飛機(jī)機(jī)械故障診斷技術(shù)分析

張羽

摘 要：飛機(jī)器屬于一種空中工況的特殊機(jī)電、機(jī)械設(shè)備，飛機(jī)的安全問題一直是人們普遍關(guān)注的問題，因此，飛機(jī)一旦出現(xiàn)問題就必然是轟動(dòng)世界的大新聞。所以，如何對飛機(jī)的機(jī)械故障進(jìn)行早期的有效診斷對確保飛機(jī)在空中的絕對安全就成了一個(gè)至關(guān)重要的大問題。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)；機(jī)械故障；診斷技術(shù)；推理機(jī)制

引語

撇開機(jī)電不談，單從機(jī)械的角度而言，飛機(jī)是一種較為精密、較為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)備。佐證這一點(diǎn)，似乎比較困難，因?yàn)楹苌儆腥苏嬲M裝過飛機(jī)，或者解剖過飛機(jī)，這里也只能給出一架普通飛機(jī)的零件數(shù)量，或許讀者們可以從其零件的數(shù)量中對于飛機(jī)的復(fù)雜程度得以有個(gè)較為初步的認(rèn)識。普通的一架小型飛機(jī)的零件數(shù)目都在數(shù)萬左右，戰(zhàn)斗機(jī)的零件數(shù)目通常數(shù)以千萬計(jì)。飛機(jī)的精密性與復(fù)雜性體現(xiàn)在其機(jī)內(nèi)的眾多的組成系統(tǒng)之中，一架普通的飛機(jī)必備的系統(tǒng)主要包括液壓系統(tǒng)、冷氣系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、高空系統(tǒng)、機(jī)體機(jī)械機(jī)電系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、防冰系統(tǒng)等。飛機(jī)的復(fù)雜性與精密性由此可見一斑?？梢哉f，功能越完善、自動(dòng)化程度越高的設(shè)備其機(jī)械化的精密程度與復(fù)雜程度也就越高。而越復(fù)雜、越精密的機(jī)械一旦出現(xiàn)問題，可想而知，其故障的精確診斷也就必然越是困難。任何機(jī)械設(shè)備都不可避免地會(huì)在使用一段時(shí)間之后出現(xiàn)各種各樣的故障，故障可能造成機(jī)械設(shè)備的功能降低或者是徹底失去。1986年，美國的挑戰(zhàn)者號航天飛機(jī)就是因?yàn)橐粋€(gè)小小的密封圈的機(jī)械故障導(dǎo)致了四萬升燃料瞬間爆炸，造成了高達(dá)12億美元的直接損失，間接損失無法估量。由此可見，為了保證飛行器的安全，必須系統(tǒng)地診斷故障，在一個(gè)系統(tǒng)之中，一個(gè)小小的故障也可能引發(fā)整個(gè)系統(tǒng)的災(zāi)難性的后果，因此，對于飛行器而言，沒有一萬個(gè)安全，只有萬一一個(gè)不安全，因此，飛機(jī)的機(jī)械故障診斷就是要從飛機(jī)的數(shù)以百萬計(jì)的零部件中找出那一個(gè)萬一來。其困難程度可想而知。

1 飛機(jī)機(jī)械故障簡述

飛機(jī)的機(jī)械故障即指排除了人為因素、操作因素、外界因素之外的飛機(jī)的內(nèi)部零部件在使用過程中引發(fā)的故障。我國目前航班延誤的標(biāo)準(zhǔn)用語即“飛機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障，敬請?jiān)彙?，因此可見，機(jī)械故障的確是一種較為常見的故障，當(dāng)我們遇到因這類故障造成航班延誤時(shí)應(yīng)該暗自慶幸，多虧飛機(jī)的機(jī)械故障診斷人員及時(shí)使用診斷技術(shù)在地面就檢測到了飛機(jī)的“機(jī)械故障”。

鑒于飛機(jī)的復(fù)雜性，因此飛機(jī)的機(jī)械故障也具有復(fù)雜性、系統(tǒng)性、層次性、相關(guān)性。

飛機(jī)的機(jī)械故障的復(fù)雜性不言而喻，在數(shù)以百萬計(jì)的零部件之中，僅憑飛機(jī)的表象診斷以背后的百萬零件的故障其復(fù)雜程度的確非常之高；飛機(jī)故障的系統(tǒng)性即指可能其中的一個(gè)小小的零部件，也許只是其組成部分的百萬分之一也現(xiàn)故障也可能導(dǎo)致整架飛機(jī)的墜毀，這樣的例子，在世界航空史上早已不再罕見，人們也因此而對系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)聞之色變；層次性即指飛機(jī)的機(jī)械故障可以根據(jù)其維修的迫切程度劃分為高層次與低層次，雖然說飛機(jī)存在著系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，但是由于在所有的零部件中，有些的風(fēng)險(xiǎn)程度較高，有些的風(fēng)險(xiǎn)程度較低，因此根據(jù)程度高低將這些零部件分成層次以判斷其故障的嚴(yán)重性；相關(guān)性即指飛機(jī)的任何一種故障都不要簡單地推定其為單純的某一部件的故障，因?yàn)楫a(chǎn)生故障的原因可能是多方面的、多層次的、系統(tǒng)性的，因此，故障診斷過程中最忌諱的就是點(diǎn)到即止，必須深究深層次的原因，以揭示飛機(jī)的真正故障原因。

2 飛機(jī)故障診斷目前的現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段，對于飛機(jī)進(jìn)行故障診斷通常采取下述三種方式進(jìn)行：

首先，就是對飛機(jī)進(jìn)行定時(shí)診斷。定時(shí)診斷既是航空航天行業(yè)的一項(xiàng)傳統(tǒng)故障診斷模式，也是一項(xiàng)必須時(shí)行的常規(guī)診斷模式。這種診斷模式的必要性就在于其以預(yù)防為主的導(dǎo)向。這種導(dǎo)向與飛機(jī)的不怕一萬就怕萬一的徹底安全才是真正的安全理念也是兩相印證的。例如，若飛機(jī)滾輪的診斷時(shí)限為7天，機(jī)場的機(jī)務(wù)人員將會(huì)每隔7天對滾輪進(jìn)行一次故障分析和判斷，然后采取相應(yīng)的維護(hù)措施。定時(shí)診斷可以較好地監(jiān)控飛機(jī)各單元結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀況，進(jìn)而對及時(shí)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)潛在的機(jī)械故障具有一定的作用。但是，根據(jù)現(xiàn)場機(jī)務(wù)人員的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，飛機(jī)機(jī)械故障的發(fā)生具有隨機(jī)性，其發(fā)生率性雖然一定程度上受到定時(shí)診斷的影響，但是他們二者之間并不存在線形關(guān)系，加上定時(shí)診斷需要一定的人力物力才能執(zhí)行，在一定程度在加大了航空公司的運(yùn)營成本，因此，航空公司對定時(shí)診斷并不推崇，但是為了保證飛機(jī)的安全運(yùn)營，只能靠擴(kuò)大定時(shí)診斷的時(shí)間域來節(jié)省這部分開支。

其次，視情診斷。即，當(dāng)飛機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了某種情況或發(fā)出了某種信號時(shí)，由于這樣的情況可能是飛機(jī)潛在機(jī)械故障，則采用狀態(tài)檢測技術(shù)來監(jiān)測這些信號，根據(jù)所檢測的信號來推斷可能發(fā)生的故障并及時(shí)采取措施，防止故障后果產(chǎn)生。視情診斷由于其診斷根據(jù)來自于故障發(fā)出的直接信號，因此，相對于定時(shí)診斷來說，其診斷結(jié)果具有客觀性和準(zhǔn)確性，但是，由于視情診斷往往是出于飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，而在這樣的情況下，機(jī)務(wù)人員很難采取措施來維修機(jī)械故障，這威脅著飛機(jī)的安全運(yùn)行。因此不難看出，視情診斷雖然具有準(zhǔn)確性和客觀性，但是由于其發(fā)生的時(shí)間和空間的特殊性，視情診斷對故障維護(hù)效用不大，所以視情診斷在實(shí)際的操作中具有危險(xiǎn)性和緊急性。

最后，常規(guī)診斷。常規(guī)診斷也是一種傳統(tǒng)的故障診斷方式，它主要是根據(jù)飛機(jī)運(yùn)行航次來進(jìn)行，一般情況下，飛機(jī)在著陸后和起飛前，機(jī)場的機(jī)務(wù)人員都會(huì)對飛機(jī)進(jìn)行整體的常規(guī)檢查和故障診斷，特別是一些會(huì)出現(xiàn)問題的部位，若發(fā)現(xiàn)異常情況將采取相應(yīng)措施以防后果產(chǎn)生，常規(guī)診斷具有省時(shí)省力的特性，簡便易操作。

3 Web環(huán)境下的飛機(jī)診斷技術(shù)發(fā)展

目前我國正在研究通過Internet和人工智能等手段來實(shí)現(xiàn)及時(shí)、準(zhǔn)確的解決飛機(jī)的機(jī)械診斷技術(shù)。遠(yuǎn)程診斷專家系統(tǒng)：20世紀(jì)80年代，我國首次出現(xiàn)了飛機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)，但是由于響應(yīng)速度太慢（12min左右）缺乏實(shí)用性而未能得到推廣。

3.1 知識庫

知識庫是遠(yuǎn)程診斷專家系統(tǒng)中最為重要的部分，其主要包含了機(jī)務(wù)人員、故障維修技術(shù)人員以及領(lǐng)域?qū)＜业氖录涗?、操作?jīng)驗(yàn)和專業(yè)理論等。專業(yè)技術(shù)人員將收集到的上述的數(shù)據(jù)后，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、加工、整理后，使之系統(tǒng)化并將其架構(gòu)。

3.2 推理機(jī)制

從多個(gè)相似案例中適配出與所提問題最為相近的，然后得出相應(yīng)解釋和有效性測算，同時(shí)也具備了反向的測試機(jī)制，由其最終來判斷所提方案的有效性。

4 結(jié)束語

飛機(jī)機(jī)械故障的診斷技術(shù)正如其故障一樣，具有一定的復(fù)雜性和綜合性，現(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)發(fā)展雖然對及時(shí)、準(zhǔn)確、快速地診斷飛機(jī)機(jī)械故障有一定的促進(jìn)作用，但解決故障診斷難的關(guān)鍵點(diǎn)仍然是從業(yè)人員的知識和經(jīng)驗(yàn)，所以，為了最大限度地保障飛機(jī)的運(yùn)行安全，廣大的從業(yè)人員仍需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，進(jìn)一步完善和提高自己的職業(yè)技能。

參考文獻(xiàn)

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