杨晓军 陈羽 吴幸星

摘要：研究限时降级放行分析对商用飞机以及航空发动机系统的安全性分析具有重要作用，可为适航当局提供适度超前的技术支持。本文建立了LEAP航空发动机电子控制系统模型，通过蒙特卡洛方法进行限时降级放行分析，分析不同维修策略、控制规律、电子控制系统成熟度。结果表明：严格维修策略可以缩短系统带故障运行的时间，降低系统平均LOTC率，进而提高放行间隔时间；控制规律会影响系统构型，不同系统构型具有不同冗余单元，可通过降低串联单元提高系统可靠性；电子控制系统的成熟度高，长时放行间隔长，系统可靠性高。

关键词：限时降级放行；蒙特卡罗方法；长时放行间隔；影响因素

Keywords：limited time dispatch；Monte Carlo method；long-term release interval；influencing factors

0 引言

全权限数字电子控制（FADEC）系统与传统机械液压式控制方式相比具有发电机性能高、燃油消耗低、维修成本低等优点[1]。FADEC系统的关键回路和重要功能通过增加冗余部件提高系统可靠性和可放行性[2，3]。在冗余部件存在故障时，系统可以带故障运行一段时间[4]，美国联邦航空管理局颁布了规范性文件用于分析限时降级放行（TLD）[5]。目前TLD分析方法主要有三种，分别为时间加权平均法（TWA）、马尔可夫模型法（MM）以及蒙特卡罗（MC）仿真方法。时间加权平均法为计算失效故障率之和，计算精度低；马尔可夫模型法在多故障情况下存在难于求解的问题；基于大数定律的蒙特卡罗仿真方法是分析多故障的主要方法[6，7]。

目前，国内外通过蒙特卡罗仿真方法解决FADEC系统的多故障问题[8，9]，但仍然存在两方面的不足：多数研究模型仅建立简单可靠性模型，并没有针对实际航空发动机电控系统模型进行研究；……