飛機飛控系統健康管理關鍵技術的探析

范軍華 劉貢平

摘 要：在最近幾年中，我國飛機航空行業的發展速度變得越來越快。采用科學、有效的飛控系統健康管理關鍵技術，能夠對飛機停機維修時間進行有效減少，能夠對維修次數進行有效減少，同時能夠對飛機的飛行安全性進行有效提高，對飛機運營成本進行有效降低。因此，本文對飛機飛控系統健康管理關鍵技術進行深入研究，具有重要意義。

關鍵詞：飛機；飛控系統；健康管理；關鍵技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.200

1 引言

在最近幾年中，我國飛機航空行業的發展速度變得越來越快，因此，航空公司、飛機制造商、社會民眾對飛機的可靠性、飛行安全性、維修保障問題、高效管理問題等給予了越來越高的關注，飛機飛機飛控系統健康管理關鍵技術是非常重要的。采用科學、有效的飛控系統健康管理關鍵技術，能夠對飛機停機維修時間進行有效減少，能夠對維修次數進行有效減少，同時能夠對飛機的飛行安全性進行有效提高，對飛機運營成本進行有效降低。目前越來越多的大型航空制造商紛紛開始廣泛運用大型客機健康管理系統，且已經獲得比較好的使用效果。

2 當前國外飛機健康管理系統的發展狀況

在對航空航天飛行器安全飛行計劃進行制定過程中，美國航空航天局首次提出了飛機健康管理的概念。其中，飛機健康管理，就是指將一些傳感器安裝在飛機飛行器中的重要部位，針對和飛機結構、飛機飛行等有關的信號，采用傳感器對其進行采集，并對其進行妥善處理，將飛機設計安全狀態信息、處理完畢后的實際信息作為主要依據，對某些算法進行充分運用，科學診斷和預測飛機在部分部位中產生的故障，與此同時，還應對地面后勤保障決策流程進行科學制定。為能夠有效監測故障、診斷、準確預測，時后勤保障決策變得更為自動化和智能化，應對集成健康管理系統進行充分利用，應實行管理的統一性。隨著健康管理技術的不斷快速發展，軍用飛行器已不再是健康管理的主要對象，目前，為能夠飛機飛行安全性不斷進行提高，對飛機進行有效維修，對飛機維修成本進行有效降低，各大民用航空也也可以對其進行廣泛使用。

目前大部分國際一流飛機制造商所構建的飛機健康管理系統都是比較完善的，通過對飛機狀態信息進行實時收集，可以將飛機信息進行實時獲取，進而能夠對飛機的健康專題進行及時了解，同時能夠采取有效對策，有效管理飛機使用壽命期限中的健康狀態。目前飛機健康管理系統的發展水平還是比較高的，有利于飛機的經濟性和安全性發展。例如，美軍新一代戰斗機通過運用PHM技術，能夠降低約30%的維修人力，能夠對飛機系統任務完成率、飛機戰備完好率、安全性進行有效提高；在使用Irman系統之后，航空公司所有飛機在1小時飛行中，飛行成本約能夠減少4.5美元，其中飛機預防性維修成本為2美元，飛機航線維修效率提高成本為2.5美元。綜上所述，通過運用飛機健康管理關鍵技術，有助于飛機故障維修效率的不斷提高，有助于飛機故障維修成本的降低。

3 飛機飛控系統健康管理的關鍵技術

3.1 數據采集技術

飛機飛控系統健康管理的重要基礎就是數據采集技術，在采集飛機零件數據信息后，并以此為依據，能夠對飛機故障進行科學預測、診斷，能夠對飛機使用壽命進行科學預測，因此，準確采集飛機零件狀態信息是極為重要的。隨著我國科學技術水平的不斷提高，飛機健康管理系統已廣泛運用不同新型傳感器。起落架系統、液壓系統、動力系統等，均為傳統機載系統，通過在傳統機載系統中安裝傳感器，能夠有效健康飛機飛控系統的健康狀態，由傳感器所采集到的有關飛機健康狀態數據，能夠使飛機健康管理系統要求得到有效滿足。不過，傳感器在監測飛機結構狀態時，飛機健康管理系統要求是無法得到滿足的，在這種背景下，便產生了一些新型傳感器，如遠距無線傳感器、超聲波傳感器、光纖傳感器等，同時能夠通過飛機結構外部，對特定組件的非接觸式傳感器進行監測。

3.2 故障診斷技術

故障診斷技術，就是指運用數據采集技術而采集到的零件數據作為主要依據，對數據融合技術、特征提取技術進行利用，根據過去飛機飛控系統維修案例、電子查詢維修手冊，隔離、定位飛機飛控系統中存在的故障和隱患。通過傳輸、處理飛機機載傳感器所采集到的數據，在將和飛機有關的健康管理信息獲取之后，能夠比較和分析飛機健康管理系統、由飛機設計預先設定的機體結構、飛控系統健康狀態閩值。在和預先設定的飛機健康狀態值比較，如果飛機健康狀態信息監測數據出現偏離時，飛機便會對有關故障診斷信息進行自動生成，同時對狗官人員進行及時響應。

3.3 故障與壽命預測技術

故障預測，就是指將統計作為主要依據的一種預測方法，通過對數據分析方法進行有效運用，由飛機對故障爭端信息進行自動生成，將隱含的信息進行深度挖掘，以有效、科學預測飛機故障。不過，在實際運用中，在獲取重要設備故障注入數據、歷史運行數據時，常常需要花費高價成本，同時以上獲取的數據并不是非常完整、確定的。針對這些問題，在實際對基于統計的故障預測方法進行運用時，其難度還是比較大的。通過對PHM系統內的壽命預測技術進行借鑒，能夠對飛機使用壽命進行有效預測。另外也可以運用壽命消耗監控技術來有效預測飛機使用壽命，對基于電子產品的失效物理模型進行運用，有效監測作應力、環境盈利和，科學計算累計損傷，從而對飛機推剩余壽命進行有效預測。

4 小結

在最近幾年中，我國航空行業的發展速度越來越快，我國飛機作業時間、飛機數量呈逐步上升趨勢，進而飛機維修頻率、維修工作量也隨之不斷提高，對此，為有效降低飛機的維修成本和維修頻率，飛機飛控系統健康管理關鍵技術的運用就變得越來越重要。

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