飛機機械故障診斷技術及其應用探討

閆永明

北京飛機維修工程有限公司武漢分公司 湖北 武漢 430000

引言

隨著航空技術的發(fā)展，飛機機械系統(tǒng)日趨復雜，人們對飛機安全性提出更高的要求。軍用運輸機具有及時輸送大量作戰(zhàn)人員，實施大規(guī)模空投特點，可有效保障作戰(zhàn)人員與物資供應，成為部隊戰(zhàn)略開進的重要支柱，空中運輸成為決定戰(zhàn)爭勝負的重要因素。目前我國軍用民航飛機保障維修模式不能滿足作戰(zhàn)運輸需求，多采用定時維修方式，浪費大量人力物力。隨著科技的進步，大量有效的檢修技術為飛機完好性提供技術支持。人工智能技術發(fā)展的智能故障診斷系統(tǒng)為故障診斷提供有力技術保障。研究飛機機械故障診斷技術，對促進航空事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1 飛機機械故障診斷技術的意義

飛機是精密的復雜機械設備，普通小型飛機零件有數(shù)萬個。飛機精密性體現(xiàn)在其內在眾多組成系統(tǒng)中，普通飛機必備系統(tǒng)包括冷氣系統(tǒng)等。自動化程度高的設備機械化精密程度高[1]。精密復雜的機械設備出現(xiàn)故障診斷困難。任何機械設備都會在使用后出現(xiàn)各種系統(tǒng)任何微小故障都會引發(fā)災難性后果，飛機機械故障要從數(shù)百萬零件中找出原因，故障診斷技術的研究尤為重要。故障診斷是根據(jù)機器運行狀態(tài)產生的信息判斷發(fā)生故障的可能性，分析故障原因稱為失效分析。機器的正常工作可以為人們創(chuàng)造財富，近年因機電設備發(fā)生故障造成的損失不可估量，其一是直接停產造成經濟損失，其二是維修機器所需要的費用。巨大的經濟損失使工程技術人員尋找解決問題的辦法，故障診斷技術應運而生。

2 飛機機械故障診斷中的常見問題

（1）危險系數(shù)高。民航飛機飛行中易出現(xiàn)零部件故障，需要維修人員及時檢查關鍵設備。排查故障的速度關系到檢修效果，檢修時間越長，乘客面臨的風險也越大。再加上外界環(huán)境的影響，導致飛行危險大大加劇。

（2）診斷效率低。飛機發(fā)生機械故障后，常規(guī)診斷針對的是普通故障，持續(xù)時間短，但常規(guī)診斷遇到復雜故障時效果不明顯。

（3）診斷不及時。飛機零件復雜，工作人員要根據(jù)飛行要求檢查設備[2]。定時診斷方案可以充分排查隱患，但飛機飛行過程中會出現(xiàn)各種危險因素。定時檢查費力費時，監(jiān)測成本高。

3 飛機機械故障診斷技術

飛機故障的診斷對于飛機的安全性有重要意義，飛機的故障主要有兩個方面。第一是老化故障，老化故障是指機械設備或控制系統(tǒng)長期使用發(fā)生的失效，這種失效是緩慢進行的，難于識別。第二是突發(fā)故障，這是飛機飛行時偶發(fā)的局部設備部件失效，這種失效容易識別。

飛機機械故障的診斷方法有多種。故障代碼識別法、專家識別診斷法、神經線路偵測法、數(shù)學的模擬類型法等。

（1）視情診斷。飛機飛行時出現(xiàn)潛藏故障，監(jiān)控系統(tǒng)會及時報警，維修人員應充分利用診斷設備，診斷警報位置是否存在故障。視情診斷主要在飛機飛行時進行，因此維修工作會受環(huán)境影響。維修效果不明顯，在實際操作維修時，具有較高的危險性。

（2）常規(guī)診斷。常規(guī)診斷是常見的方式。在飛機起飛前詳細檢查易發(fā)生機械故障位置，及時采取應對措施。常規(guī)診斷操作簡單。但是，常規(guī)檢查不能深入內部，故對關鍵部位的診斷較差。

（3）定時診斷。定時診斷是傳統(tǒng)的診斷方式。這種方式的關鍵是以預防為主的導向，如果滾輪診斷時限是7天，機場機務人員會根據(jù)實際情況實行有效的維修。定時診斷可對飛機的各單元結構運行狀況實時監(jiān)控，以此控制潛在故障。飛機發(fā)生機械故障有隨機性，但兩者沒有線性關系，且定時診斷需耗費人力物力。為了保證飛機飛行的安全性，可通過延長診斷時間節(jié)省維護成本。

4 飛機機械故障診斷管理

傳統(tǒng)機械故障診斷技術可由機務人員根據(jù)操作指南采取措施排出故障，出現(xiàn)復雜故障難以判斷，需要求救于場外專家，聯(lián)系專家會耽誤解決故障最佳時機。目前我國研究通過人工智能等手段及時解決飛機機械故障。80年代我國首次出現(xiàn)飛機故障診斷專家系統(tǒng)，遠程診斷專家系統(tǒng)快速發(fā)展，遠程診斷專家系統(tǒng)是根據(jù)專家經驗知識特點設計推理機制，可及時獲取專家知識。

（1）健全推理機制。推理機制建立基于現(xiàn)有案例推理原理設立，在系統(tǒng)中檢索相似案例，根據(jù)案例匹配度修改，適配與提出問題相近的案例，具備反向的測試機制。為保證飛機飛行安全，航空公司需要采取措施健全故障推理機制，降低危險性，為應用故障診斷技術做好準備。

（2）建設科學知識庫。知識庫是遠程診斷專家系統(tǒng)重要部分，包括故障維修人員事件記錄，專業(yè)理論等。專業(yè)技術人員收集數(shù)據(jù)后進行分析整理，通過在SQLsevice系統(tǒng)中編目分類建立數(shù)據(jù)庫。建設完善的科學知識庫，便于為工作人員提供理論參考依據(jù)。構建完善的科學知識庫，總結以往故障數(shù)據(jù)，管理人員應定期收集整理原始信息，整理系統(tǒng)的框架，為飛機飛行的安全性奠定理論基礎。

（3）應用遠程診斷系統(tǒng)。飛機出現(xiàn)機械故障時，維修人員根據(jù)經驗排查處理故障。遇到復雜的情況，容易耽誤處理的最佳時機。目前我國正在通過因特網與人工智能等方法完善故障診斷技術。近來網絡的發(fā)展給遠程系統(tǒng)提供了實施的方法，系統(tǒng)中納入了更多的故障處理專家，可縮短排查時間，提高故障診斷的實際操作效率。

5 結束語

總之，為了保證飛機飛行的安全性，要提高機械故障診斷技術的水平。飛機有復雜的機械和電氣系統(tǒng)，專家診斷和故障代碼在飛機的故障檢測中被廣泛應用。隨著社會的進步，飛機的安全性要求不斷提高，視情維修成為飛機維修的必然趨勢，未來飛機機械故障維修中要在故障分析，智能融合診斷等方面深入研究。隨著科技的發(fā)展，更多新技術會被應用于飛機的故障診斷技術中，為航空的安全提供支撐。