故障因子诊断方法在航空发动机上的应用研究

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1、第39卷第2期2013年4月航空发动机AeroengineV01．39No．2Apr．2013故障因子诊断方法在航空发动机t的应用研究范文正，谢静，徐耀荣(海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041)范文正(1963)，男，副教授，研究方向为航空发动机热力气动。收稿日期：2012-08—10摘要：航空发动机气路中任何零部件受损而引起的性能恶化，必然导致相关参数的变化。引入了故障因子的概念，介绍了故障因子诊断方法在航空发动机上的应用，阐述了航空发动机故障诊断过程中测量参数与性能参数选取的依据和方法，利用故障因

2、子建立了某型涡喷发动机稳态工作状态下的故障模型和诊断模型，探讨了4个测量参数诊断气路部件故障的方法。算例结果表明：故障因子诊断方法是航空发动机进行故障诊断的1种最基本且十分有效、快捷的诊断手段。关键词：故障因子；涡喷发动机；故障诊断；数学模型StudyofDiagnosisMethodonAeroengineBased013FaultFactorFANWen—zheng，XIEJing，xuYao—rong(NavalAeronauticalEngineeringlnsticuteQingdaoBranch，Q

3、ingdaoShandon9266041，China)Abstract：Theperformancedeteriorationofanycomponentsdamagedinaeroenginegaspathmustleadtochangeofsomeparameters．Theconceptoffaultfactorwasintroducedandtheapplicationoffaultfactordiagnosismethodonaereoenginewasexplaned．Theselectingbas

4、isandmethodofmeasurementparametersandpropertyparameterswereelaboratedinaeroenginefaultdiagnosis．Thefaultanddiagnosticmodelofaturbojetengineinsteadyworkingstatewerebuiltbasedonfaultfactor．Thegaspathcomponentfaultdiagnosismethodsoffourmeasurementparameterswere

5、discussed．Theexampleresultshowthatthefaultfactordiagnosismethodisabasic，effectiveandfastfaultdiagnosismethodforaeroengine．Keywords：faultfactor；turbojetengine；faultdiagnosis；mathematicalmodel0引言航空发动机处在高温、高压和高转速工作环境中，因此，它是整个飞机系统中故障的敏感多发部位，其故障发生和发展具有快速性和极大破坏性的特

6、点。20世纪60年代以来，国外对航空发动机的故障诊断系统进行了大量的研究，提出了大量的诊断方法，开发了许多重要的诊断系统，如美军T700发动机装备的陆军发动机诊断系统；FI10发动机装备的发动机诊断系统等，此方法缩短了飞机、发动机的维修时间，节约了大量维修费用。发动机故障诊断系统就是通过对发动机的故障进行检测、识别和定位，从而采取控制发动机系统参数、故障报警、紧急关机、启动冗余备份等故障控制措施，保证系统的安全性，将由故障引起的损失降到最低程度。当发动机气路中任何零部件发生故障时，受损零部件性能恶化，就会导致气

7、路中温度、压力、转速、推力和燃油消耗量等参数的变化，因而可按上述参数的变化来诊断气路中各部件的故障，这种方法称为气路参数分析法(或故障因子诊断法)。本文研究了故障因子诊断法在航空发动机上的应用，提出建立发动机诊断模型的方法，并以wP7发动机为例进行实例计算，计算结果可判定发动机部件的故障情况。1故障因子诊断方法一般来说，发动机任何1个部件的任何1个特性发生变化都会引起发动机所有性能参数(包括复杂状态量和其他工作参数)的变化。因此，发动机某些部件特性的状态量变化(状态量偏差)并不能作为该部件故障(该特性的变化)的

8、表征，因为这种变化完全可能第2期范文正等：故障因子诊断方法在航空发动机上的应用研究53是其他部件发生故障的结果。发动机某个部件特性戈随工作参数Z的变化关系如图1所示，曲线lk(z)≈o(z)]是该部件的正常特性，发动机在正常状态下的工作点为A，相应的工作参数为z。。当发动机的某一特性或某些特性发生故障时，发动机的工作点将发生变化。如果发生故障的特性不是该部件自身特性而是其他部件特性，则