航空发动机气路故障诊断
李长征，雷勇
洒北工业大学动力与能源学院陕西西安710072)
摘要:介绍了航空发动机气路故障诊断基准参数的选取和监测参数偏差的产生方法，探讨了采用故障相
似系数进行气路故障隔离和辨识的方法，并用某型涡扇发动机实测数据验证了该方法的有效性。相似
系数不仅具有明确的物理意义，而目_使得故障诊断系统构造简便，故障模式扩展容易。采用相似系数进
行故障模式隔离不必要求监测参数的个数大于故障模式个数。在隔离故障模式的基础上，进一步辨识
发动机部件性能衰退程度，对气路故障的诊断更为深入。
关键词:航空发动机;故障诊断;气路故障;相似系数
中图分类号:V263. 6文献标识码:A文章编号:1000一8829 (2006) 08一0021一04
FaultD sgnosis of A rcraft Engne Gas Path
L I Chang-zheng, L E I Yong
(School of Engine&Energy,Northwestem PolytechnicalUniversity,Xi'an 710072, China)
Abstract: To analysis the faults of aero-engines, datum points of conditions parameters should be set up，then
residuals should be generated based on those points Methods of choosing the points and generating residuals
are introduced A method of fault isolating and recognizing using fault similarity coefficient ispresented An ex-
ample is also provided to demonstrate the method W ith fault similarity coefficient, the fault diagnosis system is
easy to be constructed and maintenance. It is not necessary b have more measured parameters than faultpat-
terns to i}late faults After i}lating faults, the declination of componentsperfoffnance can be dete}rninate, so
it goes deeply of gas path fault diagnosis
Key words: aero-engine; fault diagnosis; gas path fault; similarity coefficient
发动机故障在飞行故障中占有相当大的比例，是
影响飞行安全的主要因素。应用发动机故障检测诊断
能显著提高发动机运行可靠性，保障飞行安全;降低发
动机服役期的维护费用;节省地而排故和调整试车的
燃油消耗;缩短维修时间;减少备件;缩短飞机再次出
动时间，提高部队战斗力;为维修策略从经验型的定期
维修转变成更科学的视情维修提供技术依据Lm4J
在航空发动机气路故障诊断方而国外有美国Ho-
neywell公司把实际测量的发动机稳态参数换算到标
准的温度和压力条件下与经验模型生成残差。经验模
型是含有发动机风扇转速N，的多项式，可以计算给
收稿日期:2006一03一23
基金项目:西北工业大学青年科技创新基金资助项目
(M 016212)
作者简介:李长征(1978-).男.山东金乡人.讲师.博卜研究
生.主要研究方向为航空发动机故障诊断技术;雷勇(1953-) ,
男.河北南宫人.教授.主要研究方向为计算机辅助试验技术、
故障诊断技术。
定飞行条件(如马赫数、大气压力、大气温度)下期望
的高压转速((NHS，排气温度(TEG)和燃油流量} F} }
模型计算期望值和测量值的比较结果，即残差为
}NH n } TEG n } FF。用残差结合作为模糊推理系统的输
入进行了涡轮部件整体性能衰退的定性诊断分析LzJ
文献}1]采用正常的和带故障的发动机监测参数训练
模糊神经网络，用模糊神经网络判断发动机是否发生
故障。文献f5l分析了发动机的小偏差系数，采用发
动机监测参数的偏差计算部件性能参数的偏差值。
航空发动机是一个复杂的非线性系统，状态监测
参数不仅与大气条件相关，而目_与发动机运转状态密
切相关。在实际的飞行或试车条件下，不同或同一无
故障发动机，同一运转状态下的状态监测参数即便是
换算到标准大气条件下，其数值也不尽相同，所以直接
使用状态监测参数或其换算参数U」进行发动机故障
诊断是很困难的。另外，监测参数偏差的大小不仅反
映了发动机的故障模式，也反映了故障的严重程度;不
同的故障在状态监测参数偏差值的表征上有可能是相
似的，仅采用偏差绝对值大小}z」进行故障隔离也难以作者: bocome 时间: 2011-7-30 22:48:13