某航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)設計 傳統(tǒng)上，航空發(fā)動機在空中主要是依靠航空發(fā)動機電子控制器發(fā)送少量的數(shù)據(jù)和飛行員感官和經(jīng)驗判別發(fā)動機是否正常，航空發(fā)動機在地面絕大多數(shù)都是通過地面人員通過人工對每一次的飛行數(shù)據(jù)進行分析、滑油取樣分析、振動檢查、孔探儀和循環(huán)計數(shù)等方式來監(jiān)視發(fā)動機的狀態(tài)?？拷?jīng)驗進行判斷發(fā)動機狀態(tài)具有很強的主觀性，進行人工分析數(shù)據(jù)、孔探和檢查可能造成航空發(fā)動機過渡維護和浪費大量人力物力。 航空發(fā)動機健康管理是指最大限度地利用發(fā)動機不同的數(shù)據(jù)資源（傳感器、維護記錄、部件模型），對發(fā)動機的故障進行診斷、對健康狀態(tài)進行預報，從而增加飛行任務的安全性、可靠性，提高維護性和出勤率，減少發(fā)動機的維護費用和維修時間。 一、健康管理系統(tǒng)組成 航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)由機載設備、數(shù)據(jù)中心和健康管理中心等組成件圖1。 機載設備主要接收并保存航空發(fā)動機傳感器的信號，分析和處理以上信號為飛行員提供參考依據(jù)，當飛機回到地面時把記錄的數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)中心。 數(shù)據(jù)中心接收機載設備的飛行數(shù)據(jù)，為健康管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。 健康管理中心根據(jù)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，判定航空發(fā)動機的狀態(tài)，得出分析報告為管理人員提供管理維護依據(jù)。 二、健康管理系統(tǒng)功能 航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)主要用于為飛行員提供航空發(fā)動機狀態(tài)指示信號和為地面管理人員提供發(fā)動機分析評估報告，在航空發(fā)動機有故障之前做出維護決策。 一般地，航空發(fā)動機航空發(fā)動機健康管理系統(tǒng)應具備以下基本功能： 系統(tǒng)應具備以下功能： a）具有通過以通訊從機載設備下載數(shù)據(jù)的功能; b）具有對發(fā)動機工作數(shù)據(jù)進行綜合統(tǒng)計處理的功能; c）具有發(fā)動機及其外場可更換單元的狀態(tài)管理功能; d）具有發(fā)動機性能趨勢分析功能; e）具有發(fā)動機滑油狀態(tài)趨勢分析功能; f）具有壽命管理功能; g）具有振動分析功能; h）具有異常狀態(tài)告警功能，并根據(jù)異常生成相應的處理流程。 三、機載設備 根據(jù)對計算資源要求的不同和重要性的區(qū)別，由機載設備和地健康管理中心分工協(xié)作共同完成所有的發(fā)動機監(jiān)視、預測和診斷。機載設備主要完成對基于齒輪與軸承的振動在線監(jiān)視與診斷、性能在線監(jiān)視與預測、滑油系統(tǒng)在線監(jiān)視與預測、系統(tǒng)附件在線監(jiān)視與診斷，以及發(fā)動機壽命消耗的預測等功能。機載設備與發(fā)動機數(shù)字控制系統(tǒng)、飛機/航電/綜合管理系統(tǒng)相交聯(lián)，從發(fā)動機傳感器（滑油屑末、溫度、壓力）獲得參數(shù)數(shù)據(jù)和發(fā)動機事件信息，進行發(fā)動機事件監(jiān)視和記錄，并探測和隔離（定位）發(fā)動機故障，實現(xiàn)發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、壽命管理功能，同時系統(tǒng)具備自診斷功能。機載設備采用數(shù)據(jù)總線形式與各系統(tǒng)交聯(lián)見圖2。機載設備從發(fā)動機數(shù)字控制系統(tǒng)，航電和飛機接收變量值，離散輸入，狀態(tài)字。機載設備按要求記錄數(shù)據(jù)如發(fā)動機狀態(tài)趨勢監(jiān)視，故障診斷和隔離。機載設備同時與空勤告警系統(tǒng)相交聯(lián)，以便提供實時信息和通過查詢模式對機載設備進行操作。機載設備數(shù)據(jù)可以在飛機維護顯示頁面顯示。機載設備與飛機航電、發(fā)動機電子控制器、數(shù)據(jù)中心通過數(shù)據(jù)通訊進行連接。機載設備也可以應機組人員的要求進行數(shù)據(jù)記錄。機載設備的功能如下： a）采集及記錄數(shù)據(jù)： 1.記錄發(fā)動機工作超限情況; 2.記錄發(fā)動機趨勢數(shù)據(jù); 3.記錄任務條件，使用數(shù)據(jù)記如：如起動次數(shù)、點火次數(shù)、發(fā)動機工作時間，飛行時間、高度、馬赫數(shù)等數(shù)據(jù); 4.按照機組人員要求記錄數(shù)據(jù); 5. 記錄發(fā)動機電子控制器故障信息; 6.采集記錄發(fā)動機傳感器信號。 a.向數(shù)據(jù)中心下載采集記錄的數(shù)據(jù)和信息，上傳設置數(shù)據(jù)、記錄設置/配置信息; b.評估發(fā)動機控制系統(tǒng)健康狀況，在飛機維護顯示頁面顯示; 四、數(shù)據(jù)中心及健康管理中心 數(shù)據(jù)中心，主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份和集中存儲管理。通過其內置的數(shù)據(jù)自動同步模塊與機載設備相連接，從機載設備獲取數(shù)據(jù)，對多臺發(fā)動機數(shù)據(jù)進行綜合管理，健康管理中心通過以上數(shù)據(jù)實現(xiàn)健康狀態(tài)分析與告警，異常處理建議與流程監(jiān)控見圖3。 在具備專用內部網(wǎng)絡的條件下，數(shù)據(jù)中心通過專用網(wǎng)絡獲取各個基地工作站所存儲的所有發(fā)動機的工作數(shù)據(jù)和維護信息，實現(xiàn)對外場所有發(fā)動機健康狀態(tài)的管理，對發(fā)動機的健康狀態(tài)進行深度的數(shù)據(jù)挖掘，并與各個基地工作站節(jié)點進行信息的交互，同時根據(jù)發(fā)動機歷史數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累對發(fā)動機健康狀態(tài)分析的功能模塊進行改進優(yōu)化，實現(xiàn)對各節(jié)點分析模塊的動態(tài)更新。 數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計的數(shù)據(jù)主要包括狀態(tài)統(tǒng)計和發(fā)動機工作參數(shù)統(tǒng)計。機載設備依據(jù)所存儲的數(shù)據(jù)實現(xiàn)部分數(shù)據(jù)統(tǒng)計，健康管理中心實現(xiàn)所有基地內發(fā)動機全使用周期的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。 其中，狀態(tài)統(tǒng)計為對地面分析系統(tǒng)人

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