景晓旭

摘要：航空发动机在运行过程中难免会发生故障，想要第一时间迅速了解故障起因，进行维修，掌握航空发动机常见的故障诊断技术是维持发动机正常运行的重要一环。航空发动机故障诊断技术是实现航空发动机视情维修的重要一环，它是航空发动机设计、生产、使用和维护过程中的“指挥先锋”。本文将在航空发动机故障诊断的必要性、航空发动机的故障类型、以及航空发动机在发生故障时如何进行诊断进行深入探讨。在以上几点的基础上，创新航空发动机的诊断技术，展望航空发动机诊断技术在未来的使用中的重要发展前景。

关键词：航空发动机;故障诊断;技术分析;实施方法

0  引言

航空发动机一般都会有发动机状态监控与故障诊断两大售后服务机构，这不仅保障了随时随地发现故障，还能快速有效地诊斷故障类型。对发动机工作运行时的各种参数实时监测，在结合各部件工作运行时的发展趋势做出有价值的判断，简单来说，就是对航空发动机发生故障时做出诊断结论，或预报即将可能会发生的故障，来保证及时制定合理的维修技术内容，从而有效保证飞行安全，提高经济效益。

1  航空发动机故障诊断的意义

航空事业的发展不仅与我国国防战略息息相关，一定程度上还承载着数以万计的乘客的安全，航空事业发展处于世界前沿，既能展现我国的综合国力，又能体现我国的大国重器、大国威望。航空领域中，发动机系统是整个飞行系统的核心，只有保障了发动机系统正常的运行，才能使飞行过程安全有保障。由此一来，航空发动机故障诊断是航空事业发展中必不可少的环节。

另外，航空发动机故障诊断技术第一时间找准发动机发生故障的部位，并且根据实际情况判断发动机故障的严重程度，这种高效率的故障排查诊断技术极大的保证了飞行安全，同时，又有效减少了发生故障时，所需要的人力、物力、财力的消耗，缩短了飞行系统停运时间，大大提高飞行器的利用率。另一方面，航空发动机故障诊断技术又可以实现前沿的飞行维修技术理念，创造先进的维修技术的基础条件。重视航空发动机故障诊断技术，就是掌握了飞行器安全驾驶，保证乘客人身安全的法宝，因此，深入探索航空发动机故障诊断技术，于国于民都意义重大。

2  航空发动机常见的故障类型

一般来说，航空发动机的故障发生类型比较复杂多变，其中常见的发动机故障类型有性能故障、结构抗压能力破损故障、附件故障以及系统数据故障等。经调查发现，我国航空发动机故障发生情况如下：发动机性能故障占比15%-25%，结构抗压能力破损故障占比65%-80%，附件故障及系统数据故障均占比5%-10%。

发动机性能故障主要表现在发动机内部的叶片断裂故障、涡旋轮破裂、包容失效等，原因在于发动机材料经长期使用已经承受不住外界对部分零部件的施压和荷载了，由此引发的一系列发动机性能故障;结构抗压能力故障主要表现在年久失修导致抗压系统老化、风雨腐蚀引发的抗压系统的隐形故障;附件及系统数据故障主要表现在工作系统瘫痪、附件传送机构失灵等方面。以上大部分故障来源于材料的不稳定性，要想快速找到问题所在，迅速解决问题，首先要从发动机的新型概念、新型技术、新型材料入手。要将航空燃气涡轮发动机在地面内燃机和弹用内燃机方面的应用概况了如指掌，才有助于进一步探索航空发动机的常见故障类型。

3  航空发动机故障诊断的技术的具体实施方法

航空发动机故障诊断技术归根结底服务于飞行器本身，技术人员根据不同的机型，不同的诊断目的，不同的诊断要求，采用不同类型的技术诊断人员和设备，采取不同的诊断方法和应对措施，对各种发动机“对症下药”的进行诊断。以下是航空发动机常见的故障诊断技术所采用的具体的不同方法。

3.1 表层简易诊断方法

表层简易诊断主要针对的是较轻的发动机故障类型，是指在航空发动机运行过程中，对发动机进行初步的诊断与判断，有助于飞行员能够准确地掌握飞行器的运行状态，在出现个别状况时能迅速发现问题所在。建议的诊断一般是检测发动机当中某一个特定的零部件，检验其特征参数是否正常，其飞行状态是否正常，如果测量结果在指定的参数范围内，则发动机系统测定为正常运行。如果对航空发动机连续进行简易的表层测定和定时监测，就可以轻松地获得发动机运营趋势规律，以此数据可以做出相应的故障预测，必要时还要语音预报。总体而言，简易诊断方法优势在于仪器简单，便于操作，对监测员的技术要求不高，只能作为一种初步检测方法，但更加深入的检测方法还要取决于以下几点。

3.2 发动机模型故障诊断方法

发动机在建造组装之前都会利用模型进行性能测试，除了大小不同以外，在结构、性能、工作原理、零件组装上都完全相同，因此，利用发动机模型进行故障的诊断排查，能够快速找到问题所在，直接对实体发动机进行修缮。同时，这种诊断方法又称为理论知识诊断法。这种方法相对于表层简易诊断法更加精确，深度更强。它不仅可以解决理论知识层面的问题，又能解决实践操作的瓶颈，因此，此种方法受到许多高校的深入探索。

发动机模型故障诊断法优势在于能够根据模型的运营状况来预知实体发动机未来使用过程中会发生的未知故障，不需要经验和历史案例。但任何事情都有两面性，其不足之处在于模型的系统仿真效能复杂庞大，诊断速度上相较于简易诊断法较慢，必须严格要求诊断精度，诊断过程中会有所困难。因此，发动机模型故障诊断法是国内外都趋之若鹜的研究热点。

3.3 信号处理故障诊断方法

信号处理故障诊断法是发动机故障诊断领域应用较早的方法之一。信号分析法重点利用了时间值、频率值、振幅值、时频值等切入点，进行故障诊断分析。信号处理故障诊断法的主要类型包括波峰系数、相关分析法、信号同步分析法、峰值熵谱法、脉络分析法、自回归谱分析法、小波分析法、参数分析法等，其中，信号同步分析法是其他诊断方法的基础前提。

3.4 物理化学诊断方法

物理化学诊断法，简单来说，就是通过伴随出现的各种物理化学现象，直接对航空发动机进行相应的故障诊断。此种方法主要利用了物理现象中的振电磁波、声现象、光原理、热学原理、射线、电学等知识，还利用了化学现象中的各种化学反应等多种手段，观察检测航空发动机的运行规律和特征。这种方法形象快速，但也是只能检测一小部分的故障。

4  结论

一五计划以后，我国航空发动机故障诊断技术不断更新和发展。如今，航空发动机诊断技术已经集数学、物理、化学、电子技术、互联网技术、人工智能技术于一体，成为一门新兴的实用型交叉学科。调查显示，航空发动机故障诊断技术生命力非常顽强，具有广阔的发展前景。与此同时，计算机网络技术、信息同步技术、信号处理技术、物理科学发展技术，以及其他有关学科发展日益壮大，航空发动机故障诊断技术将会在这些先进学科的带领下不断完善自身的功能，力求在提高诊断精度和实时性的基础上降低误诊概率：现如今最可行的办法就是准确掌握目前拥有的诊断技术，如气路分析、振动监视、滑油监视等技术相互结合，取长补短，共同为航空发动机故障诊断做出综合的判断，提高诊断精度，发展高可靠性、高智能化、高开放性以及与发动机融为一体的新型诊断技术。在将来航空发动机诊断技术的发展中，一定会全力利用当代发展前沿的各大研究成果，巧妙地应用于航空发动机故障诊断技术当中，让航空发动机性能更加优良，在保证飞行器安全飞行的同时，保证乘客的人身安全，提高经济效益。

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