飛機機械故障診斷技術及其應用探討

閆永明

北京飛機維修工程有限公司武漢分公司 湖北 武漢 430000

引言

隨著航空技術的發展，飛機機械系統日趨復雜，人們對飛機安全性提出更高的要求。軍用運輸機具有及時輸送大量作戰人員，實施大規模空投特點，可有效保障作戰人員與物資供應，成為部隊戰略開進的重要支柱，空中運輸成為決定戰爭勝負的重要因素。目前我國軍用民航飛機保障維修模式不能滿足作戰運輸需求，多采用定時維修方式，浪費大量人力物力。隨著科技的進步，大量有效的檢修技術為飛機完好性提供技術支持。人工智能技術發展的智能故障診斷系統為故障診斷提供有力技術保障。研究飛機機械故障診斷技術，對促進航空事業發展具有重要意義。

1 飛機機械故障診斷技術的意義

飛機是精密的復雜機械設備，普通小型飛機零件有數萬個。飛機精密性體現在其內在眾多組成系統中，普通飛機必備系統包括冷氣系統等。自動化程度高的設備機械化精密程度高[1]。精密復雜的機械設備出現故障診斷困難。任何機械設備都會在使用后出現各種系統任何微小故障都會引發災難性后果，飛機機械故障要從數百萬零件中找出原因，故障診斷技術的研究尤為重要。故障診斷是根據機器運行狀態產生的信息判斷發生故障的可能性，分析故障原因稱為失效分析。機器的正常工作可以為人們創造財富，近年因機電設備發生故障造成的損失不可估量，其一是直接停產造成經濟損失，其二是維修機器所需要的費用。巨大的經濟損失使工程技術人員尋找解決問題的辦法，故障診斷技術應運而生。

2 飛機機械故障診斷中的常見問題

（1）危險系數高。民航飛機飛行中易出現零部件故障，需要維修人員及時檢查關鍵設備。排查故障的速度關系到檢修效果，檢修時間越長，乘客面臨的風險也越大。再加上外界環境的影響，導致飛行危險大大加劇。

（2）診斷效率低。飛機發生機械故障后，常規診斷針對的是普通故障，持續時間短，但常規診斷遇到復雜故障時效果不明顯。

（3）診斷不及時。飛機零件復雜，工作人員要根據飛行要求檢查設備[2]。定時診斷方案可以充分排查隱患，但飛機飛行過程中會出現各種危險因素。定時檢查費力費時，監測成本高。

3 飛機機械故障診斷技術

飛機故障的診斷對于飛機的安全性有重要意義，飛機的故障主要有兩個方面。第一是老化故障，老化故障是指機械設備或控制系統長期使用發生的失效，這種失效是緩慢進行的，難于識別。第二是突發故障，這是飛機飛行時偶發的局部設備部件失效，這種失效容易識別。

飛機機械故障的診斷方法有多種。故障代碼識別法、專家識別診斷法、神經線路偵測法、數學的模擬類型法等。

（1）視情診斷。飛機飛行時出現潛藏故障，監控系統會及時報警，維修人員應充分利用診斷設備，診斷警報位置是否存在故障。視情診斷主要在飛機飛行時進行，因此維修工作會受環境影響。維修效果不明顯，在實際操作維修時，具有較高的危險性。

（2）常規診斷。常規診斷是常見的方式。在飛機起飛前詳細檢查易發生機械故障位置，及時采取應對措施。常規診斷操作簡單。但是，常規檢查不能深入內部，故對關鍵部位的診斷較差。

（3）定時診斷。定時診斷是傳統的診斷方式。這種方式的關鍵是以預防為主的導向，如果滾輪診斷時限是7天，機場機務人員會根據實際情況實行有效的維修。定時診斷可對飛機的各單元結構運行狀況實時監控，以此控制潛在故障。飛機發生機械故障有隨機性，但兩者沒有線性關系，且定時診斷需耗費人力物力。為了保證飛機飛行的安全性，可通過延長診斷時間節省維護成本。

4 飛機機械故障診斷管理

傳統機械故障診斷技術可由機務人員根據操作指南采取措施排出故障，出現復雜故障難以判斷，需要求救于場外專家，聯系專家會耽誤解決故障最佳時機。目前我國研究通過人工智能等手段及時解決飛機機械故障。80年代我國首次出現飛機故障診斷專家系統，遠程診斷專家系統快速發展，遠程診斷專家系統是根據專家經驗知識特點設計推理機制，可及時獲取專家知識。

（1）健全推理機制。推理機制建立基于現有案例推理原理設立，在系統中檢索相似案例，根據案例匹配度修改，適配與提出問題相近的案例，具備反向的測試機制。為保證飛機飛行安全，航空公司需要采取措施健全故障推理機制，降低危險性，為應用故障診斷技術做好準備。

（2）建設科學知識庫。知識庫是遠程診斷專家系統重要部分，包括故障維修人員事件記錄，專業理論等。專業技術人員收集數據后進行分析整理，通過在SQLsevice系統中編目分類建立數據庫。建設完善的科學知識庫，便于為工作人員提供理論參考依據。構建完善的科學知識庫，總結以往故障數據，管理人員應定期收集整理原始信息，整理系統的框架，為飛機飛行的安全性奠定理論基礎。

（3）應用遠程診斷系統。飛機出現機械故障時，維修人員根據經驗排查處理故障。遇到復雜的情況，容易耽誤處理的最佳時機。目前我國正在通過因特網與人工智能等方法完善故障診斷技術。近來網絡的發展給遠程系統提供了實施的方法，系統中納入了更多的故障處理專家，可縮短排查時間，提高故障診斷的實際操作效率。

5 結束語

總之，為了保證飛機飛行的安全性，要提高機械故障診斷技術的水平。飛機有復雜的機械和電氣系統，專家診斷和故障代碼在飛機的故障檢測中被廣泛應用。隨著社會的進步，飛機的安全性要求不斷提高，視情維修成為飛機維修的必然趨勢，未來飛機機械故障維修中要在故障分析，智能融合診斷等方面深入研究。隨著科技的發展，更多新技術會被應用于飛機的故障診斷技術中，為航空的安全提供支撐。