對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

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對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，沈陽 110043）

通過結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)與個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)檢測技術(shù)及其發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，以期能夠?yàn)楸ＷC飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作安全，延長飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的裝機(jī)壽命提供有益的參考。

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)；工作狀態(tài)監(jiān)控；振動(dòng)監(jiān)控；滑油監(jiān)控；氣路參數(shù)分析

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的心臟，不僅直接影響著飛機(jī)的性能、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性，其更是一個(gè)國家科技、工業(yè)、國防實(shí)力的重要體現(xiàn)。也正因如此，確保飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)際工作中，對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的一些參數(shù)與系統(tǒng)工作情況進(jìn)行必要的監(jiān)控早已成為確保飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)安全、穩(wěn)定工作的重要手段。筆者結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，從多個(gè)角度入手對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的監(jiān)控技術(shù)進(jìn)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，延長使用壽命，做出有益的鋪墊。

1　對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)監(jiān)控

對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施狀態(tài)監(jiān)控的實(shí)質(zhì)就是從飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家所給的標(biāo)準(zhǔn)性能參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，查看偏差數(shù)額以及偏差數(shù)額的變化趨勢，以此對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的健康情況進(jìn)行判斷與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的全方位監(jiān)控。

而在實(shí)際工作中，對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)監(jiān)控主要包括對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作健康情況與運(yùn)轉(zhuǎn)情況，還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，解決故障，為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)指示和機(jī)組警告系統(tǒng)EICAS用顯示屏勢必會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)的儀表板，得到更加廣泛的應(yīng)用。因?yàn)镋ICAS顯示屏不僅能夠更為清楚地將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)反映出來，還能夠清楚地顯示飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)信息、告誡警告信息、飛機(jī)派遣有關(guān)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的狀況信息。

2　對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)控

由盤、軸、葉片等零部件組裝而成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其在生產(chǎn)制造過程中勢必會(huì)存在一定的偏差，而這些偏差即便是組成轉(zhuǎn)子，也不能達(dá)到完全的平衡，而這種不平衡就會(huì)在旋轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生振動(dòng)。一般來講，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)廠家對(duì)轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的不平衡都有一個(gè)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(shí)際工作中，由于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)隨著工作時(shí)間的推移會(huì)產(chǎn)生磨損與損傷，而引發(fā)轉(zhuǎn)子振動(dòng)。因此，在飛機(jī)上普遍裝有發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，一旦發(fā)現(xiàn)問題也能夠及時(shí)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)情況實(shí)施全面監(jiān)控。目前飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括以下三部分：第一，振動(dòng)信號(hào)傳感器；第二，振動(dòng)信號(hào)分析儀；第三，振動(dòng)指示。其中，振動(dòng)信號(hào)傳感器裝在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上，能夠感受到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)的位置，如：發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承支撐座、發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪機(jī)的機(jī)匣、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣等，振動(dòng)信息傳感器。

3　對(duì)飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油監(jiān)控

渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油監(jiān)控主要包括以下三部分：第一，對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)滑油系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)控；第二，對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)滑油中金屬屑的監(jiān)控；第三，對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)滑油品質(zhì)狀況監(jiān)控。而這種監(jiān)控有的是通過對(duì)飛機(jī)機(jī)身固有設(shè)備完成監(jiān)控的，也有的是利用地面實(shí)驗(yàn)室中的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的。但無論是那種方式，對(duì)滑油進(jìn)行監(jiān)控都是做好飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控的一個(gè)重要組成部分。

4　對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣路參數(shù)的分析

在實(shí)際監(jiān)控中，我們主要利用計(jì)算機(jī)完成對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓比、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油流量、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)值、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油溫度、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油量、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的引氣狀態(tài)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的維修情況等內(nèi)容。此外，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，還需要對(duì)一些和飛行相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行記錄與分析，如：大氣溫度、大氣壓力、飛機(jī)的飛行高度、飛機(jī)的飛行速度、飛機(jī)的飛行狀態(tài)等?？梢哉f這些參數(shù)記錄的準(zhǔn)確程度會(huì)對(duì)分析結(jié)果的好壞產(chǎn)生直接的影響。所以，要做好飛機(jī)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(shí)際工作中，對(duì)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(jìn)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(shí)際數(shù)據(jù)信息計(jì)入到計(jì)算機(jī)中，而這種記錄方式往往在一定程度上存在著誤差，進(jìn)而會(huì)影響數(shù)據(jù)的后期分析結(jié)果；另一種是由飛機(jī)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(jìn)行數(shù)據(jù)的自動(dòng)記錄與輸入，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到磁帶上或者是計(jì)算機(jī)用的軟盤上，最后輸入計(jì)算機(jī)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(duì)數(shù)據(jù)實(shí)施自動(dòng)記錄與輸入，并直接從飛機(jī)上發(fā)送到地面的計(jì)算機(jī)控制中心勢必是監(jiān)控技術(shù)研究與不斷完善的重點(diǎn)，也只有如此，才能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤。

5　對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展趨勢的進(jìn)一步展望

通過分析，我們可以看到雖然目前我國在飛機(jī)實(shí)時(shí)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠商為飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)項(xiàng)目的不斷發(fā)展。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)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(xiàng)工作：

第一，不斷地完善發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。飛機(jī)作為一個(gè)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(dòng)機(jī)及其零部件的復(fù)雜程度勢必會(huì)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(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)更為完整的飛機(jī)安全實(shí)時(shí)監(jiān)控。

第二，完善多飛行數(shù)據(jù)源的應(yīng)用。在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中，無論是實(shí)施任何一項(xiàng)監(jiān)控技術(shù)，其對(duì)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(duì)飛機(jī)整體安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，就應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)多飛機(jī)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(jìn)一步提高飛機(jī)安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控效果。

6　結(jié)語

本文從多個(gè)角度對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)進(jìn)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(shí)到，發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的心臟，其對(duì)飛機(jī)而言有著至關(guān)重要的影響。因此，做好飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的管理、維護(hù)、監(jiān)控工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。尤其是做好監(jiān)控技術(shù)，還能夠?yàn)轱w機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)維修與管理人員提供必要的依據(jù)，及時(shí)根據(jù)所反饋回來的信息，做好正確的分析與判斷，進(jìn)而消除飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)所存在的潛在威脅，保證飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全工作。所以，我們?cè)诮窈蟮墓ぷ髦?，更?yīng)該加強(qiáng)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控技術(shù)的研究與完善，不斷提高對(duì)監(jiān)控技術(shù)的研究工作，為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全、穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)機(jī)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(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控研究［J］.燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究，2001，（03）：175.

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1674-8646（2016）01-0140-02

2015-12-13