直升機滑油監(jiān)控探析

安占領+崔國軍

摘 要 滑油監(jiān)控是現(xiàn)代直升機新的維修手段，它是通過儀器檢驗方法，進行數(shù)據(jù)分析，達到預測軍隊直升機磨擦損壞情況，及時采取預防措施，保持直升機飛行安全的一門綜合技術。文章通過分析幾種監(jiān)控方式，讓讀者對滑油監(jiān)控一個基本認識。

關鍵詞 直升機；滑油；監(jiān)控

中圖分類號：V267 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）06-0062-01

隨著航空工業(yè)的發(fā)展，維修方式已由定期維修發(fā)展到目前的視情維修和狀態(tài)監(jiān)控，體現(xiàn)了一種革命和進步。狀態(tài)監(jiān)控是貫徹“以可靠性為中心”的維修思想、主動預防故障、提高可靠性、保證飛行安全的一種新型維修方式，它可以有效避免事故與故障的發(fā)生，在維修方式上是一種質(zhì)的飛躍。

1 滑油監(jiān)控的作用

發(fā)動機滑油監(jiān)控是通過對發(fā)動機中滑油定期采樣、分析檢測，根據(jù)滑油中各磨損金屬的濃度及濃度增長率，達到監(jiān)控發(fā)動機當前工作狀態(tài)和預測在未來一段時間內(nèi)發(fā)動機是否會產(chǎn)生異常磨損故障的目的。其主要功用是準確判斷發(fā)動機工作狀態(tài)，早期預報發(fā)動機故障；檢測滑油污染、變質(zhì)，保證油液質(zhì)量。滑油監(jiān)控是及時采取措施，保持發(fā)動機可靠性與經(jīng)濟性的重要手段這一，其作用是十分明顯的。

2 直升機的滑油監(jiān)控

對磨損元素界限值理論和方法國內(nèi)外均在研究之中。針對所監(jiān)控直升機、發(fā)動機潤滑、傳動系統(tǒng)的磨損特點，研究磨損元素界限值制定的方法，即選擇監(jiān)控參數(shù)和怎樣準確制定磨損元素濃度增長率界限值。選擇濃度增長率界限值參數(shù)，主要是為了彌補在某些磨損元素即使沒有超過濃度極限值，但是它瞬間升高的狀況下，可能漏報異常磨損的局限。

經(jīng)過系統(tǒng)深入的研究，提出了數(shù)據(jù)的分析模型，并結合直升機、發(fā)動機使用情況，動態(tài)制定臨界值的方法。即利用科學取樣、補油校正、光譜數(shù)據(jù)分析，使用概率方塊圖、線性回歸圖、控制圖評判等方法，結合外場直升機、發(fā)動機出現(xiàn)異常情況，經(jīng)過綜合分析判斷。為了更好的反映直升機實際使用狀況，制定磨損元素濃度臨界值使用修正濃度方法。這是由于直升機飛行過程中，由于滑油消耗，需要及時添加油料，為消除添加油對光譜分析數(shù)據(jù)的影響，根據(jù)洛坦計算公式，對磨損元素濃度值進行修改。采用磨損曲線能很好地掌握發(fā)動機磨損規(guī)律。

對直升機發(fā)動機滑油光譜分析得到12種磨損元素重要程度進行區(qū)分。原則是：磨損元素構成的發(fā)動機摩擦的重要程度、在實際使用過程中容易出現(xiàn)問題的程度。對重要元素與參考元素變化控制是有差別的。對重要元素采用濃度和濃度增長率兩個參數(shù)監(jiān)控，濃度值采用正常、警告、異常三檔，濃度增長率采用正常、異常兩檔。而對參數(shù)元素只采用濃度值（正常、異常）表征數(shù)據(jù)的變化加以控制，體現(xiàn)了對次重要元素的監(jiān)控程度、對發(fā)動機危害程度的考慮，保證監(jiān)控的有效性。

2.1 故障診斷系統(tǒng)

為了很好地形成規(guī)則，對發(fā)動機磨損元素濃度機發(fā)動機狀況主要判斷依據(jù)。這是定性的研究，從深度和濃度增長率變化的定量關系進行發(fā)動機磨損判斷，應用濃度與濃度增長率的模糊綜合評判。規(guī)則的建立基本上按診斷故障的規(guī)律以及系統(tǒng)工作方法將已制定出前提和結論按一定的次序進行組合排列。在這項工作過程中，要特別關注知識庫的完整性和一致性，經(jīng)反復檢驗證明，建立系統(tǒng)工作知識庫。知識庫中規(guī)律大概分為3類：

1）根據(jù)發(fā)動機磨損元素濃度值，大概確定發(fā)動機磨損程度。

2）根據(jù)發(fā)動機及磨損元素異常情況推測發(fā)動機磨損位置。

3）根據(jù)發(fā)動機磨損狀況來確定必須要采補救方法。

2.2 軟件開發(fā)

該軟件具備數(shù)據(jù)分析、結果判斷和措施決斷功能。基于Windows2000以上平臺，數(shù)據(jù)應用軟件外框架可以和中心數(shù)據(jù)庫進行交互，由數(shù)據(jù)庫編程語言編制；其框架部分由C++等編程語言編制。

1）自動從通用數(shù)據(jù)庫調(diào)用所需要數(shù)據(jù)。

2）故障診斷并給出結論和建議。

3）知識庫的編輯和維護。

4）提出在線幫助和必要的解釋。

5）結論輸出打印、存儲。

2.3 磨損碎屑監(jiān)測

直升機、發(fā)動機使用過程中，特別是失效前容易產(chǎn)生較大的磨損顆粒，而由于光譜儀對大于10 um的磨損顆粒檢測有效性差，這使得一些非正常磨損產(chǎn)生的大顆粒金屬碎屑不能通過滑油光譜分析檢測到，由此將不可避免的漏報一些磨損故障。由于磨損碎屑部分被吸附在磁塞或過濾在油濾上，需要建立直升機油濾或磁塞上磨損碎屑檢測方法，并制定相應的檢測標準。

1）研究一套磨損碎屑識別系統(tǒng)。主要包括攝像頭和計算機磨粒圖像識別軟件。通過對磁塞或油濾上磨屑的攝像、掃描，計算機對磨屑邊緣、形狀、尺寸、紋理和結構等進行識別，實現(xiàn)磨屑信息的自動檢測、分類和磨損故障和自動監(jiān)測、診斷。避免人工區(qū)分磨屑的繁瑣和誤差，提高故障診斷的準確性。

2）采用光譜分析法：即結合光譜儀，研制一套快速、方便、實用的磨損碎屑檢測裝置，并制定相應的檢測標準，方便使用。主要磨屑的采集，應用光譜儀輔助大顆粒檢測裝置測定磨屑的成分和半定量的含量，用重要法對磨屑進行定量分析。

3）應用X-射線熒光能譜法。首先是對油濾上的磨屑抽樣，然后檢測其成分和含量，對磨損元素的顯著性程度判別，確定磨損顆粒的來源和磨損嚴重的部件。

3 滑油監(jiān)控預測

開展滑油監(jiān)控所追求的是不斷提高故障診斷的準確率和針對性，盡可能的將漏報和誤報減少到最小。滑油監(jiān)控除結合磨損元素界限值，利用故障診斷的豐富知識和經(jīng)驗外，就是建立各發(fā)動機磨損元素變化勢圖，更清楚掌握發(fā)動機狀態(tài)；針對已有的檢測情況，預測以后的發(fā)展趨勢，為提前采取相應措施創(chuàng)造條件，需要開發(fā)故障預測系統(tǒng)。若某臺發(fā)動機滑油光譜分析結果較高，而通過模型分析預測發(fā)現(xiàn)濃度變化總趨勢較慢，就不應急于預報采取措施以免誤報；同樣，若某臺發(fā)動機滑油光譜分析結果不是很高，而通過模型擬合分析預測發(fā)現(xiàn)濃度變化呈較快的增長趨勢，此時應建議加密取樣；否則有可能在下次正常取樣前發(fā)生故障。磨損元素變化趨勢圖建立的是線性圖和直方圖；磨損元素濃度和濃度增長率預測采用灰色系統(tǒng)法、多項式擬合、冪函數(shù)、線性回歸等方法。

參考文獻

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