航空发动机故障诊断方法及测试流程分析

航空发动机故障诊断方法及测试流程分析

秦渝栋

（中国人民解放军陆军航空兵学院北京100000）

摘要：航空发动机是给飞机提供动力的关键机械系统，它对飞机的重要性不言而喻。保证航空发动机的安全稳定的运行是保障飞机安全飞行的重要因素。因此，做好航空发动机故障的检修检测，建立起一套完善的故障查找排除体系，对航空飞机的发展有着重大的意义，不仅能节约发动机不必要的维修成本，提高飞机的飞行安全性，还能保证飞机持续飞行的能力。

关键词：航空发动机；故障诊断；测试

航空发动机具有结构复杂、组成部件多以及工作劳损大等特点。因此，航空发动机需要进行大量的日常维护保养工作，且需要具有专业技能的维修人员进行操作。同时，航空发动机类型不一，且工作环境复杂，工作要求必须确保在高温高压等条件下满足飞机的动力需求。因此，对航空发电机的故障检修方式和测试的规程值得我们研究分析，从而实现在故障发生时能以最快的速度精准判断故障位置排出故障。

1航空发动机典型故障概述

对于航空发动机而言，及时是成熟的技术制造也难以保证在长时间的飞行后不出现故障。航空飞机常发生的故障有机内部件受到长期腐蚀造成的失效故障。由于发动机与空气接触是不可避免的，而在一些地方因为气候条件空气十分潮湿且含盐分重，长期以往会对发动机会造成腐蚀，影响发动机使用期限。航空发动机的疲劳故障也是主要的故障之一，各部件都会因为不同程度的疲劳故障导致发动机受损。其中常发生的故障有叶片故障、轮盘故障、主轴与转子系统故障。叶片是发动机最核心的部件也是最易出现故障的零件，它承受着高温高负荷等恶劣的工作条件，极易受风沙雨水的冲击和腐蚀。轮盘是发动机另一个重要部件，它的高转速高温的工作环境也使它容易造成损伤。主轴与转子系统容易出现磨损疲劳损伤、疲劳断裂等。对航空发动机的典型故障进行分析有利于建立快速有效的故障应急处置方案，建立有效的故障测试流程。

2航空发动机故障诊断方法

2.1信号诊断方法

航空发动机故障诊断的一个重要方法是信号诊断法。由于发动机的工作会产生大量的信号，这些信号有特定的频率和信号幅度，当出现故障时信号也会发生改变，故能以此为原理进行排故作业。PCA分析法时信号诊断法的一种，它的工作原理是将收集到的发动机信号与标准的正常信号进行比较，通过两组数据的不同来判断是否有故障，同时找到故障在何处。运用PCA分析法时首先要建立一个航空发动机正常工作的数据模型，再输入故障发生时航空发动机的信号数据，这时PCA模型会根据得到的数据进行分析并得出产生差异的来源，及故障的发生点。除此之外，还有一种信号诊断法即通过观察分析信号波动进行排故，通过检查将波动转换成数据的信号来判断出现异常的位置。

2.2智能检测方法

现代科技的发展创造了无数便捷的服务于人的科技装配，运用于航空发动机的智能检测法就时利用人工智能进行定位故障排除故障的。智能检测法的原理是将发动机的一些常出现的故障进行建模，建立一个联系故障现象和故障原因的数据库，并将两者构建成一种特殊的函数关系，最后根据发动机的一些构造特点和相关数据资料得出故障发生原因。这种诊断方式具有精度高操作简便等特点，有利于提高排除故障的效率。另一种方式是神经网络排故方法，它利用计算机高速的信息处理计算功能对故障进行全面的分析和排查，最终确定故障的来源。正是因为它是通过智能化人工神经网络来达到检测故障的目的，所以才得名神经网络法。除此之外还有一种方法，粗糙集模型诊断方法，这种方法没有对故障进行建模的精确程度，因此只能叫做粗糙诊断方式。它的诊断原理是通过普通的计算来不断缩小故障可能发生的范围，最后找到故障的源头的方法。

3航空发动机故障测试流程

建立系统高效的航空发动机故障测试流程能有效进行故障定位及查找，从而提高发动机的可靠性和使用寿命。故障的测试流程大致包含三个阶段，第一个阶段明确发动机型号及各项重要参数，拟写一套整体的测试方案。第二个阶段对方案进行实施测试，通过使用维护要求分析及保障性分析两种方式确定测试的方法。同时明确发动机的故障类型。第三个阶段即将测试的最终方式和故障类型相结合分析提出发动机应该使用的诊断方式及测试流程。通过测试流程的分析，航空发动机故障一般有三种表现形式。第一种是发动机丧失功能，无法达到正常的转速和温度等故障。此类故障能通过直接的观测和采集的数据进行研究得出故障的原因，然后进行维修处理。第二种是发动机的叶片故障，即叶片出现裂痕或者掉落等故障。这类故障处于发动机内部只能通过人工检测检查以及借助孔探仪、超声波、磁力探伤等工具和方式进行排出故障。第三种是机体内部的中央传动组织故障，通过故障测试流程可以对发动机进行分解检查，将损坏的部件即使更换来达到维修的目的。此类损伤原因复杂，气候的因素导致的长期腐蚀加上这些零部件不具备防腐的能力长期下来就会造成发动机的故障。航空发动机故障测试的流程要根据经验不断丰富其细节和内涵，不断优化测试方法，尽可能缩短测试需要的时间，熟练的判断出故障的位置最终排出故障。

4航空发动机测试系统设计要求

航空发动机排故测试系统为了满足方便快捷全面的原则应满足一下几点要求。首先对于该系统中的一个模版应还包括所有的数据信息，高度集中方便检测的搜索。其次测试点应该与充足的检修检测工具和设备的储备，能使故障的诊断和排除高效。除此之外建立发动机故障的监测系统，定时监测各项数据并参考数据库的标准数据及时发现故障。同时建立健全故障预警系统。最后，还要对发动机一些核心和重要的部件建立专门的数据库和重要监测系统，定期开展维护保养工作，确保发动机的正常运作。

5结束语

航空发动机结构复杂，要想提高故障排除的精准度和效率必须建立健全的故障诊断方法和故障测试分析的流程，并不断优化各项检修方法，只有这样才能尽可能的保障飞机飞行中的安全稳定。

参考文献：

[1]龚川森,杜小阳,周强.航空发动机故障诊断方法及测试流程分析[J].科技创新与应用,2016(4):4-4.

[2]乔恕立,闫文吉,李仙丽.航空发动机电气故障检测系统设计[J].燃气涡轮试验与研究,2016,29(4):43-46.

[3]高树伟.航空发动机故障诊断方法研究[J].科技展望,2017(26):77.

作者简介：姓名：秦渝栋，1997年9月，男，汉，河南省新乡市人，本科，学员，研究方向:飞行器系统与工程。