航空发动机碰摩故障在线监测和诊断

张波 罗泽明 于相财

摘要：众所周知，发动机相对一个大型机械来说意味着什么，它的运转正常与否是一个机械能够正常运转的前提。而对于一架飞机来说，一个发动机的作用更是不言而喻。飞机在空中飞行的过程中一旦发现发动机出现故障，如果能够在第一时间检测到故障，并且确定故障类型，就可以采取相应的解决措施，这样是可以在一定程度上控制故障的发展，并且保证飞机的安全。

关键词：发动机故障 在线监测 诊断

前言

在飞机飞行的过程中，发动机的碰摩故障可以说是在发动机气路故障类型中是一种较为普遍的故障类型，如果能够掌握到此类故障的在线监测以及诊断的方法，我们就可以在第一时间里找到相应的解决方案，将这个故障解决掉，以此保证飞机内所有人员及事物的安全。下面笔者就来简单介绍一下航空发动机碰摩故障的在线监测问题。

1.航空发动机碰摩故障的在线监测

目前我们可以看到图一中显示的就是发动机碰摩故障的在线监测原理。首先，这是一个十分精密的信号通信系统，它是通过一个航空飞机上特定的一种信号分析处理器进行检测发动机的碰摩故障是否出现以及出现后对故障的分析与诊断，此套系统的工作原理是属于静电感应原理。首先，看到的是信号发生端的发动机在进行运转。当发动机出现碰摩故障的时候，他就会发出一些细小的带电颗粒物，而这些颗粒增加将对静电荷的数量产生影响，从而形成电荷场中的电量出现异常静电流的情况，这样通过对整个静电场中的情况检测的通信系统上传到信号处理当中，通过信号的处理与分析最终确定发动机是否出现碰摩故障。而通信系统中，信号的探测是一个传感器探针，它可以实时的将发动机发出的静电场内的电量情况发送给信号处理端，传感器中的电信号通过信号处理系统的去噪，滤波以及放大处理，最终进行信号特征的提取，传送给信号分析终端进行分析，最终在飞机监控的终端显示出是否发动机出现异常故障，从而对整个飞机的发动机运转情况进行全程实时监测，以保证飞机的安全飞行。

图一

2.碰摩故障的诊断及处理

对于航天发动机的碰摩故障的诊断，首先，我们看到这样一个图片，如图二所示：

图二

图片所示的是一个航空发动机在出现碰摩故障的时候所显示出的静电信号图像。而此图（a）是通过： 计算得出的电荷信号活动率水平。图a是在连续时间范围内提取的原始信号图像。而图b和图c则是通过技术处理离散出来的信号图像，我们可以看到图a所显示的是提取的固定时间点的信号值最终提取出较为真实的原始静电信号图像。而图b和图c是通过信号的叠加或进一步离散所形成的信号图像，而这样的信号图像，看起来更加直观，更加清晰。我们可以看到图b的信号图是通过 计算得出电压信号均方根值。b图像显示出，在0～10S的时候静电信号出现异常，这说明在这段时间内，发动机对其周围的静电场产生了异常的变化，可以判定这样的在图像中显示出的结果是碰摩故障。而图c中给出的信号图像就更为清晰了，它是通过信号处理而得出的这样的图像，处理的过程比较复杂，在此就不做详细说明了。

飞机在飞行的过程中，发动机发出的静电信号会有多种，而对于出现异常的信号时我们应该做好相应的处理措施。以防止出现意外事故，造成不可挽回的损失。首先飞行员要时刻保持清醒的头脑，当我们遇到了发动机碰摩故障的时候，不要过分的紧张，由于发动机的碰摩故障并非是重大故障，所以，在监测系统检测到故障信号的时候，飞行员要镇定。第一，在自己能力范围内对故障进行处理。如果认为此故障并非是自己能力所及，那么就要对异常情况进行观察。第二，我们要做的是观察异常信号出现的频率，如果在飞行的过程中频繁的出现异常信号，那么就说明飞机发动机所处的境地是非常危险的。此时需要通报给地面的指挥中心，并且根据情况的严重程度，请求地面指示是否要在某地进行迫降处理。当然要将部分信号的图像及时的传回地面以保证地面指挥的准确性。第三，如果异常情况出现的频率并不大，那么就要将此情况做好记录，在保证完成此次飞行任务后，对发动机进行检测和查看，找出出现异常现象的原因，并且对异常情况进行维修和检测处理。第四，无论故障是否排除，都要做好故障记录，以保证下次飞行的之前作以借鉴。如果故障記录次数较多，就要考虑是否更换发动机，或对飞机做一次整体监测了。

3.结束语

综上所述，飞机的飞行是靠发动机给出的动力来进行的，如果发动机出现碰摩故障，就会在一定程度上影响飞机的飞行，而本文通过对航空发动机碰摩故障的分析及判定的问题进行论述，介绍了飞机对于发动机碰摩故障的检测过程。通过检测，让飞行员了解飞机的飞行状况，并且做出合理的处理方案。只有这样，飞机发动机的碰摩故障的检测与判断才有了自己的实际意义。也只有这样，飞行员与乘客的生命财产安全才能够得以保证。

参考文献：

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[2]刘鹏鹏，左洪福，付宇，文振华，白芳. 航空发动机碰摩故障在线监测与诊断研究[J]. 仪器仪表学报，2013（07）：164-169

[3]何田，刘献栋，李其汉. 一种用于提取碰摩故障严重程度特征的新方法[A]. 第九届全国振动理论及应用学术会议论文摘要集[C]，2007