基于双发差异的航空发动机故障诊断方法研究

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1、第32卷第3期2014年6月中国民航大学学报JOURNALoFCIVlLAVIATIoNI小ⅡVERSITYOFCHINAV01．32No．3June2014基于双发差异的航空发动机故障诊断方法研究曹惠玲，庞思凯，薛鹏，黄乐腾，曲春刚(中国民航大学航空工程学院，天津300300)摘要：基于气路参数的航空发动机故障诊断是一种简单、经济、有效及实用的故障诊断方法。但由于基线隐藏在发动机生产厂家的监控系统中，并不提供给用户，使得用户自主监控和诊断受到限制。因此，从基线的概念出发．提出了一种采用双发差异的监控方法，用同一架飞机上的2台发动机之间的差异代替实际数据与基线值之间的偏差从

2、而实现故障诊断。快速存取记录器(quickaccessrecorder，QAR)作为目前应用较为广泛的数据存取系统为航空发动机故障诊断提供了精确有效的数据支持。关键词：故障诊断；航空发动机；QAR；指印图；基线；双发差异监控中图分类号：V231．3文献标志码：A文章编号：1674—5590(2014)03一004l一04Researchofaero—enginefallltdiagnosismethodbasedonmoIlitoringoftwindiakrencesCA0H越一ltng，PANGsi—kai，XUEPeng，HUANGLe—teng，QUChun—g∞t

3、g(coffegeQ厂Aeron础如越En∥船e矗愕，cAuC，nn面流300300，吼i，ln)Abstract：Aem—enginefaultdiagnosisbasedongaslineparametersisasimple，economical，effectiVeandpmcticalfaultdiagnosismethod．Butsincetheenginebaselinehiddeninthemonitoringsystemoft11eenginemanufacturer，anditisnotavailabletousers，soself．monitoringa

4、nddiagnosisforusersislimited．Startingf而mtheconceptofbaseline，amethodbasedonmonitoringoftwindifferencesismisedtoachievefaultdiagnosiswithdifkrencesbetweenthehvoenginesononeplaneinsteadofthedeviationbehveenactualdataandbaselinevalues．QAR(quickaccessrecorder)asawidelyuseddataaccesssystematpre

5、sentprovidesaccuIateandvaliddatatosupponaero—enginefhultdiagnosis．1【eywords：faultdiagnosis；aem—engine；QAR；fingerprint；baseline；monitoringoftwindi蠡f色rences航空发动机作为飞机的“心脏”对飞机的正常飞行有着举足轻重的地位，是飞机各设备系统中最为复杂的部分，而且由于其工作条件恶劣也是故障率最高的系统之一⋯。因此，科学有效的故障诊断技术不仅能准确检测发动机故障，保障飞行安全，而且能节约维修费用增加航空公司的经济效益【2J。航空事业

6、日新月异的今天，对发动机的可靠性、维修性、适应性和经济性提出了越来越高的要求，为了满足要求，各种发动机监控和诊断方法应运而生。目前，国内外故障诊断技术主要包括：气路参数的故障诊断，滑油、振动参数的诊断和寿命监视等。常用气路诊断方法包括：基于气动热力学原理的趋势分析法；基于小偏差的部件性能分析法；部件特性修正系数法；动态参数分析法和智能化诊断法等【3J。但这些方法的应用均离不开发动机基线，甚至对发动机基线的精确度要求很高，而目前中国自行提取的发动机基线不能满足各种机型在各种情况下的精度要求。为了避开基线的制约，本文提出一种基于双发差异监控的发动机气路故障诊断方法的设想，并从原

7、理上说明其是切实可行的。1航空发动机的指印图故障诊断法指印图故障诊断法是以状态监控和趋势分析为基础的一种较为普遍和准确的方法。其基本思想是将发动机的气路性能参数与指印图中经过大量实验和足够历史故障数据及故障现象的积累总结出的故障样板进行对照，以判断发动机的工作状态，同时结合收稿日期：2013—05一16：修回日期：2013—07—09基金项目：中央高校基本科研业务费专项(ZXH2012P007)作者简介：曹惠玲(1962一)，女，河北唐山人，教授，工学博士，研究方向为航空发动机性能分析与故障诊断．一42一中国民航大