航空发动机研制中量化评估方法探索

本文参考国内外重大项目研制中所采取的先进的、科学的量化评估方法,对在航空发动机研制中采用量化评估方法进行了探索,对用于航空发动机的技术成熟度定义、可行性量化评估方法、风险量化评估方法均进行了较为详细的描述,每种方法均给出了实例。     

航空发动机技术成熟度评价方法应用研究

为提升中国航空发动机研制项目中技术风险的管控能力,支撑项目决策,根据中国航空发动机研制特点,结合国外技术成熟度评价的成功经验,提出了1套适用于中国航空发动机研制的技术成熟度评价方法,重点针对航空发动机全生命研制周期内的技术成熟度等级控制要求、关键技术元素的识别方法、技术成熟度等级评价标准、技术成熟度评价工具等方面进行了介绍。通过选取典型项目作为试点进行验证,证明该方法有效、可行,能够实现项中技术风险的识别与管控,为中国航空发动机研制中技术成熟度评价方法的应用提供借鉴。     

航空发动机技术成熟度评价方法研究

技术成熟度评价是控制新型航空发动机研制中技术风险的有效途径,在国外航空发动机研制、技术发展中得到广泛应用。本文介绍了美国国防部成熟度评价方法和国外航空发动机技术成熟度评价的现状,提出了开展航空发动机技术成熟度评价的设想和初步的评价方法,并以虚拟的高压压气机技术验证项目为例进行了技术成熟度模拟评价。     

基于信息熵-模糊理论的航空发动机性能评估

航空发动机性能评估可以分析发动机健康状况,预测潜在故障。传统评估方法主要通过计算发动机排气温度和燃油流量的变化进行评价,该方法反映的发动机特征信息不够全面。运用信息熵理论和模糊数学理论,通过对某型发动机典型故障进行故障树分析,计算故障征兆及原因的信息熵权值,建立了一个多参数的发动机性能评估模型,并对发动机各类故障原因对整体性能的影响进行定量分析,从而为发动机可靠性控制提供量化参考指标。     

融合静电信号和气路参数的发动机性能评估方法

为了研究静电监测技术对航空发动机的监测效果,开展了航空涡喷发动机静电监测台架实验,获得了140个完整试车阶段的静电信号数据。针对发动机传统气路性能评估方法的信息源有限的问题,提出了一种融合静电信号和气路参数的发动机性能评估流程和方法,进一步采用了基于逻辑回归模型的评估算法对发动机的综合性能进行量化评估,通过融合试车实验的静电数据和性能参数,对发动机的健康状态评价方法进行研究。结果表明:当健康值为0.9以上可以认为发动机为健康状态,当健康值小于0.3时可以认为发动机已经发生了较为严重的退化,所提出的融合评估方法要优于传统的性能参数评估方法,能够提前预警气路性能严重退化。     

基于SB的民用航空发动机产品成熟度分析方法研究

从各发动机制造商颁发的SB的数据分析入手,以工程管理的视角,建立了一套统一对比和评价不同产品成熟度的分析方法。该方法通过对4家发动机制造商的6款产品逐一分析、对比,在评估每个产品成熟度和产品特性的同时,对发动机制造商在设计、制造及其综合管理等方面存在较大问题的产品进行了深入的剖析。本文提供的评价方法和分析结果对于发动机选型决策、产品使用风险预测和人力资源安排优化等均有重要的参考价值,该分析方法不仅适用于航空发动机产品,还适用于其他类似产品的成熟度分析。     

基于模糊积分的航空发动机MTBF动态评估方法

针对传统评估方法无法解决航空发动机可靠性评估的滞后问题,采用模糊积分方法建立航空发动机动态可靠性评估模型.引入故障强度因子,建立降半正态型分布的故障强度因子函数表示故障纠正过程.通过故障强度因子得到模糊密度,采用Choquet模糊积分方法融合发动机各阶段可靠性指标,解决了航空发动机可靠性指标的动态评估问题.对在研的某小型涡扇发动机进行了应用研究,结果表明采用Choquet模糊积分数据融合方法进行动态评估能考虑到不同阶段故障数据的重要性,对发动机当前的可靠性水平能给予更加科学的评价.      

基于主成分分析的航空发动机性能综合评估

引入主成分、相关系数矩阵、主成分贡献率及累计贡献率等概念,得出影响航空发动机性能的各个主成分,采用基于主成分分析的综合评估方法对发动机性能进行评估。与单参数性能评估方法相比,多参数性能综合评估方法更加客观有效,在对发动机进行性能评估时大大减少了出错的概率,并指出航空发动机多参数性能综合评估在工程应用的局限。     

航空发动机客户需求与技术措施重要度量化评估应用研究

现有的民用航空发动机客户需求重要度的量化评估方法不符合民用航空发展稳中求进的需要。采用Kano 模型和质量功能展开（QFD）方法，提出一种客户需求技术措施重要度量化评估改进算法与技术措施重要度量化评估方法，增加客户需求重要度调整系数中基本型需求的比重，将客户需求进行重要度量化评估并转化为可量化的发动机产品和服务的技术措施，完成技术措施的优先级排序；给出民用航空发动机运行支持体系、换发设备开发的应用案例。结果表明：客户需求重要度量化评估改进算法与技术措施重要度量化评估方法能够在发动机产品和服务研制过程中更加科学有效地进行资源分配与决策，提升产品市场竞争力。     

考虑性能退化的航空发动机故障诊断量化评估

航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点,为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性,对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。本文从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退化状态下航空发动机的滑动窗口模型进行解耦处理。从故障可检测及可隔离两个方面对故障的可诊断性进行量化评估,以巴氏距离为量化标准,将量化评估问题转换为多元分布概率距离求解问题。同时,从故障空间的角度对故障可隔离性进行定义,剥离了参考故障模式的影响,将可隔离性转化为故障空间中故障模式的固有属性,并给出航空发动机故障可检测及可隔离的判据。仿真实验证明,本文所提出的方法可以在发动机性能退化条件下对控制系统传感器、执行机构故障以及发动机气路部件故障进行可诊断性量化评估。     

航空发动机最低放行寿命评定研究

为实现军用航空发动机的寿命控制和管理,基于现代航空发动机效费分析的基本理念,主要研究了单元体/大部件寿命控制模式下军用航空发动机最低放行寿命(MISSL)的确定方法。基于发动机使用安全性、使用经济性、使用性能衰减等因素的综合分析考虑,建立了航空发动机最低放行寿命评价指标体系层次分析模型,确定了各层次指标权重系数,应用灰色综合评判方法,建立了航空发动机最低放行寿命综合评判模型。结合某型涡扇发动机寿命控制的工程实际,综合评定了其最低放行寿命,得出了国内该型发动机最低放行寿命为400小时的结论。     

TCP/IP技术在CompactRIO系统中的应用

针对外场发动机测试过程中存在的问题,采用美国NI公司的CompactRIO设计了一款航空发动机地面测试系统,介绍了该系统的软、硬件设计。针对嵌入式系统中,利用网络接口,可以实现数据的快速传输。重点研究了TCP/IP技术在该测试系统中的实现。通过现场测试,取得了良好的效果。     

基于GJB5000A的型号软件设计过程的研究与实践

结合软件项目在GJB5000A三级的实践过程,针对软件开发过程中发现的问题,分析了型号软件项目研发的特点,总结出基于技术成熟度的软件工程化的实践方法,适用于型号软件工程化的普及和推广。在进行软件设计迭代时,每一次迭代实际上是技术成熟度的提升。对贯标项目如何达到GJB5000A的改进目的进行了探讨。     

航空电子产品工艺成熟度评价方法研究

针对航空电子产品没有系统的工艺成熟度评价途径的问题,提出了一种三个维度的工艺成熟度评价模型,将工艺成熟度分为工艺过程域、能力域和条件域,初步形成了对工艺成熟度进行综合评价的方法,通过对各个要素进行综合评判,获得科学合理的产品工艺成熟度评价等级,并制定工艺技术改进和提升计划。     

航空发动机的一种Volterra级数非线性动态模型

研究航空发动机的非线性动态模型的建立问题。利用Volterra级数对航空发动机的动态过程进行描述,建立非线性模型,提出了模型的辨识算法。利用某型涡扇发动机的动态仿真,进行了发动机Volterra模型辨识及验证。结果表明,Volterra模型可以描述发动机从慢车与最大间的动态过程。      

基于Kolmogorov熵的转子—机匣系统故障诊断研究

提出了基于Kolmogorov熵的航空发动机转子—机匣系统状态识别和故障诊断新方法。应用关联积分算法,基于实测的航空发动机机匣振动时间序列求解了转子—机匣系统不同工作状态和故障状态的Kolmogorov熵;基于Kolmogorov熵,对航空发动机转子—机匣系统进行了状态识别和故障诊断。研究结果表明,该法具有较高的状态识别和故障诊断能力。     

航空发动机排气系统数值模拟技术的初步研究

通过对我国航空发动机排气系统数值模拟技术研究的回顾与分析，以正在开发的排气系统气动热力分析软件包为基础，初步分析了航空发动机排气系统数值模拟技术研究的基本思路、主要模块和数据流程，并针对工程设计的实际需要，对航空发动机排气系统数值模拟技术的研究提出了建议。     

航空发动机鼓筒零件内腔尺寸的测量与评价

主要介绍应用三坐标扫描功能对航空发动机某鼓筒零件内腔尺寸进行扫描测量并将数据导入到CAD软件中实现图形化处理,进行测量结果的评价方法。     

一种改进的航空发动机转静件碰摩故障诊断方法

针对航空发动机碰摩故障的实际情况,分析了各种诊断方法的应用局限性,引入并改进适用于航空发动机碰摩诊断的基于SVD(奇异值分解)的碰摩特征提取方法:提出利用数据边界延拓来消除边界振荡,以此发展了适合短时间序列和长时间序列的奇异值分解处理方法,并探讨了简便实用的奇异值选择方法.并在某航空发动机故障信号的检测中,取得了良好的效果.