飞参趋势分析方法在直升机日常维护中的应用.pdf
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1、总 第 期年第 期直 升 机 技 术 .收稿日期:作者简介:李金声()男广西北流人硕士研究生工程师 文章编号:()飞参趋势分析方法在直升机日常维护中的应用李金声苏 辉吴根才宋林清周 伟(.中国直升机设计研究所江西 景德镇.某部队福建 泉州)摘 要提出了一种实用的飞参趋势分析方法有效弥补传统的直升机飞参判读方法缺乏故障趋势预测的不足 详细介绍了如何运用趋势分析方法来分析最能代表直升机安全状态的 类关键参数的趋势变化情况根据趋势变化情况来确定对应的直升机维护思路并进行了实证应用有力证明了飞参趋势分析方法在直升机日常维护中可以发挥重要的作用关键词 直升机飞参趋势分析预测预防中图分类号:.文献标志码:
2、(.).引言当前飞行参数分析已成为直升机状态监控的必需手段为飞行安全提供了关键保障 根据飞行保障经验和典型故障分析故障的发生有其量变到质变的演化趋势 目前飞参在直升机日常维护中遵循传统的一般性判读原则只能针对质的变化做出事后的判断和维护注重横向分析即参数之间的联系分析不注重纵向分析即同一参数的历史变化分析 因此传统方法很难提前发现和判断数据是否会即将发生质变从而针对性地做出提前的维护使直升机的状态重新回到优点 目前还缺乏飞 年第 期李金声苏 辉吴根才等:飞参趋势分析方法在直升机日常维护中的应用参数据趋势演化分析的工作方法和成熟智能的软硬件及判据一般性判读法工作滞后、维护成本高、对海量直升机参数
3、利用不充分而直升机参数趋势分析法恰好可以补强其不足通过对同一参数的历史变化分析提前预测数据发生质变的时间做出提前维护使直升机恢复到最佳状态鉴于此本文研究在参数未发生质变时通过使用容易实现的数据分析手段对关键参数量变情况进行趋势监测分析提前发现并排除安全隐患预防可能发生的质变以最低成本提升直升机的完好率飞参趋势分析方法可以在直升机日常维护中发挥重要的作用 趋势形成方法.数学方法趋势分析的数学方法主要有两种:极值分析法和均值分析法这两种方法各有优缺点极值分析法的优点是数据选取简单数据表现力强 极值直接选取某一场次或某一时段的最大值及最小值按时间顺序制成趋势图可以直观显示直升机的“极限”情况最大值及
4、最小值的趋势演化极值分析法的缺点是极值数据会因为直升机执行任务和动作的不同、环境影响的不同、操作员的不同而产生很大的不可预料的差异性对于要求稳定在一定范围内的参数而言尤其如此但对于要求越小越好的参数而言则另当别论均值分析法的优点是使用的数据量大一个均值数据就可以真实反映直升机一个时间段内平稳飞行状态下的量值水平 多个场次的均值数据生成趋势图则可以真实反映直升机某个部件运行性能的变化情况并可以推测超限时间以此作为需要进行深度维护的依据尽快对该系统部件进行深度检查和保养避免超限使用和发生故障 均值分析法的缺点是数据选取复杂工作量大需要一定的飞参判读基础和熟练度 均值需要在常见的飞行重量、常在的飞行
5、高度、常用的飞行速度、一般的平飞姿态、一定的稳定飞行时间下进行选取.参数选择航电系统记录和显示了直升机海量的飞行参数 实践经验表明在成熟的趋势分析软硬件及判据应用之前通过海量参数综合评估飞机状态是不现实的不能适应密集作战和训练需求 因此我们可以选取一定数量的影响飞行安全涉及关键部件理论上应该稳定在一定范围内或尽可能小的关键参数 对这部分数据进行采集记录和趋势演化分析就可以结合目前的飞参软件功能和人力物力现实情况实现对直升机安全状态的快速有效评估影响飞行安全涉及关键部件理论上应该稳定在一定范围内或尽可能小的关键参数有 类:旋翼转速 发动机燃气涡轮转速 发动机动力涡轮转速 发动机涡轮间温度 发动机
6、滑油温度 发动机滑油压力 液压压力 主减速器滑油压力 主减速器滑油温度 中间减速器滑油温度 尾减速器滑油温度 燃油压力 旋翼转速频率下振动量值 旋翼一阶通过频率下振动量值 尾桨转速频率下振动量值 尾桨一阶通过频率下振动量值 尾传动轴水平轴转速频率下振动量值 尾传动轴斜轴转速频率下振动量值根据实践经验及趋势分析要求我们选取的飞行区间参数值一般处于绿区范围内 如接近绿区边缘或更严重则其飞行区间大概率进入黄区或红区在事件发生时刻已经受到关注并做出处理数据一般重新恢复正常 本文正是基于“一般使用未发生质变的参数”这个前提通过对其量变进行分析监测来预测及预防质变的发生.数学方法选用.节选取的 类参数中影
7、响飞行安全涉及关键部件理论上应该稳定在一定范围内的有 类飞参关键参数:均值分析法能够更真实地反映直升机的状态变化影响飞行安全涉及关键部件理论上应该尽可能小的有 类振动关键参数:极值分析法更能反映直升机的振动水平变化综上 类飞参关键参数适用于均值分析法类振动关键参数适用于极值分析法.趋势图表选择常用的表示趋势的图表主要有数据报表、柱状图、面积图、瀑布图、散点图、折线图等 根据统计学原理折线图非常便于体现事物随时间或其他有序类别而变化的趋势可以最直观地反映飞参数据的场次变化趋势 而折线图的不足是折线数量不能过多否则会导致图表可读性差而优选的 类关键参数大部分数据量级不相近只有少部分数据量级相近可以
8、选择多个折线图进行表达 因此折线图直 升 机 技 术总第 期优选地成为合适的趋势表达方法.折线图的参数分组以双发双液压直升机为例优选的 类关键参数折线图可分为 组如表 所示表 关键参数分组组别关键参数旋翼转速左、右发燃气涡轮转速左、右发动力涡轮转速左、右发涡轮间温度左、右发滑油温度左、右发滑油压力左、右液压系统压力主减速器滑油压力主、中、尾减速器滑油温度燃油压力旋翼转速频率下振动量值旋翼一阶通过频率下振动量值尾桨转速频率下 向、向振动量值尾桨转速频率下 向振动量值尾桨一阶通过频率下振动量值尾传动轴水平轴转速频率下振动量值尾传动轴斜轴转速频率下振动量值.趋势生成的步骤)类飞参关键参数第一步在飞参
9、判读软件上选取指示空速、无线电高度、总距位移 个判断参数以及 类飞参关键参数第二步生成参数曲线后使用总距位移判断常见的飞行重量使用无线电高度判断常在的飞行高度和一般的平飞姿态使用指示空速判断常用的飞行速度 综合这三个依据后选定一段稳定飞行时间区间选取此区间内的 类飞参关键参数所有数值使用飞参软件或加上辅助软件生成均值如图 和表 所示表 均值生成示例旋翼转左燃速右燃速左自速右自速左扭矩 月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.月 日.第三步使用办公软件对 个以上场次的均值数据生成趋势折线图分析趋势走向如图 所示可选区间1可选区间2图 类飞参关键参数选取908580
10、757065605550454035302520主减滑油中减滑油尾减滑油温度/()时间/(日)51015202530图 生成趋势图)类振动关键参数第一步选取与)中相同场次的 类振动关键参数的最大值第二步使用办公软件对 个以上场次的最值数据生成趋势折线图分析趋势走向如图 所示0.900.850.800.750.700.650.600.550.500.450.400.350.300.250.204681012141618202224时间/(日)振动量值/(IPS)尾桨转速频率下Y向振动量值图 振动趋势分析 年第 期李金声苏 辉吴根才等:飞参趋势分析方法在直升机日常维护中的应用.折线图趋势走向的分类
11、单个数据折线图(图)可能出现的 种趋势走向类型:)平稳型)上升型:明显上升型不明显上升型末端陡然上升型)下降型:明显下降型不明显下降型末端陡然下降型)波动型:波动趋于稳健型波动中明显上升型波动中明显下降型幅值幅值平稳型a.明显上升型b.不明显上升型c.末端陡然上升型时间时间幅值幅值a.波动趋于稳健型b.波动中明显上升型c.波动中明显下降型时间时间a.明显下降型b.不明显下降型c.末端陡然下降型(a)平稳型(b)上升型(c)下降型(d)波动型图 单个数据折线图的 种趋势走向类型组内多个数据折线图(图)可能出现的 种趋势对比类型:)同优型:每条参数曲线走向都较好)同劣型:每条参数曲线走向都向差)优
12、劣型:参数曲线走向有较好的有向差的)差距型:参数对比数值相差大如扭矩差大涡轮间温度相差大等一般地我们视为良好的情况有 种:平稳型、不明显上升型、不明显下降型、波动趋于稳健型以及组内同优型一般地我们视为需要分析关注的情况有 种:明显上升型、末端陡然上升型、明显下降型、末端陡然下降型、波动中明显上升型、波动中明显下降型以及组内同劣型、组内优劣型、组内差距型特别地对于直升机振动系统而言我们视为良好的情况还有:明显下降型、末端陡然下降型、波动中明显下降型幅值幅值幅值幅值组内参数a组内参数b组内参数a组内参数b组内参数a组内参数b组内参数a组内参数b时间时间时间时间(a)同优型(b)同劣型(c)优劣型(
13、d)差距型图 组内多个数据折线图的 种趋势对比类型 趋势结果分析方法以双发双液压直升机为例优选 类共 组关键参数 以下对 类关键参数趋势的 种情况进行趋势影响分析并得出结果见表 表 表 旋翼转速序号数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中明显上升型明显下降型波动中明显下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、粗猛操纵总距、电调性能变化、旋翼转速 传 感 器及数据 传 输 性能变化 等 因 素有关须联合燃气涡轮转速、动力涡轮 转 速 变化等情 况 做 具体分析分析发 动 机 参数变化情况对各个影 响 因 子进行排查视情继 续 监 控趋势变 化 或 参考上一 条 提 前做预防工作表 左右发
14、燃气涡轮转速序号 数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中上升型明显下降型波动中下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、直升机负载、粗猛操纵总距、电调性能变化、涡 轮 叶 片 变化、齿轮磨损、滑油 变 化、配 平 模式、燃气涡轮转速传感器及数据传输性能变化等因素有关须联合涡轮间温度、滑油温度变化等情况做具体分析分析发动机参数变化情况对各个影响因子进行排查 必 要 时 做 发动机功率保证检查、发 动 机 清 洗、发动机孔探检查视情继续监控趋势变化或参考上一条提前做预防工作直 升 机 技 术总第 期表 左右发燃气涡轮转速序号 数据类型趋势影响分析处理建议组内差距型主要跟发动机使用时间、距
15、离上次定检时间等因素有关转速差在标准范围内即可否则进行超手册处理表 左右发动力涡轮转速序号 数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中上升型明显下降型波动中下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、直升机负载情况、粗猛操纵总距、电调性能变化、涡轮叶片变化、齿 轮 磨 损、滑油变化、动力涡轮转速传感器及数据传输性能变化等因素有关须联合燃气涡轮转速、涡 轮 间 温 度、滑油温度变化等情况做具体分析分析发动机参数变化情况对各个影响因子进行排查 必 要 时 做 发动机功率保证检查、发 动 机 清 洗、发动机孔探检查视情继续监控趋势变化或参考上一条提前做预防工作组内差距型发生概率极低全面具体检查分
16、析双发及电子控制器表 左右发涡轮间温度序号 数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中上升型明显下降型波动中下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、直升机负载情况、粗猛操纵总距、电调性能变化、涡轮叶片变化、齿 轮 磨 损、滑油变化、配平模式、涡轮间温度传感器及数据传输性能变化等因素有关须联合燃气涡轮转速、滑油温度变化等情况做具体分析分析发动机参数变化情况对各个影响因子进行排查 必 要 时 做 发动机功率保证检查、发 动 机 清 洗、发动机孔探检查视情继续监控趋势变化或参考上一条提前做预防工作组内差距型主要跟发动机使用时间、距离上次定检时间、个体差异、故 障 等 因 素有关温差在标准范围
17、内即可否则进行超手册处理 种情况为:明显上升型、末端陡然上升型、明显下降型、末端陡然下降型、波动中明显上升型、波动中明显下降型、组内差距型 组内同劣型与组内优劣型可在上述 种情况里面进行参考分析表 左、右发滑油温度序号 数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中上升型明显下降型波动中下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、齿轮磨损、滑油泵及散热器情况、油液污染或渗漏情况、恒温旁通阀门性能变化、滑油消耗情况、管 路 畅 通 情况、滑油温度传感器及数据传输性能变化等因素有关须联合滑油压力、配 平 模 式、燃气涡轮转速、涡轮间温度变化等情况做具体分析分析发动机参数变化情况对各个影响因子进行排
18、查 及 时 进 行 油液分析必要时串换滑油散热器、调压活门对滑油泵及发动机孔探检查等视情继续监控趋势变化或参考上一条提前做预防工作组内差距型主要跟发动机使用时间、距离上次定检时间、个体差异、故 障 等 因 素有关发动机各项参数及 趋 势 无 异 常即可表 左右发滑油压力序号 数据类型趋势影响分析处理建议明显上升型波动中上升型明显下降型波动中下降型末端陡然上升型末端陡然下降型与环境变化、涡轮叶片变化、齿轮磨损、滑油泵及散热器情况、油液污染或渗漏情况、阀门情 况、管 路 通 畅性、油滤情况、滑油压力传感器及数据传输性能变化等因素有关须联合滑油温度、涡轮转速、涡轮间温度变化等情况做具体分析分析发动机
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- 趋势 分析 方法 直升机 日常 维护 中的 应用
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