發(fā)動機機隊管理

1、發(fā)動機機隊管理作業(yè) 作業(yè)一：發(fā)動機單元體評估需要哪些參數(shù)，評估步驟？評估單元體健康狀況的特征參數(shù)有轉速，渦輪膨脹比，LPC壓力比和EGT。發(fā)動機評估準則主要包括：（1） N1轉速相對于基線明顯的下降表明低壓渦輪性能下降。（2） 渦輪膨脹比，修正的HPC出口溫度或N2轉速明顯的下降，表明HPT性能的下降或1NGV區(qū)域開口過大。（3） 高壓壓氣機前的可調靜子葉片對N2轉速有重要影響。如果靜葉角度開度太大，N2轉速就會下降。（4） 與能量有關的參數(shù)，EGT和燃油流量有比例關系，10度左右的EGT變化對應1%的WF變化。（5） 另一個重要的參數(shù)N1-N2，如同N1，N2與各自的基準線關系一樣，主軸轉速

2、的增加會產(chǎn)生更多的氣體，產(chǎn)生更高的壓力。發(fā)動機單元體評估步驟：（1） 對PW400系列發(fā)動機，風扇影響整個推力，風扇正常的情況下，推力與N1成比例。LPT驅動風扇和LPC，LPT會影響N1大小，但風扇流量的減小會使N1轉速增加，所以在評定LPT前先要評定風扇性能。（2） LPC的參數(shù)受到所有發(fā)動機單元體的顯著影響，LPC PR對每個組件都很重要，在對LPC出口參數(shù)的變化進行分析的時候，還要注意N1-N2。（3） TER通常與基準線很接近，其中1NGV區(qū)域，HPT和排氣部分對該參數(shù)有顯著影響，當1NGV區(qū)域的增加或HPT失效時，會影響HPC出口參數(shù)，所以在評定HPC性能的時候，需要先對其它單元體

3、評定，在對HPC評定。作業(yè)二：組件性能評定作業(yè)三：發(fā)動機性能排隊 發(fā)動機性能排隊的含義就是根據(jù)發(fā)動機當前的性能狀態(tài)信息,對所有的發(fā)動機進行性能排隊,即以某個發(fā)動機性能參數(shù)為基準,依據(jù)不同的排隊規(guī)則對機隊所有的發(fā)動機進行性能排序。這樣就可以將其應用于確定發(fā)動機使用方法的決策上,即合理地制定出一個最優(yōu)的發(fā)動機維修計劃,并對發(fā)動機的下發(fā)預測提供依據(jù)。目前，航空公司對發(fā)動機性能排隊的主要依據(jù)是發(fā)動機的排氣溫度裕度，排氣溫度裕度越小，發(fā)動機基本思想性能越差。該方法的缺點是只考慮了排氣溫度裕度一項因素，在某些情況下并不是最優(yōu)的方法。通過對國內(nèi)外航空公司現(xiàn)狀的調研,總結了民航發(fā)動機的性能參數(shù):EGT裕度、N

4、1振動值、N2振動值、滑油消耗率、CSR(自上次修理循環(huán)數(shù))和HCR(時控件剩余循環(huán)數(shù))等6個參數(shù),有了這些參數(shù),就可制定民航發(fā)動機的性能排隊規(guī)則。并且,這些發(fā)動機的性能參數(shù)都是與發(fā)動機的性能狀況有密切關系的。（一）單個參數(shù)進行排隊1 EGT裕度根據(jù)發(fā)動機當前的EGT裕度,可以對各臺發(fā)動機進行性能排隊。EGT裕度隨著發(fā)動機性能的衰退是不斷降低的,因此EGT裕度可以作為發(fā)動機性能情況的排隊參數(shù),EGT裕度值低的發(fā)動機排在最前面。然后,依次排列發(fā)動機,可以得到整個機隊發(fā)動機的排隊情況。為此,制定了以下的規(guī)則進行排隊:Ui=EGT Mi1,EGT Mi2, ,EGT Mij(i為時刻,j 1)式中:

5、EGT Mi1 EGT Mi2 EGT Mij;Ui為在i時刻整個機隊發(fā)動機性能排隊集合;EGT Mij為在i時刻第j臺發(fā)動機的EGT裕度值。2N1振動值根據(jù)發(fā)動機當前的N1數(shù)值,對當前的各臺發(fā)動機進行性能排隊。N1值越高的發(fā)動機性能比N1值低的發(fā)動機性能差,在性能排隊中將N1值高的發(fā)動機排在前面,低的排在后面,最后可以得到整個機隊發(fā)動機的性能排隊隊列,即應滿足以下的排隊規(guī)則:Ui=N1i1, N1i2, , N1ij(i為時刻,j 1)式中:N1i1 N1i2 N1ij;Ui為在i時刻整個機隊發(fā)動機性能排隊集合;N1ij為在i時刻第j臺發(fā)動機的N1振動值。3N2振動值根據(jù)發(fā)動機當前的N2數(shù)值

6、,對當前的各臺發(fā)動機進行性能排隊。N2值越高的發(fā)動機性能比N2值低的發(fā)動機性能差,在性能排隊中將N2值高的發(fā)動機排在前面,低的排在后面。最后可以得到整個機隊發(fā)動機的性能排隊隊列,即應滿足以下的排隊規(guī)則:Ui=N2i1, N2i2, , N2ij(i為時刻,j 1)式中:N2i1 N2i2 N2ij;Ui為在i時刻整個機隊發(fā)動機性能排隊集合;N2ij為在i時刻第j臺發(fā)動機的N2振動值。4滑油消耗率根據(jù)發(fā)動機當前的滑油消耗率數(shù)值,對當前的各臺發(fā)動機進行性能排隊?；拖穆手蹈叩脑谛阅荜犃兄信旁谇懊?低的排在后面,將其應用于整個機隊的發(fā)動機,那么就可以得到機隊發(fā)動機的性能排隊情況,即應滿足以下的排隊

7、規(guī)則:Ui=oilratei1, oilratei2, , oilrateij(i為時刻,j 1) 式中:oilratei1 oilratei2 oilrateij;Ui為在i時刻整個機隊發(fā)動機性能排隊集合;oilrateij為在i時刻第j臺發(fā)動機的滑油消耗率的值。5CSR(自上次修理循環(huán)數(shù))根據(jù)發(fā)動機當前的CSR的數(shù)值,對當前的各臺發(fā)動機進行性能排隊。CSR值越大的發(fā)動機性能比CSR值小的發(fā)動機性能差。因此,將CSR值大的排在前面,小的排在后面。將此方法應用于機隊的發(fā)動機性能排隊,那么整個機隊發(fā)動機的性能狀況就可以知道了,即應滿足以下的排隊規(guī)則:Ui=CSRi1,CSRi2, ,CSRij(

8、i為時刻, j 1) (5)式中:CSRi1 CSRi2 CSRij;Ui為在i時刻整個機隊的發(fā)動機性能排隊集合;CSRij為在i時刻第j臺發(fā)動機的自上次修理循環(huán)數(shù)。6HCR(時控件剩余循環(huán)數(shù))HCR是發(fā)動機的時控件剩余壽命循環(huán)數(shù),若發(fā)動機在翼時間越長,時控件的剩余壽命則越低,離下發(fā)的時間就越接近,這樣根據(jù)發(fā)動機時控件剩余壽命的大小就可以進行性能排隊,即應滿足以下的排隊規(guī)則:Ui=HCRi1, HCRi2, , HCRij(i為時刻, j 1) (6)式中:HCRi1 HCRi2 HCRijUi為在i時刻整個機隊;發(fā)動機性能排隊集合;HCRij為在i時刻第j臺發(fā)動機的時控件剩余循環(huán)數(shù)。6個發(fā)動

9、機性能監(jiān)控參數(shù)依據(jù)行業(yè)經(jīng)驗,其重要程度依次為:EGT裕度、N1振動值、N2振動值、滑油消耗率、CSR、HCR,其重要程度可作為發(fā)動機性能排隊的參考。以上是基于發(fā)動機單個參數(shù)的排隊規(guī)則，對于6個參數(shù)對發(fā)動機性能的綜合影響，需要考慮每個參數(shù)的權重?？赏ㄟ^層次分析法進行加權評估；或者可以通過主成分分析法對各個參數(shù)進行綜合考量。（二）綜合多參數(shù)進行排隊運用主成分分析法可以綜合考慮發(fā)動機的所有有關參數(shù)，克服只考慮單一因素的不足，提高了性能排隊的可信度，更符合工程實際。下面介紹應用主成分分析法進行發(fā)動機性能排隊。主要參考文獻黃遠強,翟紅春,趙越超.基于主成分分析方法的航空發(fā)動機性能排隊研究J航空維修與工程

10、，2015 1 基本思路：（1） 構造初始判斷矩陣A；（2） 求解對應A的反對稱矩陣B,B=logA；（3） 求解對應B的最優(yōu)傳遞矩陣C；（4） 導出A的擬優(yōu)一致陣V；（5） 求解V的特征向量，得到在給定初始矩陣下各影響因素的權重值；（6） 根據(jù)權重值確定發(fā)動機評估和排隊指標。2 主成分分析法應用計算步驟：（1） 對發(fā)動機參數(shù)標準化處理，并求各個參數(shù)間的相關系數(shù)矩陣；（2） 由相關系數(shù)矩陣求取所有的特征值及其對應的特征向量；（3） 求第k個主成分的貢獻率，提取累計貢獻率滿足要求的特征值特征向量組成新的矩陣；（4） 以每個主成分的貢獻率作為權重，對發(fā)動機性能進行排隊。參數(shù)選取 評估發(fā)動機性能好壞

11、的方法通常是計算發(fā)動機的使用時間, 而大量事實表明, 兩臺使用時間相同的發(fā)動機由于使用條件不同, 將可能造成顯著的差異?？蓽y得民航發(fā)動機的性能參數(shù): EGT、EGT裕度、燃油流量（FF)、低壓轉子轉速(N1)、N1振動值、高壓轉子轉速（N2）、N2振動值、滑油消耗率、CSR( 自上次修理循環(huán)數(shù))和HCR( 時控件剩余循環(huán)數(shù)) 等10個參數(shù), 有了這些參數(shù), 就可制定民航發(fā)動機的性能排隊規(guī)則。并且, 這些發(fā)動機的性能參數(shù)都是與發(fā)動機的性能狀況有密切關系的。結合實際情況，由于所能得到的參數(shù)數(shù)據(jù)有限，僅僅選取某航空公司在翼的19臺JT9D-7R4發(fā)動機的EGT、FF、N1、N2、EGTM數(shù)據(jù)進行主成

12、分分析。計算結果：相關系數(shù)EGTFFN1N2EGTMEGT10.79520.57660.4582-0.9647FF0.795210.57520.3046-0.8346N10.57660.575210.0794-0.6266N20.45820.30460.07941-0.4879EGTM-0.9647-0.8346-0.6266-0.48791相關系數(shù)矩陣特征值3.40980.9410.41030.21030.0287貢獻率68.2%18.82%8.21%4.21%0.56%累計貢獻率68.2%87.02%95.23%99.44%100%第一主成分0.51490.480.38430.2782-0.5286第二主成分0.0411-0.1377-0.53210.8337-0.0331第三主成分0.2210.4515-0.7449-0.4171-0.136 各個特征值及其貢獻率和主成分系數(shù)排隊結果：序號發(fā)動機號得分排隊序號156