對飛機發動機監控技術及其發展趨勢的分析

方明

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，沈陽 110043）

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對飛機發動機監控技術及其發展趨勢的分析

方明

（沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，沈陽 110043）

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

飛機發動機；工作狀態監控；振動監控；滑油監控；氣路參數分析

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

1　對飛機發動機的工作狀態監控

對飛機發動機實施狀態監控的實質就是從飛機發動機中讀取熱力參數，包括：溫度、壓力、轉子轉速、燃油流量等數值，并將這些數值轉換為標準狀態下的數值，與發動機生產廠家所給的標準性能參數進行對比，查看偏差數額以及偏差數額的變化趨勢，以此對飛機發動機的健康情況進行判斷與分析，實現對飛機發動機的全方位監控。

而在實際工作中，對飛機發動機的工作狀態監控主要包括對飛機發動機工作參數、飛機發動機各項系統工作狀況的顯示及相應的警告信息。而顯示出的飛機發動機工作參數，又分為主要參數與次要參數兩種。其中主要工作參數有：轉動、發動機壓力比、排氣溫度、燃油流量；次要參數有：滑油量、滑油壓力、溫度。可以說這種工作參數的顯示，不僅能夠幫助駕駛員對飛機發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動機的工作健康情況與運轉情況，還能夠及時發現故障，解決故障，為飛機發動機的安全工作提供有利的依據。

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

2　對飛機發動機的振動監控

由盤、軸、葉片等零部件組裝而成的渦輪發動機轉子，其在生產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子，也不能達到完全的平衡，而這種不平衡就會在旋轉過程中，產生振動。一般來講，飛機發動機的生產廠家對轉子所產生的不平衡都有一個規定參數設置，只有低于此規定參數以內的方可出廠投入使用。但是在實際工作中，由于飛機發動機隨著工作時間的推移會產生磨損與損傷，而引發轉子振動。因此，在飛機上普遍裝有發動機的振動監控系統，一旦發現問題也能夠及時發出警告信息，告知駕駛人員采取應急措施，也只有如此才能夠對飛機發動機的振動情況實施全面監控。目前飛機發動機的振動監控系統，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動機上，能夠感受到飛機發動機振動的位置，如：發動機的軸承支撐座、發動機渦輪機的機匣、發動機風扇機匣等，振動信息傳感器。

3　對飛機渦輪發動機的滑油監控

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

4　對飛機發動機氣路參數的分析

在實際監控中，我們主要利用計算機完成對飛機發動機氣路參數的分析。而需要記錄和分析的氣路參數主要包括：飛機發動機轉子的轉速、飛機發動機的排氣溫度、飛機發動機的壓比、飛機發動機的燃油流量、飛機發動機的振動值、飛機發動機的滑油溫度、飛機發動機的壓力、飛機發動機的滑油量、飛機發動機的引氣狀態，飛機發動機的維修情況等內容。此外，在進行數據處理時，還需要對一些和飛行相關的參數進行記錄與分析，如：大氣溫度、大氣壓力、飛機的飛行高度、飛機的飛行速度、飛機的飛行狀態等。可以說這些參數記錄的準確程度會對分析結果的好壞產生直接的影響。所以，要做好飛機氣路參數以及相關參數的記錄工作，以此嚴格控制數據信息的精確度。

在實際工作中，對氣路參數相關數據的記錄與輸入方式，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要記錄的參數傳遞給地面的監控人員，由監控人員將實際數據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，進而會影響數據的后期分析結果；另一種是由飛機的數據記錄儀或者是數字式飛行數據獲取裝置進行數據的自動記錄與輸入，并將這些數據轉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確的數據參數，還能夠提高后期數據分析結果的準確度。因此，在將來的發展中，隨著科學技術的不斷發展，科學水平的不斷提高，利用現代化通信設備為主導的，對數據實施自動記錄與輸入，并直接從飛機上發送到地面的計算機控制中心勢必是監控技術研究與不斷完善的重點，也只有如此，才能夠進一步實現對飛機發動機的實時監控與跟蹤。

5　對飛機發動機監控技術發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控領域已經取得了長足的發展，且更多的本土飛機發動機制造廠商為飛機的發動機監控提供了軟件與系統支持，但是隨著我國航空制造業和大飛機項目的不斷發展。飛機發動機監控技術仍有待提高，從而適應我國航空業的飛速發展，而在未來幾年中，筆者認為應該注重關注與開展以下幾項工作：

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

第二，完善多飛行數據源的應用。在飛機發動機監控系統中，無論是實施任何一項監控技術，其對數據信息的要求都具有統一性與一致性，也就是要求數據的記錄與分析必須具備一定的規范性，也正因如此，要想更好的做到對飛機整體安全的實時監控，就應該加強對多飛機數據源的收集、分析、研究，并將這些數據與信息技術相融合，解決數據冗余問題，進一步提高飛機安全的實時監控效果。

6　結語

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

［1］ 海雯炯，張家峰，趙樹峰.基于飛參數據的發動機狀態監控方法研究［J］.裝備制造技術，2006，（03）：50-52.

［2］王宇波，李學仁，陳學江.飛機發動機狀態監控研究［J］.燃氣渦輪試驗與研究，2001，（03）：175.

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1674-8646（2016）01-0140-02

2015-12-13