航空发动机机械故障诊断研究

徐中达 朱元昊 李岱润

摘要：飞机发动机常见的有活塞发动机、涡轮喷气式发动机、涡轮螺旋桨式发动机、涡轮风扇式发动机、涡轮轴式发动机等。发动机与辅助动力装置被合称为飞机动力装置。该发动机和辅助动力装置称作飞行器发动机组件。航空器，如果电力系统故障，很可能造成灾难性灾难。

关键词：机械故障诊断;基础研究;发动机;故障诊断

引 言

经过几十年的实际应用和发展，机械诊断故障已日趋成熟，它深入到社会生产生活的各个领域中，比如机械、石化等企业的各个部门，所涉范围非常广泛。虽然机械故障诊断经过了近几十年的发展之后，取得了有效的成果，但是，随着应用的逐渐深入和普遍应用，也渐渐产生了一些问题和不足之处。笔者在本文最先是指明了机械故障诊断的含义，紧接着揭示了机械故障的研究现状，并对此提出一些实用性建议。

我们大多数飞机都使用活塞式发动机。美国波音系列飞机首先使用了喷气式发动机，然后将一些飞机转换为风扇式发动机。发动机一般安装在机身两侧，有些在机翼，数目从1到4不等。美国生产了一台波音737、两台悬挂在机翼下的发动机和四台波音747发动机，使得其他发动机在发生故障时正常运行，从而有效地减少了因发动机故障造成的飞行事故。

1 发动机机械故障的分类与特点

电动机的当前故障类型相对复杂，其特性因位置和原因而不同。发动机有强烈的冲击感和燃油流量增加，但有时发动机有强烈的冲击感和噪音。此外，发动机的某些故障具有某种相似性。这使得评估飞机发动机机械故障更为困难。通常，飞机发动机故障区分为暂时和永久故障，或突然或反复故障。而且，缺陷调节系统的大多数参数都可以调节。在永久性故障的情况下，必须更换零件，例如，当圆筒头裂开，飞机“振荡”，飞行不稳定。飞机发动机故障的详细分类旨在建立一个系统的飞机系统诊断系统，并提高飞机维修的智能。发动机机械故障的分类使维修人员能够准确和迅速地探测问题，避免某些飞机事故，提高发动机维修效率。有效的维护和维护可以降低飞机发动机故障的频率，并有助于检测和控制发动机故障。

1.1归纳分析机械故障环节薄弱

针对机械设备故障的机理方面， 距今为止此项目的研究仍然存在着很明显的问题，具体来讲， 机械的故障机理分析原理在于以理论知识、实验结果作为基础数据，从理论知识中归纳运行机理和分析机械发生故障的规律。基本操作步骤如下：总结将需要用来作为分析对象的机械设备的多方面特征，并以此来建立一个数据模型，然后通过这个来进行仿真性质的研究，从而来获取类似的特征，“实验是检验真理的唯一标准”，因此之后再通过实践的检验来对数据模型进行改造，找出最为符合的特征。根据调查分析，由于专业人才欠缺，目前这类情况的研究在多个方面都存在很大的不足，比如，针对大型、超大型的机械设备，分析其故障机理是需要足够的数据作为依据，而数据模型的建立相对来讲，要更为复杂困难。

2 发动机机械故障的诊断

2.1发动机常见机械故障分析

发动机常见机械故障：发动机故障、液压故障、油箱故障、金属疲劳故障。发动机故障时，飞机失去飞行功率，这是非常危险的。解决办法是关闭故障的发动机和在着陆时，当发生液压故障时，飞机失去控制，与发动机一样危险。油箱故障率低，火灾时飞机爆炸的风险高，事故的后果难以控制。在现代飞机上安装燃料以防止此类事故并取得良好的效果。金属疲劳是飞机发动机最常见的机械故障，而机械故障往往伴随着发动机的异常振动。主要原因是发动机部件的老化和疲劳，还有一些发动机内部部件由于磨损等问题而损坏或损坏的情况。燃料流量没有发生很大变化，发动机的旋转速度相对稳定，发动机常常以频率异常、断裂噪声或金属冲击的方式运行。为了便于检测偶然停车场。为了诊断发动机的机械故障，首先需要收集、比较、分析和处理有关飞机飞行的信息，以便得出最后結论。

2.2发动机机械事故诊断的原则

发动机机械故障的复杂原因，复杂的诊断过程，紧急情况，飞机发动机故障的特征，研究飞机发动机故障诊断原则的优化，能够有效地提高飞机发动机故障目标的准确性和效率。首先，操作原则。负责飞机发动机维修的每一位工作人员都必须明确规定其责任。了解邮局系统的意图并严格遵守规则和条例。例如，狮子航空公司坠毁的波音737-8max报告了几次事故前飞行中的速度和高度异常，但没有引起注意。更先进的探测器，检查员能够严格按照规定行事。即使发动机没有问题，也可以意识到飞机的异常情况，即使不能完全避免飞行故障。至少可以制定相对的应急计划，从而在发生故障时提供更大的安全性。许多机械故障无法直接检测到。完全依赖飞行数据来诊断故障使得飞行员的飞行极其危险。同步诊断检测出飞机可能的安全风险，并排除事故前的故障。飞机机械故障的一般诊断周期为一周，即每七天。飞机引擎必须被诊断，以便能够迅速和准确地运行，包括油气监视、振动监视、噪声监视等。第三，在空中速度异常的情况下逐案诊断的原则。在汽油消耗、发动机振动和飞行中发动机异常的情况下，维修人员必须及时检查和维修发动机，发现异常，避免严重的发动机故障。速度正在下降，而且有一种“震动”现象，必须迅速诊断飞机的故障，首先是发动机点火系统故障、部件故障等，以便确定发动机故障的原因，并在起飞前确保发动机的良好状态。

2.3航空发动机机械故障诊断方法

常见的发动机故障诊断方法有数据分析法、模糊故障诊断法、人工智能诊断法等，在发动机故障诊断时，应该按照“数据采集-数据处理-故障诊断”的流程进行。例如，模糊故障诊断法，这一诊断方法具有较高的准确性，能够发现发动机的潜在故障。诊断之初，先对飞机的飞行数据进行收集整理，将采集到的数据与故障数据进行对比。再利用模糊数学原理对故障发生的可能性进行预测，进而确保发动机运行的安全性、稳定性。

3 结语

综上所述，机械诊断作为一门新兴的学科，其特点体现在将理论研究与实践工作有机地结合到一起，机械故障诊断技术能够对设备进行监测。随着研究工作的开展以及技术不断成熟，诊断技术应用于生产实践，发挥的作用将会更加的明显，从而使企业经济效益得到保障。

随着航天业的发展，航空发动机机械故障的诊断将继续向着智能化趋势发展，但在任何时候，人在发动机诊断环节中的重要性都是不容忽视的。现代航空发动机机械故障的诊断，不仅要重视现代科技的应用，更要重视维修人员岗位工作能力的培养，维修、保养经验的积累，在任何时候都要以人的思想为指引，以现代化的诊断方式为辅助，准确、快速的确定发动机的运行状态，却被每架飞机的飞行的安全、可靠。

参考文献：

[1] 雷亚国，贾峰，孔德同等，大数据下机械智能故障诊断的机遇与挑战[J]，机械工程学报，2018（05）：94-104.