大数据在航空发动机上的一种应用

154 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering

数据库技术

• Data Base Technique

【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（V olume ），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

大数据在航空发动机上的一种应用

文/张云山1 吴昌生2

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。

其中，状态统计为对地面分析系统人工录入的维护操作，状态变更等记录的综合统计，主要包含：

（1）发动机装机记录，维修记录，故障记录；

（2）进气组件、压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮等发动机主要部件更换记录，部件技术状态更改记录，部件故障及异常记录；

（3）发动机外场可更换附件的型号、性能参数，更换记录，故障记录等；

（4）发动机控制软件维护升级记录及相应的状态说明；

（5）机载设备的装机记录、故障记录，软件升级、参数修改、数据下载记录等；

（6）健康管理中心维护更新记录。

其中，发动机工作参数统计是依据机载设备记录的原始工作数据，对发动机运行时间，

工作状态，已检测故障情况等信息的综合统计，主要包含：

（1）飞行架次、高度、时长等飞行记录数据；

（2）发动机总工作时间，以及应急、起飞、中间、最大连续、巡航等状态的累计工作时间；

（3）发动机各次工作记录统计，包含每次工作的时间、最大状态、故障情况等；

（4）发动机事件记录统计，包含故障事件，功率检查事件，手动输入事件等。

健康管理中心的性能趋势分析、寿命管理、滑油分析等功能模块对基于发动机工作数据和录入的状态数据进行发动机健康状态的计算分析，并输出发动机的健康状态数据。

5 结束语

航空发动机将大数据应用到航空发动机状态管理和维护保障工作中去，可以大大的提高发动机的可靠性维护性和经济性，有效地降低装备全周期寿命成本，实现装备的视情维护，增强装备的战备保障性，克服传统上的弊端，提高管理和维护工作的精准性、快速性和实时性。

参考文献

[1]尉询楷,杨立,刘芳等.航空发动机预

测与健康管理[M].北京：国防工业出版社,2014.

[2]（美）赵连春,（美）马丁利等.飞机发

动机控制——设计、系统分析和健康监视[M].北京:航空工业出版社,2011.

作者简介

张云山（1986-），男，湖南省岳阳市人。硕士学历。工程师。航空发动机控制专业。

作者单位

1.

中国航发湖南动力机械研究所 湖南省株洲市 412002

2.中国航发南方工业有限公司 湖南省株洲市 412002

图2：机载设备功能及与各系统的关系

图1：航空发动机健康管理系统组成