方明

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

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對飛機發(fā)動機監(jiān)控技術(shù)及其發(fā)展趨勢的分析

方明

（沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

通過結(jié)合相關(guān)參考文獻與個人實踐工作經(jīng)驗，對飛機發(fā)動機檢測技術(shù)及其發(fā)展趨勢進行了探討，以期能夠為保證飛機發(fā)動機的工作安全，延長飛機發(fā)動機的裝機壽命提供有益的參考。

飛機發(fā)動機；工作狀態(tài)監(jiān)控；振動監(jiān)控；滑油監(jiān)控；氣路參數(shù)分析

飛機發(fā)動機作為飛機的心臟，不僅直接影響著飛機的性能、可靠性以及經(jīng)濟性，其更是一個國家科技、工業(yè)、國防實力的重要體現(xiàn)。也正因如此，確保飛機發(fā)動機始終擁有良好的工作狀態(tài)，確保各系統(tǒng)參數(shù)的穩(wěn)定正常尤為重要。而在實際工作中，對飛機發(fā)動機的一些參數(shù)與系統(tǒng)工作情況進行必要的監(jiān)控早已成為確保飛機發(fā)動機安全、穩(wěn)定工作的重要手段。筆者結(jié)合個人實踐工作經(jīng)驗，從多個角度入手對飛機發(fā)動機的監(jiān)控技術(shù)進行探討，并提出監(jiān)控技術(shù)的未來發(fā)展方向，以期為飛機發(fā)動機的可靠、穩(wěn)定運行，延長使用壽命，做出有益的鋪墊。

1　對飛機發(fā)動機的工作狀態(tài)監(jiān)控

對飛機發(fā)動機實施狀態(tài)監(jiān)控的實質(zhì)就是從飛機發(fā)動機中讀取熱力參數(shù)，包括：溫度、壓力、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、燃油流量等數(shù)值，并將這些數(shù)值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值，與發(fā)動機生產(chǎn)廠家所給的標(biāo)準(zhǔn)性能參數(shù)進行對比，查看偏差數(shù)額以及偏差數(shù)額的變化趨勢，以此對飛機發(fā)動機的健康情況進行判斷與分析，實現(xiàn)對飛機發(fā)動機的全方位監(jiān)控。

而在實際工作中，對飛機發(fā)動機的工作狀態(tài)監(jiān)控主要包括對飛機發(fā)動機工作參數(shù)、飛機發(fā)動機各項系統(tǒng)工作狀況的顯示及相應(yīng)的警告信息。而顯示出的飛機發(fā)動機工作參數(shù)，又分為主要參數(shù)與次要參數(shù)兩種。其中主要工作參數(shù)有：轉(zhuǎn)動、發(fā)動機壓力比、排氣溫度、燃油流量；次要參數(shù)有：滑油量、滑油壓力、溫度?？梢哉f這種工作參數(shù)的顯示，不僅能夠幫助駕駛員對飛機發(fā)動機的控制與操縱提供必要的顯示和反映，更為直觀的看到飛機發(fā)動機的工作健康情況與運轉(zhuǎn)情況，還能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，解決故障，為飛機發(fā)動機的安全工作提供有利的依據(jù)。

可以說隨著科學(xué)技術(shù)、電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，由計算機控制的發(fā)動機指示和機組警告系統(tǒng)EICAS用顯示屏勢必會逐漸取代傳統(tǒng)的儀表板，得到更加廣泛的應(yīng)用。因為EICAS顯示屏不僅能夠更為清楚地將飛機發(fā)動機的工作參數(shù)反映出來，還能夠清楚地顯示飛機發(fā)動機的維護信息、告誡警告信息、飛機派遣有關(guān)飛機發(fā)動機的狀況信息。

2　對飛機發(fā)動機的振動監(jiān)控

由盤、軸、葉片等零部件組裝而成的渦輪發(fā)動機轉(zhuǎn)子，其在生產(chǎn)制造過程中勢必會存在一定的偏差，而這些偏差即便是組成轉(zhuǎn)子，也不能達到完全的平衡，而這種不平衡就會在旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生振動。一般來講，飛機發(fā)動機的生產(chǎn)廠家對轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的不平衡都有一個規(guī)定參數(shù)設(shè)置，只有低于此規(guī)定參數(shù)以內(nèi)的方可出廠投入使用。但是在實際工作中，由于飛機發(fā)動機隨著工作時間的推移會產(chǎn)生磨損與損傷，而引發(fā)轉(zhuǎn)子振動。因此，在飛機上普遍裝有發(fā)動機的振動監(jiān)控系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)問題也能夠及時發(fā)出警告信息，告知駕駛?cè)藛T采取應(yīng)急措施，也只有如此才能夠?qū)︼w機發(fā)動機的振動情況實施全面監(jiān)控。目前飛機發(fā)動機的振動監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括以下三部分：第一，振動信號傳感器；第二，振動信號分析儀；第三，振動指示。其中，振動信號傳感器裝在飛機發(fā)動機上，能夠感受到飛機發(fā)動機振動的位置，如：發(fā)動機的軸承支撐座、發(fā)動機渦輪機的機匣、發(fā)動機風(fēng)扇機匣等，振動信息傳感器。

3　對飛機渦輪發(fā)動機的滑油監(jiān)控

渦輪發(fā)動機的滑油監(jiān)控主要包括以下三部分：第一，對渦輪發(fā)動機滑油系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控；第二，對渦輪發(fā)動機滑油中金屬屑的監(jiān)控；第三，對渦輪發(fā)動機滑油品質(zhì)狀況監(jiān)控。而這種監(jiān)控有的是通過對飛機機身固有設(shè)備完成監(jiān)控的，也有的是利用地面實驗室中的設(shè)備進行監(jiān)控的。但無論是那種方式，對滑油進行監(jiān)控都是做好飛機發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控的一個重要組成部分。

4　對飛機發(fā)動機氣路參數(shù)的分析

在實際監(jiān)控中，我們主要利用計算機完成對飛機發(fā)動機氣路參數(shù)的分析。而需要記錄和分析的氣路參數(shù)主要包括：飛機發(fā)動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、飛機發(fā)動機的排氣溫度、飛機發(fā)動機的壓比、飛機發(fā)動機的燃油流量、飛機發(fā)動機的振動值、飛機發(fā)動機的滑油溫度、飛機發(fā)動機的壓力、飛機發(fā)動機的滑油量、飛機發(fā)動機的引氣狀態(tài)，飛機發(fā)動機的維修情況等內(nèi)容。此外，在進行數(shù)據(jù)處理時，還需要對一些和飛行相關(guān)的參數(shù)進行記錄與分析，如：大氣溫度、大氣壓力、飛機的飛行高度、飛機的飛行速度、飛機的飛行狀態(tài)等。可以說這些參數(shù)記錄的準(zhǔn)確程度會對分析結(jié)果的好壞產(chǎn)生直接的影響。所以，要做好飛機氣路參數(shù)以及相關(guān)參數(shù)的記錄工作，以此嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)信息的精確度。

在實際工作中，對氣路參數(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄與輸入方式，主要分為兩種：一種是人工進行記錄與輸入，也就是說在飛行過程中由飛行員根據(jù)要記錄的參數(shù)傳遞給地面的監(jiān)控人員，由監(jiān)控人員將實際數(shù)據(jù)信息計入到計算機中，而這種記錄方式往往在一定程度上存在著誤差，進而會影響數(shù)據(jù)的后期分析結(jié)果；另一種是由飛機的數(shù)據(jù)記錄儀或者是數(shù)字式飛行數(shù)據(jù)獲取裝置進行數(shù)據(jù)的自動記錄與輸入，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到磁帶上或者是計算機用的軟盤上，最后輸入計算機中。而利用這種記錄與輸入方式，不僅能夠獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參數(shù)，還能夠提高后期數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。因此，在將來的發(fā)展中，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，科學(xué)水平的不斷提高，利用現(xiàn)代化通信設(shè)備為主導(dǎo)的，對數(shù)據(jù)實施自動記錄與輸入，并直接從飛機上發(fā)送到地面的計算機控制中心勢必是監(jiān)控技術(shù)研究與不斷完善的重點，也只有如此，才能夠進一步實現(xiàn)對飛機發(fā)動機的實時監(jiān)控與跟蹤。

5　對飛機發(fā)動機監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢的進一步展望

通過分析，我們可以看到雖然目前我國在飛機實時監(jiān)控領(lǐng)域已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，且更多的本土飛機發(fā)動機制造廠商為飛機的發(fā)動機監(jiān)控提供了軟件與系統(tǒng)支持，但是隨著我國航空制造業(yè)和大飛機項目的不斷發(fā)展。飛機發(fā)動機監(jiān)控技術(shù)仍有待提高，從而適應(yīng)我國航空業(yè)的飛速發(fā)展，而在未來幾年中，筆者認(rèn)為應(yīng)該注重關(guān)注與開展以下幾項工作：

第一，不斷地完善發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)。飛機作為一個十分復(fù)雜的大系統(tǒng)，隨著高新技術(shù)的不斷投入使用，其發(fā)動機及其零部件的復(fù)雜程度勢必會不斷的提高。因此，在基于筆者提出的監(jiān)控框架下，還應(yīng)該不斷地完善發(fā)動機的監(jiān)控系統(tǒng)，將監(jiān)控系統(tǒng)拓展到更為廣泛的范疇內(nèi)，以實現(xiàn)更為完整的飛機安全實時監(jiān)控。

第二，完善多飛行數(shù)據(jù)源的應(yīng)用。在飛機發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)中，無論是實施任何一項監(jiān)控技術(shù)，其對數(shù)據(jù)信息的要求都具有統(tǒng)一性與一致性，也就是要求數(shù)據(jù)的記錄與分析必須具備一定的規(guī)范性，也正因如此，要想更好的做到對飛機整體安全的實時監(jiān)控，就應(yīng)該加強對多飛機數(shù)據(jù)源的收集、分析、研究，并將這些數(shù)據(jù)與信息技術(shù)相融合，解決數(shù)據(jù)冗余問題，進一步提高飛機安全的實時監(jiān)控效果。

6　結(jié)語

本文從多個角度對飛機發(fā)動機監(jiān)控技術(shù)進行了探討，希望通過筆者的闡述，能夠讓更多的人們清楚地認(rèn)識到，發(fā)動機作為飛機的心臟，其對飛機而言有著至關(guān)重要的影響。因此，做好飛機發(fā)動機的管理、維護、監(jiān)控工作具有十分重要的現(xiàn)實意義。尤其是做好監(jiān)控技術(shù)，還能夠為飛機發(fā)動機維修與管理人員提供必要的依據(jù)，及時根據(jù)所反饋回來的信息，做好正確的分析與判斷，進而消除飛機發(fā)動機所存在的潛在威脅，保證飛機發(fā)動機的安全工作。所以，我們在今后的工作中，更應(yīng)該加強對飛機發(fā)動機監(jiān)控技術(shù)的研究與完善，不斷提高對監(jiān)控技術(shù)的研究工作，為飛機發(fā)動機的安全、穩(wěn)定運行提供有利的依據(jù)。

［1］ 海雯炯，張家峰，趙樹峰.基于飛參數(shù)據(jù)的發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控方法研究［J］.裝備制造技術(shù)，2006，（03）：50-52.

［2］王宇波，李學(xué)仁，陳學(xué)江.飛機發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控研究［J］.燃氣渦輪試驗與研究，2001，（03）：175.

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