减少误差和数据丢失的可能。
其次，数据的处理和分析是航空器发动机健康管理系统的核心。
数据处理可以利用机器学习和人工智能等技术，对采集到的数据进行预处理和清洗，去除异常值和噪声，以提高数据的可信度。
然后，利用数据分析的方法，比如统计分析、数据挖掘和模式识别等，对数据进行进一步的处理和分析。
通过对历史数据的回顾和对当前数据的实时分析，可以得到发动机性能和健康状况的评估。
同时，航空器发动机健康管理系统应具备预测和建议的能力，以提供维修和保养的建议。
通过分析大量的历史数据和发动机模型，可以建立预测模型，并通过实时的数据输入进行预测。
在预测发动机健康状况的同时，系统还应该能够根据不同情况提供相应的维修和保养建议。
这些建议应该具体、针对性强，以最大程度地减少故障和停机时间，确保航空器的正常运行。
在设计航空器发动机健康管理系统时，还需要考虑系统的可靠性和实用性。
航空器发动机的安全是首要的，因此系统的准确性和可靠性是至关重要的。
此外，系统的用户界面应该简单明了，易于操作和理解，以方便航空公司的工程师和技术人员使用。
发动机健康管理：为动力装置的安全可靠运行提供有力保障
航空动力 I Aerospace Power 2019年 第1期发动机健康管理┃Engine Health Management航空发动机技术的发展、性能的提升、结构的复杂化，对其可靠性和维修性提出了更高的要求。
实际上，不论发动机的设计、材料和工艺水平，还是运营、维修的管理水平都不能保证发动机在使用中不出现故障。
因此，用户对发动机的提供方提出了健康管理的需求。
发动机的安全性、可靠性和维修性是健康管理系统关注的主要目标，是发动机从定期维修转向预测维修以及零部件视情生产的基础。
航空发动机健康管理（EHM）技术发展至今，经历了由简单到复杂、低级到高级、离线到在线监测、单一化向综合智能化发展的过程。
发动机健康管理系统通常由机载子系统和地面子系统组成。
机载子系统和地面子系统分别通过传感器测量、总线通信、无线电通信、卫星传输等手段获取飞机和发动机的相关数据信息，采用机载和地面健康管理算法相结合的方式，实现发动机状态监视、故障诊断及预测、趋势分析、寿命管理等功能。
其中，机载系统为飞行员提供告警信息，地面系统为地面维护人员提供维修建议、为维修保障提供规划。
我国已经明确将航空发动机健康管理列为要重点解决的关键技术，要求在发动机整机和关键部附件设计阶段，便从健康管理的角度考虑诊断预测与使用维修相关的因素；同时要系统整合各方研究力量参与健康管理关键技术攻关。
可以预见，随着我国航空发动机健康管理关键技术攻关的持续深入，航空器动力装置的安全可靠运行将得到更有力的保障，装备经济性和作战能力将获得进一步提升。
发动机健康管理：为动力装置的安全可靠运行提供有力保障EHM : Providing a Safe and Reliable Operation of Powerplant■ 孔祥兴/ 中国航发研究院。
航空发动机的故障诊断与健康管理研究
航空发动机的故障诊断与健康管理研究航空运输一直是人们出行的主要方式之一，而航空发动机作为飞机的“心脏”，直接关系到飞机的安全性和可靠性。
因此，对于航空发动机的故障诊断和健康管理研究具有非常重要的意义。
本文将从航空发动机故障的概念和分类、故障诊断技术和发动机健康管理等方面进行介绍和探讨。
一、航空发动机故障的概念和分类航空发动机故障是指发动机在飞行过程中受到某种因素的影响，使得其不能正常地运转或无法满足设计要求，从而导致飞行安全隐患或发动机寿命缩短。
根据故障的发生原因和性质，可以将航空发动机故障分为以下几类：1.机械故障：发动机内部或外部部件损坏或失效所引起的故障。
2.电气故障：发动机供电系统或控制系统等电气元件发生故障所引起的故障。
3.燃油故障：燃油系统中的故障，例如燃油泵、喷油器等失效。
4.轴承故障：轴承摩擦或磨损所引起的故障。
5.振动故障：由于机械自身设计或外部因素所引起的振动故障。
6.温度故障：发动机工作温度超限或部件温度失控所引起的故障。
7.其它故障：包括各种未分类的意外或故障。
二、故障诊断技术航空发动机故障诊断技术主要是通过采集、传输、存储和处理发动机运行数据，进行故障分析和诊断。
根据故障诊断技术的不同特点和应用场景，可分为以下几类：1.传统故障诊断技术：基于经验，结合运行数据和故障历史记录，通过专家系统或故障树分析等方法，对发动机故障进行判断和预测。
2.模型预测技术：基于数学模型和机器学习算法，利用运行数据和历史数据对发动机状态进行预测和分析。
3.结构健康监测技术：利用各种传感器和监测系统，对发动机结构和材料进行实时监测和分析，以发现隐藏的故障。
4.无人机检测技术：通过搭载传感器和检测设备的无人机，进行发动机外观和内部故障检测和评估。
三、航空发动机健康管理航空发动机健康管理是指通过对发动机的实时监测和数据分析，预测发动机寿命和预防故障，提高发动机性能和可靠性，延长发动机使用寿命的一项技术。
典型航空发动机健康管理系统 技术方案及技术路线
典型航空发动机健康管理系统技术方案及技术路线1.引言1.1 概述概述部分（1.1概述）是整个文章的开篇，用来引入读者对于典型航空发动机健康管理系统技术方案及技术路线的基本概念和背景。
以下是对于概述部分的内容建议：在本章节中，我们将介绍典型航空发动机健康管理系统技术方案及技术路线。
航空发动机是飞机的核心部件，其正常运行对于飞机的飞行和安全至关重要。
然而，长时间的运行和使用过程中，航空发动机容易受到各种外界因素的影响，从而出现性能下降、故障或损坏等问题。
因此，为了保证航空发动机的可靠性和安全性，航空发动机健康管理系统应运而生。
航空发动机健康管理系统是一种利用先进的传感器、数据采集和分析技术，对航空发动机进行实时监测、故障诊断和健康评估的系统。
其主要目的是实时获取航空发动机的运行状态和健康状况，并提供相应的预测分析和维修建议，以帮助航空公司和航空发动机制造商提高航空发动机的可靠性和性能。
在本文中，我们将重点介绍典型航空发动机健康管理系统的技术方案和技术路线。
首先，我们将详细阐述航空发动机健康管理系统的定义和作用，以便读者对其在航空领域的重要性有更深入的认识。
其次，我们将介绍典型航空发动机健康管理系统的特点，包括其数据采集和传输技术、数据分析和预测技术等方面的内容。
通过本文的阅读，读者将能够更全面地了解典型航空发动机健康管理系统的技术方案及技术路线，为航空发动机的安全运行和维护提供有力的支持和指导。
同时，本文也将对未来航空发动机健康管理系统的发展进行展望，探讨其在航空领域的应用前景和潜力。
希望通过本文的阅读，读者们能够对典型航空发动机健康管理系统技术方案及技术路线有更深入的认识和理解，为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 文章结构本文将从以下几个方面对典型航空发动机健康管理系统进行技术方案及技术路线的探讨和分析。
首先，在引言部分中，我们将概述航空发动机健康管理系统的意义和重要性，介绍其定义和作用，以便读者对本文的主题有一个全面的认识。
航空发动机健康管理系统功能架构
系统，由早期的重点参数监测和回 不论发动机的设计、材料和工艺水 便于视情维修的实现 ；健康管理系
放功能转变为现在的实时状态监测、 平，还是使用、维修的管理水平都 统应具备对发动机性能进行评估的
故障诊断、趋势分析、寿命管理与 不能保证发动机在使用中不出现故 功能，为机务人员提供维修建议。
维修决策支持等功能。
发动机健康管理┃ Engine Health Management
航空发动机健康管理系统功能架构
Function Architecture of Engine Health Management System
■ 李军 杨旭 / 中国航发动力所
健康管理技术不仅能够对发动机的各个截面的状态进行监测和故障诊断，同时具有趋势预测和发动机全生命 周期管理的功能。发动机健康管理技术实现了从传统的定期维修方式到视情维修乃至预测维修的转变，成为 发动机安全性、可靠性的必要保障措施。
健康管理系统应能够对发动机异常
发动机健康管理系统需求 分析
健康管理系统定义及作用
健康管理系统需求分析 发 动 机 的 Байду номын сангаас 能 在 不 断 提 升， 结 构日益复杂，对发动机的可靠性和
和失效进行分析，对未来可能发生 的故障进行提前预警并给出分析信 息 ；健康管理系统应对发动机各部
健康管理系统起源于状态监控 维修性提出了更高的要求。实际上， 分机械结构的情况进行记录和监控，
障。因此，用户对发动机的供应方 典型的军用发动机健康管
航空动力 I Aerospace Power 2019年 第1期 71
发动机健康管理┃ Engine Health Management
理系统
F119 发动机健康管理系统
航空发动机故障诊断与健康管理技术研究
航空发动机故障诊断与健康管理技术研究航空发动机作为飞行器的核心部件，在保障航空安全和飞行器性能方面扮演着至关重要的角色。
然而，由于发动机工作环境的复杂性和极端的工作条件，发动机故障的发生是不可避免的。
因此，航空发动机故障诊断与健康管理技术的研究成为当前航空领域的热点和挑战。
发动机故障诊断与健康管理技术旨在通过监测、诊断和评估发动机的工作状态，及时发现和预测故障，并采取相应的措施，以保障飞行器的正常运行和航空安全。
该技术不仅可以提高飞行器的可靠性和可用性，还可以降低维护成本，延长发动机的使用寿命。
首先，航空发动机故障诊断与健康管理技术依靠先进的监测系统来收集发动机的工作数据。
这些监测系统可以采集机内的传感器数据、负荷和转速数据，以及外部的环境数据等。
接着，通过对这些数据进行实时分析和处理，可以获得发动机的工作状态和性能参数。
同时，为了提高数据的准确性和可靠性，还可以利用数据校正和滤波等技术。
其次，基于获得的发动机工作数据，航空发动机故障诊断与健康管理技术可以识别和检测故障的发生。
传统的方法通常采用阈值判断和规则库匹配等技术，然而，随着人工智能和数据挖掘等技术的发展，基于机器学习和人工智能的故障诊断方法逐渐得到应用。
这些方法可以通过分析大量的历史数据和故障案例来训练模型，进而实现准确的故障诊断。
此外，航空发动机故障诊断与健康管理技术还可以预测发动机的寿命和性能衰减趋势。
通过对发动机工作数据的长期监测和分析，可以建立发动机的健康模型，预测发动机寿命剩余，并提供相应的维护建议。
这些预测和维护策略可以帮助航空公司降低成本，避免发动机故障带来的经济损失和安全隐患。
最后，航空发动机故障诊断与健康管理技术还可以提供远程监控和远程维护的功能。
通过实时传输发动机工作数据和诊断结果，航空公司可以远程监控飞机的发动机状态，及时采取措施，避免可能的故障和事故发生。
此外，在故障发生时，技术人员可以通过远程维护功能提供远程支持和指导，减少维护时间和成本。
航空发动机健康管理与故障诊断技术研究
航空发动机健康管理与故障诊断技术研究随着航空业的飞速发展，航空发动机作为飞机的心脏，承担着驱动飞机的关键任务。
然而，由于航空发动机的极高运转环境和复杂工作条件，其健康状态无时不刻地面临着各种潜在的故障风险。
为了确保飞机的安全、维持航空运输业发展的可持续性，航空发动机的健康管理与故障诊断技术的研究与应用显得至关重要。
航空发动机健康管理技术是一种系统的监测、分析和评估方法，用于实时监控航空发动机的运行状态。
该技术能够通过对大量传感器数据的收集、处理和分析来实现对发动机健康状态的准确判断。
通过监测发动机参数如温度、压力、振动等，以及控制机构的状态等，可以及时发现潜在问题，预防故障的发生。
同时，航空发动机健康管理技术也可以进行历史数据的记录和分析，建立发动机的健康数据库，为航空公司提供更准确的维修计划和决策支持。
在航空发动机故障诊断技术方面，主要应用了人工智能、机器学习、数据挖掘等先进技术。
通过对海量数据的深度挖掘和学习，可以建立起发动机的故障模型，并根据实际情况进行预测和诊断。
利用机器学习算法，可以从数据中发现隐藏的规律和趋势，更好地解析发动机的工作状态和潜在问题。
而人工智能技术的引入，则可以进一步提升故障诊断的精确性和自动化水平，快速、准确地判断出故障源，并生成相应的修复方案。
航空发动机健康管理与故障诊断技术的研究不仅对航空公司的经营和飞机的安全至关重要，还对于航空发动机制造商以及维修服务提供商具有重要的意义。
对于航空发动机制造商来说，合理利用健康管理技术可以提高发动机的性能和寿命，优化设计和维修方案，提高市场竞争力。
对于维修服务提供商来说，健康管理与故障诊断技术的应用可以降低故障诊断的时间和成本，提高维修效率和精度，更好地满足航空公司的需求。
然而，航空发动机健康管理与故障诊断技术的研究面临一些挑战。
首先，航空发动机的复杂工作条件和多种参数的相互影响使得数据的处理和分析变得困难。
其次，航空发动机的参数数据量巨大，如何高效地采集、存储和处理数据也是一个亟需解决的问题。
基于HBase的民用航空发动机大数据管理系统
基于HBase的民用航空发动机大数据管理系统为克服传统关系型数据库存储管理海量航空发动机状态监控数据的不足，本研究提出了基于HBase的民用航空发动机大数据管理系统。
首先分析了该系统的功能需求，给出了系统整体架构与模块设计，并对关键技术进行了阐述。
最后设计试验对比HBase与Oracle的搜索效率。
试验结果表明检索结果集较大时HBase的搜索效率明显高于Oracle。
本研究中提出的航空发动机大数据管理系统为发动机海量数据的存储管理提供了一种解决方案。
标签：民用航空发动机；大数据；NoSQL；HBase；搜索效率0 引言作为飞机的核心组成部分，航空发动机的健康管理是航空公司日常工作的重中之重。
航空发动机是一个十分复杂的系统，其日常运营中会产生大量的狀态监控数据。
这些监控数据能够帮助工程师了解发动机当前状态，判断发动机有无发生故障，并根据当前状态制定相应的维修计划。
因此实现对航空发动机数据的有效监控与管理成为各航空公司的迫切需求。
以往航空发动机的状态监控数据都存储在关系型数据库中。
工程上应用较广泛的关系型数据库包括Oracle、SQLServer、DB2、Sybase、Access等[1]。
在存储数据量较小时，采用传统的关系型数据库进行检索，其检索速度是可以满足日常需求的。
然而随着发动机状态监控技术的进步以及航空公司机队飞机数量的快速增加，航空公司收集到的状态监控数据量逐渐变的非常庞大，并且还有不断增长的趋势。
以国内某航空公司为例，2013年时其飞机保有量大约为300架，每天大约有1300多个航班。
在这种情况下，仅仅是快速存取记录器（QAR）记录的数据量就达到每年2TB的规模[2]。
这仅仅是QAR的数据量，其他数据来源如飞机通信寻址报告系统（ACRAS）、原始设备制造商（OEM）等都会产生大量的监控数据。
随着航空公司机队规模的扩大以及技术的进步，其获得的发动机状态监控数据量将变得更加巨大。
虽然关系型数据库性能非常好，但它毕竟是通用型的数据库，并不能完全适应所有用途。
航空发动机健康管理技术研究
航空发动机健康管理技术研究航空发动机是现代飞机的心脏，是保证飞机正常运行的重要部件。
而长期飞行、高温高压等恶劣环境的作用下，航空发动机也面临着各种各样的故障和疲劳损伤，对于航空安全而言，及时、准确地判断和预测发动机的健康状态显得格外重要。
因此，航空发动机健康管理技术的研究，对于提高航空安全、降低运营成本具有重要的意义。
一、航空发动机健康管理技术的现状目前，航空发动机健康管理技术已经成为航空工业发展的重点之一。
在现有技术水平下，航空发动机健康管理技术主要包括以下几个方面：实时监测技术、故障诊断技术、故障预测技术、性能预测技术等。
其中，实时监测技术是航空发动机健康管理技术的基础。
通过监测发动机的各项参数，如振动、温度、压力等，获取发动机当下的状态信息，为后续的故障诊断、故障预测、性能预测等工作提供数据支持。
故障诊断技术则是在实时监测技术的基础上，通过对实时采集的数据进行分析，快速判断发动机系统中是否存在故障，并对故障进行具体化的诊断。
故障预测技术则是在故障诊断基础上，通过对故障的发展趋势、规律、历史数据等进行分析和预测，为保证航空安全提前做好准备。
而性能预测技术则是指通过综合考虑发动机的各项参数，预测发动机未来在不同环境下的性能指标，以提高运营效率和降低成本。
二、航空发动机健康管理技术的发展趋势近年来，随着科技的进步和需求的不断提高，航空发动机健康管理技术也在不断发展和创新。
在技术方面，航空发动机健康管理技术将向着以下几个方向发展：1.智能化——随着人工智能技术的快速发展，航空发动机健康管理技术也将不断向智能化方向发展。
通过采用先进的机器学习、数据挖掘等技术，对发动机运行数据进行分析和预测，提高判断的准确性和效率。
2.网络化——随着互联网技术的发展，航空发动机健康管理技术也将向网络化方向发展。
通过将各个航空公司、维修企业等的数据进行互联互通，形成统一的数据平台，为发动机健康管理提供更全面、更及时的数据支持。
大数据在航空发动机上的一种应用
大数据在航空发动机上的一种应用[关键词]航空发动机大数据健康管理大数据的4V特征为第一，数量（Volume），即数据巨大（从TB 级别跃升到PB级别）;第二，多样性（Variety），即数据类型繁多;第三，速度（Velocity），即处理速度快;第四，真实性（Veracity），即追求高质量的数据。
航空发动机的数据特征与大数据的特征不谋而合。
如何存储海量飞行数据，并基于大数据分析来准确的判断发动机状态，分析发动机性能，进而对航空发动机高效的状态进行管理和使用是维护保障工作的重中之重。
1健康管理系统组成航空发动机健康管理系统由机载设备、数据中心和健康管理中心等组成件图1。
2健康管理系统功能航空发动机健康管理系统主要用于为飞行员提供航空发动机状态指示信号和为地面管理人员提供发动机分析评估报告，在航空发动机有故障之前做出维护决策。
一般的航空发动机航空发动机健康管理系统应具备以下基本功能：系统应具备以下功能：（1）具有通过以通讯从机载设备下载数据的功能;（2）具有对发动机工作数据进行综合统计处理的功能;（3）具有发动机及其外场可更换单元的状态管理功能;（4）具有发动机性能趋势分析功能;（5）具有发动机滑油状态趋势分析功能;（6）具有寿命管理功能;（7）具有振动分析功能;（8）具有异常状态告警功能，并根据异常生成相应的处理流程。
3机载设备机载设备与发动机数字控制系统、飞机/航电/综合管理系统相交联，从发动机传感器（滑油屑末、温度、压力）获得参数数据和发动机事件信息，进行发动机事件监视和记录，并探测和隔离（定位）发动机故障，实现发动机状态监控、故障诊断、寿命管理功能，同时系统具备自诊断功能。
机载设备采用数据总线形式与各系统交联见图2。
4数据中心及健康管理中心数据中心统计的数据主要包括状态统计和发动机工作参数统计。
机载设备依据所存储的数据实现部分数据统计，健康管理中心实现所有基地内发动机全使用周期的数据统计。
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Equipment Manufacturing Technology No.11，2012航空发动机健康管理系统（ＥｎｇｉｎｅＨｅａｌｔｈＭａｎ－ａｇｅｍｅｎｔ，简称ＥＨＭ）［１￣２］，是在综合利用了状态监控、故障诊断、信息技术、人工智能等科技成果的基础上，产生的一种全新的航空发动机使用和管理方案。
其可以最大限度的预测发动机以及各部件的健康状况，以进行及时维护，避免发动机在服役期间无法正常工作，同时又可避免不必要的检查和维修，从而达到经济性和可靠性的统一。
数据管理是实施ＥＨＭ的基础。
其管理的对象是来自不同部门、不同型号的发动机数据信息。
ＥＨＭ系统需求和产生的数据种类多、逻辑结构复杂、诊断和预测数据需求大，且对数据的实时性和安全性要求高。
数据库技术是数据管理的成熟技术，具有数据结构化、最低冗余度、较高的数据独立性、易于扩充、便于共享等优点。
为了提高ＥＨＭ系统的通用性和使用效率，降低成本，因此，设计了一个数据库，以供各种诊断、预测算法以及可视化等各种处理程序使用，对来自不同平台的发动机数据进行管理十分必要。
１健康管理数据库的设计流程建立民航发动机健康管理数据库的目的，是对健康管理的对象信息进行有效地管理，让使用人员能够对相关数据进行快速的查询、分析和计算，完善发动机的使用和维护方案；利用数据库存储的历史数据和案例与故障诊断和状态监控的结果进行比较、分析及验证，以提高发动机的使用效率，降低其维修成本。
数据库的设计可以分为六个阶段［３］，第一阶段为需求分析，了解数据和相关处理，综合用户的应用需求；第二阶段为概念结构设计，设计系统的Ｅ－Ｒ（Ｅｎ－ｔｉｔｙ－ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐＭｏｄｕｌｅ）图；第三阶段为逻辑结构设计，将Ｅ－Ｒ图转化成数据库支持的数据模型，形成数据库的逻辑模式，并对其进行优化；第四阶段为物理设计，形成数据库内模式，安排数据库的物理存储，建立索引；第五阶段为数据库实施，设计数据库系统的应用程序；第六阶段为数据库运行和维护。
２健康管理数据库的开发应用平台２．１健康管理数据库的硬件平台构架民航发动机健康管理数据库系统，采用的分布式的运行结构，同时又对Ｗｅｂ有应用要求，因此，采用以Ｗｅｂ技术为中心的Ｂ／Ｓ构架［４］。
Ｂ／Ｓ结构是目前数据库应用和发展的趋势，其具有应用方便，可扩展性好，容易部署和管理，有很好的通用性和跨平台性，数据安全性和一致性好，升级维护简单等优点。
如图１所示为健康管理数据库的Ｂ／Ｓ结构图。
２．２健康管理数据库的软件平台构架数据库的重要应用是数据的存储和管理，考虑到系统的稳定性、事物处理能力、响应速度、数据管理范民航发动机健康管理数据库的研究荆楠，李书明（中国民航大学航空工程学院，天津３００３００）摘要：分析了民航发动机健康管理数据的特点，研究利用Ｏｒａｃｌｅ数据库管理系统实现对民航发动机健康管理数据的管理。
从健康管理数据库的设计流程、Ｂ／Ｓ体系结构、数据结构与组成、Ｅ－Ｒ概念结构图、数据库功能、系统的安全和维护等方面阐述了民航发动机健康管理数据库的构建。
关键词：数据库；民航发动机；数据管理；健康管理中图分类号：ＴＰ３１１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１２）１１－００６６－０４收稿日期：２０１２－０８－０７作者简介：荆楠，中国民航大学航空工程学院李书明（１９６４—），男，河北邢台人，教授，工学博士，研究方向为民航发动机健康管理。
图１健康管理数据库Ｂ／Ｓ结构图Ｉｎｔｅｒｎｅｔ／ｉｎｔｒａｎｅｔ互联网／局域网ＨＴＴＰＨＴＴＰ客户浏览器客户浏览器ＷＥＢ应用服务器提供处理用户请求访问数据库返回处理结果Ｏｒａｃｌｅ数据库提供数据库存和检索66《装备制造技术》２０１２年第１１期围、并发处理等能力，后台采用Ｏｒａｃｌｅ数据库系统［５］；操作系统采用Ｗｉｎｄｏｗｓ系统，以保证软件的安全性和可移植性。
２．３健康管理数据的应用开发平台数据库应用系统在ＮＥＴ环境下开发，同时利用ＡＤＯ．ＮＥＴ数据访问技术连接数据库。
在民航发动机健康管理数据库的设计和开发中，主要利用ＮＥＴ实现接受客户端的数据请求，处理查询条件、连接数据库进行数据操作并得到相应记录，将记录生成结果页面、结果页面的生成与提交等。
３健康管理数据库的系统设计在数据库的设计过程中，不仅要结合用户需求和数据库系统设计的要求，同时，还要解决数据的一致性、冗余性、访问效率等问题，设计出满足用户需求、便于维护和扩充、具有好的可读性、能够满足空间和效率要求的数据库系统。
３．１需求分析民航发动机健康管理系统数据按照应用要求，具体可以分为选型清单信息、航线数据信息、车间数据信息，分析数据信息四大部分。
每一部分所包含的内容如表１中所示。
数据流图可以直观的表现出系统中数据处理的过程，能够对用户需求进行更进一步的分析和表达。
在分析数据在系统内部逻辑流向和逻辑转换的基础上，用图形的方式表示了民航发动机健康管理数据库所完成的逻辑功能，如图２所示。
３．２概念结构概念结构设计，就是将用户需求抽象为信息结构，也就是概念模型的过程。
本文数据库的概念模型采用的是Ｅ－Ｒ模型，其构成成分是实体集、属性和联系集，这个模型了数据库系统所管理的数据信息之间的关系。
根据民航发动机健康管理数据库用户的需求可以得系统的Ｅ－Ｒ图，如图３所示：建立了Ｅ－Ｒ模型后，就可以将概念模型转换为逻辑模型。
逻辑模型与数据库管理系统相联系。
因为民航发动机健康管理数据库采用的是Ｏｒａｃｌｅ数据库管理系统，所以，概念模型转换为逻辑模型就是Ｅ－Ｒ模型转换为关系模型［６］。
４健康管理数据库的功能设计健康管理数据库功能可以分为用户登录和管理、数据查询、图像处理和生成、数据上传和下载、系统管理等部分。
４．１用户登录和管理健康管理数据库的数据对于保密性和安全性有很高的要求，为了保证系统和数据的安全性、可靠性，用户登录和管理模块需要进行严格的管理［７］。
用户必须通过用户名、密码、验证码验证后才能登录界面进行应用管理和浏览。
基于本系统采用的Ｂ／Ｓ结构，系统采用Ｓｅｓｓｉｏｎ对象来有效阻止用户通过猜测表１健康管理数据库数据结构表数据结构名用户信息选型清单信息航线数据信息车间数据信息分析数据信息发动机基本信息发动机几何和热力参数信息发动机性能参数发动机维护信息编号、型号、适用机型、国别、制造商、单台售价、图片、文字介绍、运营航班信息、使用信息长度、进口直径、最大直径、结构形式、涵道比、流量、涡轮前最高温度、低压增压比、高压增压比、总增压比海平面最大推力、海平面中间推力、海平面最大耗油率、海平面平均耗油率服务通告转改清单，适航指令状态清单，发动机维护手册组成用户名、密码、级别、部门、职位、注册时间、上次登陆时间、登陆次数空地数据链下行的原始报文，由健康监控软件根据ＱＡＲ记录的原始报文产生的性能参数和机械参数，孔探检查数据，磁堵化验数据，滑油消耗量数据，滑油光谱分析数据，航线故障，定检故障，航线技术偏差记录，拆换发记录，飞行小时／循环数据，限寿件使用信息，全球重要事件每次修理后的构型清单、服务通告状态清单、适航指令状态清单、车间故障记录、报废件记录、采用的ＰＭＡ（ｐａｒｔｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒａｐｐｒｏｖａｌ）件记录、ＤＥＲ（ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ）修理记录、修理进程、试车数据、维修成本和周转件库存空中停车率、平均故障间隔时间、提前换发率、返修率、延误／取消率、故障诊断和性能预测软件产生的数据图２健康管理数据库的数据流图入库结果入库要求删除结果删除要求查询结果查询要求修改结果修改要求用户用户权限数据入库选型清单航线数据车间数据分析数据数据删除数据查询数据修改民航发动机健康管理数据库图３健康管理数据库的Ｅ－Ｒ模型选型航线分析车间发动机信息空地数据链下行报文ＱＡＲ记录的原始报文孔探检查数据磁堵化验数据滑油消耗量数据航线故障数据定检故障数据航线数据偏差数据拆换发数据飞行数据／循环数据限寿件使用信用滑油光谱分析数据全球重要事件发动机制造信息及图片航空公司机航空信息飞机型号及编号发动机型号及编号发动机基本信息发动机航线数据信息发动机可靠参数发动机故障诊断参数发动机趋势预测参数发动机维修建议发动机起始数据发动机热力和几何参数发动机性能参数服务通告状态清单适航指令状态清单发动机维护手册发动机车间数据信息修理后的构型清单服务通告清单适航指令清单车间故障记录报废件记录采用的ＰＭＡ件计录ＤＥＲ维修计录维修进程试车数据维修成本周转件库存67Equipment Manufacturing Technology No.11，2012ＵＲＬ的方法跳过登录界面直接进入系统。
用户管理模块主要是对健康管理数据库系统的用户进行管理。
采用“用户ＩＤ”作为主键，根据用户需求的不同设定不同的访问权限。
访问权限按用户级别不同可分为“管理员”，“用户”和“游客”三个不同级别。
“管理员”账号仅由负责数据库系统管理和维护的人员使用，具有最高权限，可以控制和监控用户对数据库的存取访问，设定各种类型数据的访问权限，更新系统数据库中的信息，维护数据库的安全性，监控和优化数据库的性能等。
系统的登录界面，如图４所示。
４．２数据查询数据查询是数据库应用的核心功能，是实现数据应用的基础。
需要具备以下功能：（１）查询方式的多样性支持对数据的层次查询、条件查询等多种查询，并可对查询出的数据进行一定条件的二次过滤。
支持通过一种数据查询到另一种相关的数据的关联查询，包括一对一、一对多、多对一等多种关联方式。
（２）多种类型数据的查询和处理支持数据、数组、字符、文档、图片等多种数据类型的查询，能够按用户需求对数据进行动态回放。
可以将数据生成支持故障诊断和状态预测等软件使用的文件格式，以供分析使用：支持图片的生成，可将后置处理的数据绘制成需要的图片。
４．３数据的上传与下载信息根据属性不同可分解为数据、数组、字符、文档、图片、软件等类型。
静态数据和文档具有固定的格式，在系统执行过程中不能加以改变，可以设定与格式相对应的关系表，由系统分配固定大小的存储空间，用户在选定相关文件后直接读取文件的内容。
动态数据的数据量比静态数据大，数据类型多且数据结构复杂多变，在数据库中不能和静态数据一样制定出对应的关系表进行储存。
可以通过以下两种方式实现数据的存储和读取：（１）通过数据流对象的处理和转换等操作，把该类型的数据直接存入数据库中，用户在查询和浏览时再按原来的格式读取显示。
（２）将数据作为文件存放在服务器目录中，在数据库的关系属性中存储这类数据的相对物理地址，用户可以直接根据对应的相对物理地址查询到所需数据。
软件类的数据格式简单，但是单个文件较大，可以采用相对物理地址的形式存储在数据表中，将相关信息加入到数据库中方便用户使用。