航空發動機碰摩故障在線監測和診斷

張波 羅澤明 于相財

摘要：眾所周知，發動機相對一個大型機械來說意味著什么，它的運轉正常與否是一個機械能夠正常運轉的前提。而對于一架飛機來說，一個發動機的作用更是不言而喻。飛機在空中飛行的過程中一旦發現發動機出現故障，如果能夠在第一時間檢測到故障，并且確定故障類型，就可以采取相應的解決措施，這樣是可以在一定程度上控制故障的發展，并且保證飛機的安全。

關鍵詞：發動機故障 在線監測 診斷

前言

在飛機飛行的過程中，發動機的碰摩故障可以說是在發動機氣路故障類型中是一種較為普遍的故障類型，如果能夠掌握到此類故障的在線監測以及診斷的方法，我們就可以在第一時間里找到相應的解決方案，將這個故障解決掉，以此保證飛機內所有人員及事物的安全。下面筆者就來簡單介紹一下航空發動機碰摩故障的在線監測問題。

1.航空發動機碰摩故障的在線監測

目前我們可以看到圖一中顯示的就是發動機碰摩故障的在線監測原理。首先，這是一個十分精密的信號通信系統，它是通過一個航空飛機上特定的一種信號分析處理器進行檢測發動機的碰摩故障是否出現以及出現后對故障的分析與診斷，此套系統的工作原理是屬于靜電感應原理。首先，看到的是信號發生端的發動機在進行運轉。當發動機出現碰摩故障的時候，他就會發出一些細小的帶電顆粒物，而這些顆粒增加將對靜電荷的數量產生影響，從而形成電荷場中的電量出現異常靜電流的情況，這樣通過對整個靜電場中的情況檢測的通信系統上傳到信號處理當中，通過信號的處理與分析最終確定發動機是否出現碰摩故障。而通信系統中，信號的探測是一個傳感器探針，它可以實時的將發動機發出的靜電場內的電量情況發送給信號處理端，傳感器中的電信號通過信號處理系統的去噪，濾波以及放大處理，最終進行信號特征的提取，傳送給信號分析終端進行分析，最終在飛機監控的終端顯示出是否發動機出現異常故障，從而對整個飛機的發動機運轉情況進行全程實時監測，以保證飛機的安全飛行。

圖一

2.碰摩故障的診斷及處理

對于航天發動機的碰摩故障的診斷，首先，我們看到這樣一個圖片，如圖二所示：

圖二

圖片所示的是一個航空發動機在出現碰摩故障的時候所顯示出的靜電信號圖像。而此圖（a）是通過： 計算得出的電荷信號活動率水平。圖a是在連續時間范圍內提取的原始信號圖像。而圖b和圖c則是通過技術處理離散出來的信號圖像，我們可以看到圖a所顯示的是提取的固定時間點的信號值最終提取出較為真實的原始靜電信號圖像。而圖b和圖c是通過信號的疊加或進一步離散所形成的信號圖像，而這樣的信號圖像，看起來更加直觀，更加清晰。我們可以看到圖b的信號圖是通過 計算得出電壓信號均方根值。b圖像顯示出，在0～10S的時候靜電信號出現異常，這說明在這段時間內，發動機對其周圍的靜電場產生了異常的變化，可以判定這樣的在圖像中顯示出的結果是碰摩故障。而圖c中給出的信號圖像就更為清晰了，它是通過信號處理而得出的這樣的圖像，處理的過程比較復雜，在此就不做詳細說明了。

飛機在飛行的過程中，發動機發出的靜電信號會有多種，而對于出現異常的信號時我們應該做好相應的處理措施。以防止出現意外事故，造成不可挽回的損失。首先飛行員要時刻保持清醒的頭腦，當我們遇到了發動機碰摩故障的時候，不要過分的緊張，由于發動機的碰摩故障并非是重大故障，所以，在監測系統檢測到故障信號的時候，飛行員要鎮定。第一，在自己能力范圍內對故障進行處理。如果認為此故障并非是自己能力所及，那么就要對異常情況進行觀察。第二，我們要做的是觀察異常信號出現的頻率，如果在飛行的過程中頻繁的出現異常信號，那么就說明飛機發動機所處的境地是非常危險的。此時需要通報給地面的指揮中心，并且根據情況的嚴重程度，請求地面指示是否要在某地進行迫降處理。當然要將部分信號的圖像及時的傳回地面以保證地面指揮的準確性。第三，如果異常情況出現的頻率并不大，那么就要將此情況做好記錄，在保證完成此次飛行任務后，對發動機進行檢測和查看，找出出現異常現象的原因，并且對異常情況進行維修和檢測處理。第四，無論故障是否排除，都要做好故障記錄，以保證下次飛行的之前作以借鑒。如果故障記錄次數較多，就要考慮是否更換發動機，或對飛機做一次整體監測了。

3.結束語

綜上所述，飛機的飛行是靠發動機給出的動力來進行的，如果發動機出現碰摩故障，就會在一定程度上影響飛機的飛行，而本文通過對航空發動機碰摩故障的分析及判定的問題進行論述，介紹了飛機對于發動機碰摩故障的檢測過程。通過檢測，讓飛行員了解飛機的飛行狀況，并且做出合理的處理方案。只有這樣，飛機發動機的碰摩故障的檢測與判斷才有了自己的實際意義。也只有這樣，飛行員與乘客的生命財產安全才能夠得以保證。

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