飛機故障診斷中飛參的數(shù)據(jù)支持作用研究

胡侃

（東方航空技術有限公司，上海 201202）

引言

針對飛機發(fā)電機振動特征參數(shù)多、故陣特征參數(shù)難以準確識別飛機發(fā)電機健康狀況的現(xiàn)狀，設計了發(fā)電機振動信號實時采樣裝置對飛機發(fā)電機轉(zhuǎn)動時的多種頻域參數(shù)及幅域參數(shù)進行采樣，并引入小波分析計算各頻帶能量值，構建神經(jīng)網(wǎng)絡進行故障判定，選用不同的振動特征參數(shù)組合對檢驗樣本進行驗證以期獲得指向性較好的飛機發(fā)電機故障特征參數(shù)。診斷結(jié)果表明，利用RBF網(wǎng)絡對發(fā)電機故障診斷，采用基于幅值域的特征參數(shù)峭度指標、峰值因子、脈沖指標、裕度指標、歪度和基于頻域的重心頻率、均方根頻率、頻率標準差，再考慮進小波包分頻帶能量值作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入?yún)?shù)指標，可取得良好的診斷準確率。

一、飛機機械故障特征

（一）層次性由于民航飛機機械結(jié)構主要是由各種零部件所組成的，一旦各零部件間運行出現(xiàn)不協(xié)調(diào)或者不規(guī)范，勢必會造成機械故障。機械故障層次性實際上就是在民航飛機發(fā)生故障的時候，根據(jù)其維修難以程度進行劃分，主要分為高層和低層。在高層次機械故障出現(xiàn)的時候，維修難度自然也較大，甚至還需要進行零部件更換。一般來說，高層次故障大多數(shù)是從低層次故障上逐漸延伸的，因此，在診斷故障時，會按照低層次到高層次的順序進行檢查，并通過高層次故障再向低層次推理，從而找到故障來源。

（二）相關性民航飛機的機械結(jié)構十分復雜，由于零部件數(shù)量非常多，而且彼此之間的聯(lián)系非常繁雜，因此，在某單元發(fā)生機械故障的時候，勢必會引發(fā)其他零部件故障。因此，在排查機械故障故障時，確定并排除故障點之后，還需要深入排查周圍零部件，以此保證機械整體性能。

（三）復雜性由于民航飛機機械機構的繁雜性，在某一點發(fā)生故障時，極有可能誘發(fā)其他潛在故障，產(chǎn)生并發(fā)性，從而增加故障診斷的復雜性。因此，在診斷故障的時候，既要診斷發(fā)生的具體位置，還需要詳細排查可能出現(xiàn)的故障點，避免再次出現(xiàn)故障。

二、飛參數(shù)據(jù)在飛機故障診斷中的實際應用

飛參系統(tǒng)主要是指飛機參數(shù)記錄系統(tǒng)，主要包括三個方面，分別是機載采集記錄系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、地面保障系統(tǒng)，從整體角度分析，飛參系統(tǒng)是一項應用在飛機上的監(jiān)測記錄系統(tǒng)，主要是利用飛參記錄器或者飛行數(shù)據(jù)記錄器進行記載。除此之外，飛參記錄系統(tǒng)的傳感器能夠?qū)⒎请娏啃盘柤皶r轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，在應用信號調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)可以及時將數(shù)據(jù)記錄，并且能夠按照幀格式進行編碼，將所有的信號都以數(shù)據(jù)的形式進行展現(xiàn)。此外，在記錄器上鎖記載的飛參信息通過相關的轉(zhuǎn)錄機進行轉(zhuǎn)錄，方便對飛參信息進行分析。機載設備工作狀態(tài)信息只能表征該架飛機的目前狀況或一個時期以來的工作狀態(tài)，如果要對其進行狀況評判、故障預測及使用壽命控制，必須結(jié)合本架飛機的相關維修信息，包括飛機的使用時間、日歷年限、飛行科目、歷史故障等，同時還要結(jié)合其它同類飛機的維修信息和維修經(jīng)驗，只有將大量信息進行融合，才能做出正確、有效的評判。飛機狀態(tài)監(jiān)控及故障預測依據(jù)是當前飛機狀態(tài)與歷史狀態(tài)，尤其是故障發(fā)生前關鍵性能參數(shù)的變化趨勢。因此為了能有效的進行狀態(tài)監(jiān)控和故障預測，需要首先對各系統(tǒng)、設備的故障模式展開描述，為對比分析找到參考依據(jù)，這種描述主要采用基于關鍵性能參數(shù)變化趨勢和關聯(lián)規(guī)則的描述。對故障模式的描述主要來源于兩個方面：一是對故障系統(tǒng)和設備故障時及故障前一定時間段飛參數(shù)據(jù)的變化趨勢；二是航空維修人員維護經(jīng)驗的積累，即對參數(shù)變化趨勢和不同參數(shù)間存在關系的關聯(lián)規(guī)則式的描述。

將飛參數(shù)據(jù)應用到飛機故障診斷中之后，需要根據(jù)實際情況而展開研究與分析。例如：在一次空中縱向漂擺事故征候的時候，飛行員反映飛機用駕駛儀定高保持在2500m高度的時候進行返場，但是發(fā)生了縱向漂擺，到時高度從2500m下降到1200m。假如在飛機上沒有安裝飛參系統(tǒng)，那么在發(fā)生這種情況的時候則無法依據(jù)飛行員的描述進行判斷，也無法及時查清安全隱患。而應用飛參系統(tǒng)可以以動畫的形式進行模擬，可以將飛機的飛行情況進行在現(xiàn)，并且根據(jù)飛參系統(tǒng)可以表明：駕駛儀所存在的定高燈亮無法保持高度故障，并且如果飛機控制系統(tǒng)在操作的時候動作比較猛，則會導致飛機出現(xiàn)縱向飄擺的現(xiàn)象，這一結(jié)論能夠?qū)︼w機系統(tǒng)設計改進提供良好的理論基礎與技術依據(jù)。

結(jié)語

綜上所述，從客觀的角度而言，飛參系統(tǒng)主要是以準確、有效的數(shù)據(jù)為飛機的安全、飛行數(shù)據(jù)評估、飛機事故鑒定以及飛機狀態(tài)分析等提供幫助作用，而隨著我國現(xiàn)代航空技術的不斷發(fā)展與緊蹙，促使飛參系統(tǒng)中所記錄的數(shù)據(jù)也越發(fā)的全面，這使得飛機的飛行與飛機的安全得到了較為有效的基礎保障。此外，飛參不僅僅需要局限于采集數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)等，還需要確保飛參系統(tǒng)可以對所采集的數(shù)據(jù)展開深度的挖掘與處理，將飛參系統(tǒng)開拓成為一項集綜合數(shù)據(jù)處理以及故障診斷系統(tǒng)為一體的新型參數(shù)處理系統(tǒng)，從而為飛機的飛行與飛機的安全提供良好的基礎保障。