胡侃

（東方航空技術(shù)有限公司，上海 201202）

引言

針對(duì)飛機(jī)發(fā)電機(jī)振動(dòng)特征參數(shù)多、故陣特征參數(shù)難以準(zhǔn)確識(shí)別飛機(jī)發(fā)電機(jī)健康狀況的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了發(fā)電機(jī)振動(dòng)信號(hào)實(shí)時(shí)采樣裝置對(duì)飛機(jī)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的多種頻域參數(shù)及幅域參數(shù)進(jìn)行采樣，并引入小波分析計(jì)算各頻帶能量值，構(gòu)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行故障判定，選用不同的振動(dòng)特征參數(shù)組合對(duì)檢驗(yàn)樣本進(jìn)行驗(yàn)證以期獲得指向性較好的飛機(jī)發(fā)電機(jī)故障特征參數(shù)。診斷結(jié)果表明，利用RBF網(wǎng)絡(luò)對(duì)發(fā)電機(jī)故障診斷，采用基于幅值域的特征參數(shù)峭度指標(biāo)、峰值因子、脈沖指標(biāo)、裕度指標(biāo)、歪度和基于頻域的重心頻率、均方根頻率、頻率標(biāo)準(zhǔn)差，再考慮進(jìn)小波包分頻帶能量值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)指標(biāo)，可取得良好的診斷準(zhǔn)確率。

一、飛機(jī)機(jī)械故障特征

（一）層次性由于民航飛機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)主要是由各種零部件所組成的，一旦各零部件間運(yùn)行出現(xiàn)不協(xié)調(diào)或者不規(guī)范，勢(shì)必會(huì)造成機(jī)械故障。機(jī)械故障層次性實(shí)際上就是在民航飛機(jī)發(fā)生故障的時(shí)候，根據(jù)其維修難以程度進(jìn)行劃分，主要分為高層和低層。在高層次機(jī)械故障出現(xiàn)的時(shí)候，維修難度自然也較大，甚至還需要進(jìn)行零部件更換。一般來說，高層次故障大多數(shù)是從低層次故障上逐漸延伸的，因此，在診斷故障時(shí)，會(huì)按照低層次到高層次的順序進(jìn)行檢查，并通過高層次故障再向低層次推理，從而找到故障來源。

（二）相關(guān)性民航飛機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，由于零部件數(shù)量非常多，而且彼此之間的聯(lián)系非常繁雜，因此，在某單元發(fā)生機(jī)械故障的時(shí)候，勢(shì)必會(huì)引發(fā)其他零部件故障。因此，在排查機(jī)械故障故障時(shí)，確定并排除故障點(diǎn)之后，還需要深入排查周圍零部件，以此保證機(jī)械整體性能。

（三）復(fù)雜性由于民航飛機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的繁雜性，在某一點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，極有可能誘發(fā)其他潛在故障，產(chǎn)生并發(fā)性，從而增加故障診斷的復(fù)雜性。因此，在診斷故障的時(shí)候，既要診斷發(fā)生的具體位置，還需要詳細(xì)排查可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，避免再次出現(xiàn)故障。

二、飛參數(shù)據(jù)在飛機(jī)故障診斷中的實(shí)際應(yīng)用

飛參系統(tǒng)主要是指飛機(jī)參數(shù)記錄系統(tǒng)，主要包括三個(gè)方面，分別是機(jī)載采集記錄系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、地面保障系統(tǒng)，從整體角度分析，飛參系統(tǒng)是一項(xiàng)應(yīng)用在飛機(jī)上的監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)，主要是利用飛參記錄器或者飛行數(shù)據(jù)記錄器進(jìn)行記載。除此之外，飛參記錄系統(tǒng)的傳感器能夠?qū)⒎请娏啃盘?hào)及時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，在應(yīng)用信號(hào)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)可以及時(shí)將數(shù)據(jù)記錄，并且能夠按照幀格式進(jìn)行編碼，將所有的信號(hào)都以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行展現(xiàn)。此外，在記錄器上鎖記載的飛參信息通過相關(guān)的轉(zhuǎn)錄機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，方便對(duì)飛參信息進(jìn)行分析。機(jī)載設(shè)備工作狀態(tài)信息只能表征該架飛機(jī)的目前狀況或一個(gè)時(shí)期以來的工作狀態(tài)，如果要對(duì)其進(jìn)行狀況評(píng)判、故障預(yù)測(cè)及使用壽命控制，必須結(jié)合本架飛機(jī)的相關(guān)維修信息，包括飛機(jī)的使用時(shí)間、日歷年限、飛行科目、歷史故障等，同時(shí)還要結(jié)合其它同類飛機(jī)的維修信息和維修經(jīng)驗(yàn)，只有將大量信息進(jìn)行融合，才能做出正確、有效的評(píng)判。飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控及故障預(yù)測(cè)依據(jù)是當(dāng)前飛機(jī)狀態(tài)與歷史狀態(tài)，尤其是故障發(fā)生前關(guān)鍵性能參數(shù)的變化趨勢(shì)。因此為了能有效的進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控和故障預(yù)測(cè)，需要首先對(duì)各系統(tǒng)、設(shè)備的故障模式展開描述，為對(duì)比分析找到參考依據(jù)，這種描述主要采用基于關(guān)鍵性能參數(shù)變化趨勢(shì)和關(guān)聯(lián)規(guī)則的描述。對(duì)故障模式的描述主要來源于兩個(gè)方面：一是對(duì)故障系統(tǒng)和設(shè)備故障時(shí)及故障前一定時(shí)間段飛參數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)；二是航空維修人員維護(hù)經(jīng)驗(yàn)的積累，即對(duì)參數(shù)變化趨勢(shì)和不同參數(shù)間存在關(guān)系的關(guān)聯(lián)規(guī)則式的描述。

將飛參數(shù)據(jù)應(yīng)用到飛機(jī)故障診斷中之后，需要根據(jù)實(shí)際情況而展開研究與分析。例如：在一次空中縱向漂擺事故征候的時(shí)候，飛行員反映飛機(jī)用駕駛儀定高保持在2500m高度的時(shí)候進(jìn)行返場(chǎng)，但是發(fā)生了縱向漂擺，到時(shí)高度從2500m下降到1200m。假如在飛機(jī)上沒有安裝飛參系統(tǒng)，那么在發(fā)生這種情況的時(shí)候則無法依據(jù)飛行員的描述進(jìn)行判斷，也無法及時(shí)查清安全隱患。而應(yīng)用飛參系統(tǒng)可以以動(dòng)畫的形式進(jìn)行模擬，可以將飛機(jī)的飛行情況進(jìn)行在現(xiàn)，并且根據(jù)飛參系統(tǒng)可以表明：駕駛儀所存在的定高燈亮無法保持高度故障，并且如果飛機(jī)控制系統(tǒng)在操作的時(shí)候動(dòng)作比較猛，則會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)縱向飄擺的現(xiàn)象，這一結(jié)論能夠?qū)︼w機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)提供良好的理論基礎(chǔ)與技術(shù)依據(jù)。

結(jié)語

綜上所述，從客觀的角度而言，飛參系統(tǒng)主要是以準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)為飛機(jī)的安全、飛行數(shù)據(jù)評(píng)估、飛機(jī)事故鑒定以及飛機(jī)狀態(tài)分析等提供幫助作用，而隨著我國現(xiàn)代航空技術(shù)的不斷發(fā)展與緊蹙，促使飛參系統(tǒng)中所記錄的數(shù)據(jù)也越發(fā)的全面，這使得飛機(jī)的飛行與飛機(jī)的安全得到了較為有效的基礎(chǔ)保障。此外，飛參不僅僅需要局限于采集數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)等，還需要確保飛參系統(tǒng)可以對(duì)所采集的數(shù)據(jù)展開深度的挖掘與處理，將飛參系統(tǒng)開拓成為一項(xiàng)集綜合數(shù)據(jù)處理以及故障診斷系統(tǒng)為一體的新型參數(shù)處理系統(tǒng)，從而為飛機(jī)的飛行與飛機(jī)的安全提供良好的基礎(chǔ)保障。