现代航空发动机健康管理技术与应用

理系统 。这是 因为民用 飞机无法承受 由于发动机故
障或者维护所带来的航班延误或者取消的经济损失。 目前 ， 界三 大 发动 机 巨头 的大 型 民用 航空 发动 机均 世 有独立 的发 动机健康 管理系统 ， Ｇ 如 Ｅ的 Ｇ ｎ ， Ｒ ＥｘＲ 的 Ｔｅｔ ０ ｒｎ ０等 。美 国的 Ｆ ２ ９ 一 ２以及 Ｆ ３ 一 ５也 均有 独
ｒ ｈ ｎ ｎ ＧＰ ８ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ；ｍｅ ｔ ｎ ｉ ｔ ａ ｅ ｒ ｖｅ ｅ ．Ｆ ｎ ｌ ｉ ｒ ｓ ｉ Ａ ｉｃ ｓ ｅ ｔ ｉ ｒ ｓ ａ ｄ ｌ ｓ ｒ ｅ ｉ ｗ ｄ ｍｉ ｉａ ｌ ｈ ｅ ｈ ｉａ ｈ ｌ ｎ ｅ ｄ ｃ ａ ｃ ｓ ａｅ ｐ ｅ ｉ ｔｄ ｙ，ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｃ ｃ ａ ｅ ｇ ｓ ａ ｈ ｅ ｒ ｒ ｄ ｃｅ ． ｌ ｌ ｎ ｎ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｎ ｉ ｅ ｈ ａｔ ｎ ａ ｅ ｎ ；ｃ ｎ ｉ ｏ ａ ｉ ｔｎ ｃ ；ＧＰ ｒ ｈ ｔ ；ｖ ｂ ａｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｅ ｇｎ ｅ ｌ ｍａ ｇ ｍｅ ｔ ｏ ｄｔ ｎ ｌｍａ ｎｅ ａ ｅ ｈ ｉ ｎ Ａ ａｉ ｍｅｉ ｔ ｃ ｉｒｔ ｌ ｓ ｏ ｎ ｓ
的 ， 流道 分析 法 ， 如 滑油以及碎屑 分析 法、 振动分析等方 法， 并对每种 方法都进行 了较 为详细的讨论 。在 流道
分析法（ Ｐ 中重点介 绍 了算法 实现 以及 其优缺点 ， Ｇ Ａ） 讨论 了其局 限性 。最后 ， 出了当前航 空发动 机健 康管 指
理 系统 所 应 面对 的 问题 和挑 战 。
Ｈｕ ｎ Ｂ ，Ｚ ｏ ｉｎ ｂ ，Ｌｕ Ｔｅ ｇ ｎ ａｇ ｏ ｈ ｕ Ｊａ — ｏ ｉ ｉ— ｅ
（ ＶＣａｉ ｉｎ ｏ ｅ ｐ ｎ ｓａｃ ｓｔ ｅ Ｚ ｕｈｕＨｕａ ４２ ０ Ｃ ｉ ） Ａ Ｉ ｖ ｔ ｗ ｒ ｌ ｔｅ ｒｈｉ ｔｕ ， ｈｚｏ ｎ ｎ １０２，ｈｎ ａｏ ｐ ａ ｒｅ ｎｉｔ ａ
术的发展 ， ２ 从 ０世纪 ９ Ｏ年代起 ， 发动机状态监视系 统逐步完善和复杂起来 ， 并首先在大型民用航空发动
机 从控 制 系统 中脱 离 出来 ， 为独 立 的发 动机 健康 管 成
竞争 ， 要求降低发动机维护费用 的压力越来越大 ， 同
时 发动机 视情 维护 概念 （ Ｂ 在 民航 界 逐 步 发展 和 Ｃ Ｍ） 普 及 。发动 机健康 管 理 系 统 正 是 在 这 种形 式 下 发 展 起 来 的 。Ｅ Ｍ 系统 能够 最大 限度 的预 测发 动 机 以及 Ｈ
１ 引 言
随着科 学 技术 的发展 ， 尤其 是计 算机 以及 信息 技
化或 损坏 ， 并进 行相 应 的维 护 。在 民航 发 动机 及 其部 件按 寿命 维护 的年 代 ，Ｈ 发 展极 为 缓慢 ， 能 称之 Ｅ Ｍ 只 为 发动机 状态 监视 系统 。随 着 民用 航 空 领 域 激 烈 的
三 综 币
ｌ 述 ￡
・
Hale Waihona Puke 机 械 研 究 与应 用 ・
现 代 航 空发 动 机 健 康 管 理 技 术 与应 用
黄 波， 周剑 波 ， 刘铁庚
４２０ ） １０ ２ （ 中航 工 业 航 空 动 力 机 械研 究 所 ， 南 株 洲 湖
摘
要 ： 绍 当前 航 空 发 动 机 健 康 管 理 系统 的 发 展 背 景 以及 现 状 ， 论 航 空 发 动 机 健 康 管 理 系 统 所 采 用 的 几 种 常 用 介 讨
Ａ ｓｒｃ：Ｉ ｉ ｐｐ ｒ ｔｅｂ ｃｇｏｎ ｎ ｔ ｅｏ ｔ ｆ ｎ ｎ ｅ ｔ ａａｅ ｅｔ ｙｔｍ （ Ｈ ｂ ｔ ｔ ｎｔ ｓ ａｅ， ｈ ａｋｒｕｄａｄｓ ｔ ｆ ｒｏ ￣ ｅ ａｈｍ ｎｇｍ ｎ ｓ ａ ｈ ａ ａ ｅ ｈｌ ｓ ｅ Ｅ Ｍ）ａ ｔ ｄ ｃｄ ｒ ｉ ｒ ｕｅ ．Ｍｅ － ｅｎｏ ｔ ｈ
ｏ ｓ ｓ ｃ ｓ ＧＰ ｄ ｕ ｈ ａ Ａ，ｏ ｌ ｎ ｅ ｒｓａ ａｙ ｉ ，ｖ ｂ ａｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｗ ｉｈ ａ ｅ ｗ ｄ ｌ ｐ ｌ ｄ ｉ ＨＭ ｒ ｘ ｍｉ ｅ ｎ ｄ ｔｉ Ａ ｇ － ｉ ａ ｄ ｄ ｂ ｌ ｓｓ ｉ ｒ ｔ ｌ ｓ ｈ ｃ ｒ ｉ ｅ ｙ ａ ｐ ｉ ｎ Ｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｓ ｅ ａ ｅ ｅ ａ ｎ ｉ ｅａｌ ｌ ｏ ｄ ．
关键词 ： 发动机健康 管理 系统 ； 情维护 ； Ｐ 视 Ｇ Ａ算 法； 振动分析 中图分类 号 ：Ｍ３ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ７ ４ １ （０ １ ０ — １８ ０ １０ —４ ４ ２ １ ） ５ ０ ６ — ３
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｔ ａ ａ ｍ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆａ ｒ ｒ ｆ ｎｇ ｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｈｅ ｌｈ ｍ ｎ ｇｅ ｎｔｓ ｓｅ ｏ ｉ ｃ ａ ｔｅ ｉ ｅ
立 于发 动机 控 制系 统 的健康 管理 系统 。
各部件 的健康状况以进行及时维护避免发动机在服 役期内无法正常工作 同时又可避免不必要的检查和 维修 ， 从而达到经济性、 可靠性 的统一。 现代民用航空发动机 Ｅ Ｍ 系统工 作原理 基本 Ｈ
一
２ 工 作 原 理
航 空 发 动 机 健 康 管 理 （ ｎｉｅＨｅｌ ｎｇ． Ｅ ｇｎ ａｈ Ｍａａｅ ｔ ｍ ｎ， ｅｔ简称 Ｅ ＨＭ）根 据 Ｓ Ｅ Ｅ ２的标 准定 义 为使 用 ， Ａ —３ 经 验证 准确 的采集 数据 来决 定 发动 机 的健 康 程度 ； 这 些 数据 分 析处 理 的方 法 包 括 数 据 融 合 、 学 模 型 、 数 数 据 驱动 模 型 以及特 征 提 取 技 术 ； 于 这 些 数 据分 析 ， 基 可 以预 测将 要 发生 的故 障 、 备 健 康 退 化 ， 为 发 动 设 并 机 维护 提供 决 策基 础 以避 免机 载设 备故 障 。 Ｌｎ Ｊｗ 指 出发 动 机 健 康 管 理 系 统 应 包 含 ｉｋＣ，ａ