军用航空发动机可靠性和寿命管理
航空发动机寿命预测与健康管理技术研究
航空发动机寿命预测与健康管理技术研究航空发动机是飞机运行的核心，也是重要的机械装置之一。
发动机故障对航空安全造成了严重的威胁。
因此，航空发动机的寿命预测与健康管理技术备受关注。
一、航空发动机寿命预测航空发动机使用寿命预测是航空领域中的一个重要研究方向。
它是指通过对发动机的运行状态、载荷变化及其所受到的外部影响等因素进行分析和评估，对航空发动机的安全可靠寿命进行预测。
目前，在航空发动机寿命预测方面，主要采用的是基于概率分析和统计分析的方法。
这些方法在航空发动机的设计、制造和检测中都有广泛应用。
其中，概率分析方法主要是通过分析发动机的使用情况统计出出现故障的概率，以此来预测发动机的寿命。
而统计分析方法则是通过对发动机的历史故障数据进行总结和分析，以此对未来的故障情况进行预测。
随着机载传感器技术的不断发展和提高，发动机数据监测系统已经成为航空领域中最具潜力的技术之一。
通过采集发动机运行时产生的大量数据，运用聚类方法、神经网络等算法进行计算并分析，从而得出影响发动机性能的特征变量。
这也是目前发动机预测技术中发展最快的一种方法。
二、航空发动机健康管理技术航空发动机健康管理技术是指通过对航空发动机的实时监测、分析及健康评估等方法，实现对航空发动机的全生命周期管理。
通过对发动机的全面监测和健康评估，可以及时发现发动机的异常情况，并采取相应的维护措施，提高发动机的可靠性和使用寿命。
目前，发动机健康管理技术主要采用以下三个方面：（1）传感器监测技术。
通过在发动机各个关键部位安装传感器，实现对发动机的全面监测。
（2）数据采集和处理技术。
通过实时采集传感器产生的数据，并采用数据挖掘、分析等技术对数据进行处理，从而得出发动机的健康状况。
（3）决策支持系统。
通过对发动机健康状况的评估，建立决策支持系统，对维护人员进行指导，提高维修效率和质量。
三、航空发动机寿命预测与健康管理技术的未来随着航空发动机的使用寿命不断延长，寿命预测和健康管理技术将成为航空领域中研究的重点。
基于单元体的军用航空发动机寿命控制和管理
“ 某型发动机寿命控 制和管理” 研究工作的体会 ，阐 明基于单元体 的军用发动机可靠性和寿命管理工作 的基本任务及其程序 。并就一些有争议的问题陈述 笔者的观点 ，以期有助于我 国军用航 空发动机可靠 性和寿命管理工作的决策。
，基于单元体翻修寿命和关键件安全寿命的 寿命控制元体 的 军 用 航 空发 动 机 寿 命 控 制 和 管 理
徐可君
( 海军航空工程学院 青 岛分院 ，山东 青岛 2 印4 1 6
摘 要: 结合我国 发动机可靠性和寿命管理的 航空 现状， 借鉴西方经验， 依托国内 研究成果，阐 述了单元体发 动机寿命控制与管 基本要素、程序和方法， 理的 重点就关键件安全寿 单元体翻 命和 命、 修寿 最低放行寿命等寿 命控制的核心问 题进行了分析。指出对于采用单元体设计的发动 机的寿 命控制和 管理的 核心是从全寿命角度对
关键词 : 航空发动机; 单元体 ; 关键件寿命 ; 翻修寿命 ; 最低放行寿命 ; 控 制和管理 中图分类号: V23 1 亨苗坛惠码 . A
长期以来，如何在工程实际中，科学 、合理地 控制发动机的应用，一直是各国航空动力界所关注 的课题。这 种关注一是基于航空发动机应用中存在 着诸多疑难或未知问题 ，而此类问题又往往多与发 动机的有效 使用、飞行安全和沉重的经济负担密切 相关; 二是 基于发动机破坏的高危险性和缺失对整 个飞机系统 完整的致命性。航空发动机寿命 控制和 管理，在很 大程度上 ，不单纯是一个学术问题，更 重要的是一个工程应用问题 ，既涉及技术 的因素， 也有管理 的因素。因此是一个系统工程 。 我 国航空发动机整机寿命控制和管理技术 ，历 经军内外航空发动机界老一辈专家多年的努 力，取 得了较大的进步，GJ 241 8 《 B 一 航空燃气涡轮 喷气 7
航空发动机涡轮叶片疲劳寿命及可靠性分析
2023-11-04•引言•航空发动机涡轮叶片概述•航空发动机涡轮叶片疲劳寿命分析•航空发动机涡轮叶片可靠性分析•航空发动机涡轮叶片可靠性验证与实验目•研究结论与展望录01引言研究背景与意义航空发动机涡轮叶片是发动机的核心部件，其性能直接影响到发动机的性能和安全性。
涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性是评估其性能的重要指标，对于保证发动机的安全运行具有重要意义。
随着航空发动机技术的不断发展，对于涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性的要求也越来越高，因此需要进行深入的研究。
国内外对于航空发动机涡轮叶片疲劳寿命及可靠性的研究已经开展了多年，取得了一定的研究成果。
目前的研究主要集中在材料选用、结构设计、表面处理等方面，以提高涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性。
随着计算机技术和数值模拟技术的发展，对于涡轮叶片的疲劳寿命及可靠性的分析已经越来越精确，对于发动机的设计和优化具有重要意义。
研究现状与发展02航空发动机涡轮叶片概述涡轮叶片的结构涡轮叶片由叶身、叶根和榫头等组成，叶身是工作部分，叶根是连接部分，榫头是定位部分。
涡轮叶片的功能涡轮叶片是航空发动机的关键部件之一，负责将高温高压的气体转化为机械能，为飞机提供动力。
涡轮叶片的结构与功能涡轮叶片的工作环境涡轮叶片需要在高温、高压、高转速的恶劣环境下工作，最高温度可达1000℃以上，最高转速可达每分钟数万转。
涡轮叶片的工作工况涡轮叶片需要承受周期性变化的应力、应变，以及气动力、热力等多种复杂因素的影响。
涡轮叶片的工作环境与工况涡轮叶片一般采用高温合金、钛合金等高性能材料制造。
涡轮叶片的材料涡轮叶片的制造工艺主要包括铸造、锻造、热处理、表面处理等环节，其中精密铸造和等温锻造是关键环节。
涡轮叶片的制造工艺涡轮叶片的材料与制造工艺03航空发动机涡轮叶片疲劳寿命分析03基于有限元分析的预测模型利用有限元分析软件，对涡轮叶片进行应力分析，预测不同工况下的疲劳寿命。
疲劳寿命预测模型01基于材料性能参数的预测模型考虑材料性能参数，如弹性模量、屈服强度、抗拉强度等，建立疲劳寿命与材料性能之间的数学关系。
现役航空发动机使用寿命确定和控制方法
2
常用定寿方法
在国军标和新机型号规范中 , 总寿命的概念
[ 2]
已被设计使用寿命所取代。设计使用寿命通常是 根据发动机研制战术技术要求和技术经济可行性 确定的, 并以该指标作为发动机主要零部件安全寿 命的设计基准。整机设计使用寿命虽然是发动机 在设计时所固有的, 但由于在实际使用中的使用要 求和使用环境等差异 , 发动机工作载荷与基准载荷 ( 设计任务循环 ) 差别较大 , 故各型号发动机的使用 寿命在设计时很难固化, 通常是在使用中结合实际 载荷谱才能较准确给出。 我国现役航空发动机定寿方法随发动机和定 寿技术的不断发展而演变。目前由于在役机主要 是仿制和引进机种, 多年来又一直未对发动机主要 零部件寿命进行过彻底摸底, 故在发动机总寿命的 给定中, 保证主要零部件的使用安全可靠已成为主 要的考虑因素, 其定寿过程已类同于对主要零部件 目标寿命的考核验证 , 这是现役机种定延寿的主要 特点。 2. 1 台架试车和领先使用综合定寿法
的载荷, 并且我国又没有原设计和试验验证寿命的 技术数据 , 因此在对该类机种进行定延寿工作时 , 采用台架长期试车考核验证和领先使用相结合是 有效可行的办法 。 长试考核是发动机寿命延长的必要前提条件。 在台架长期试车考核前 , 通常需要分析在使用中出 现的故障情况 , 并对确定的薄弱环节进行必要的局 部增强处理。通过长期试车考核主要零部件在预 期的使用寿命期内可能出现的故障情况。但是, 到 目前为止 , 持久试车程序仍采用台架和外场为 1 比 1 的时数。由于发动机实际使用中载荷复杂多变 , 仅靠 1 比 1 的小时持久试车谱, 很难对发动机使用 任务和载荷循环进行真实模拟, 特别是使用中的一 些机动负荷在试车 台架上无法模拟 , 有些零 部件 ( 如轴) 故障并不能得到充分地暴露。因此 , 对长试 考核后的发动机, 在批准新的寿命值前必须通过小 批量领先飞行使用的考核。领先使用就是通过延 寿发动机在飞机上的小批使用, 验证延寿目标的可 实现性。实际上就是通过加强领先使用发动机的 状态监控 , 来验证发动机是否可延寿到既定寿命。 例如强五和歼六系列飞机的 WP 6 系列发动机 , 前 苏联给定的是 400 小时 , 经过该种方法延寿其寿命 已延长至 750 小时 , 提高了 60% 多。 2. 2 安全寿命控制法
浅谈提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径
浅谈提高飞机发动机耐久性和可靠性的途径摘要：在航空航天领域中，发动机担任着重要角色，作为飞机的核心动力源，发动机必须具备较高的耐久性与可靠性，才能保障飞机的安全稳定运行。
可以说，航空发动机组是世界上复杂性、综合性较强的工程机械系统，为满足高温、高压、高转速、高载荷的环境需求，发动机必须具备较强的可靠性与耐久性。
关键词：飞机发动机；耐久性；可靠性；措施引言发动机长期处于高温高压的工作状态中，它是航空装备中需要反复使用的热力机械，很大程度上决定了航空飞行器的安全状态，也是航空飞行器技术顺利实施的保障。
发动机的重要性对自身的耐久性和可靠性有较高标准的要求，而在经济性能方面也有较高的标准。
因此要不断提高发动机各个主要循环参数的合理性，确保发动机在相当复杂的使用条件下具有较高的耐久性和可靠性。
1飞机发动机的简单概述飞机发动机，是一种高精密、复杂性强、综合多种学科的热力机械，其主要作用是为航空器提供飞行动力。
发动机之于飞机，相当于心脏之于身体，发动机的性能，直接影响着飞机的性能，影响着飞机的可靠性与耐久性，是国家科技、工业与军事实力的展现。
目前，能够独立研发航空发动机的国家有：美国、英国、俄罗斯、法国、中国等。
虽然，我国已经能够自主研发飞机发动机，但是，发动机性能不达标，一直阻碍着我国航空业的发展。
因此，提高发动机的可靠性、耐久性，已经成为科技人员的重要研究课题。
当前，我国航空发动机的类型主要有以下两种：活塞式、喷气式，前者适用于低速、短程、小型的飞机，后者适用于高速、中远程、中大型的飞机。
无论是哪种类型的发动机，将其应用到军用飞机中，需要满足以下要求：功率重量比大，迎风面积小，燃油消耗量小，工作安全、可靠且发动机寿命长，维修便利。
2影响飞机发动机耐久性和可靠性的主要因素第一，设计因素。
发动机质量对飞机工作运行的稳定性起决定作用，其设计上对于复杂性和精密性的要求不言而喻。
一旦设计人员对发动机内部结构、运行热力参数的设计失当，将引发等风转速度过低、耐高温能力差等一系列的故障缺陷问题。
军用航空发动机简介介绍
军用航空发动机关
03
键技术
军用航空发动机关键技术
• 军用航空发动机是现代军事航空技术的核心组成部分，其性能与可靠性直接决定了军用飞机的战斗力与作战效能。为了满 足各种极端环境和复杂任务的需求，军用航空发动机在技术上不断追求创新与突破。本文将重点介绍军用航空发动机中的 几项关键技术。
军用航空发动机的
作用
军用航空发动机的主要作用是为军用飞机提供推力，使其能够起飞、巡航和执 行各种任务。同时，军用航空发动机还需具备高可靠性、高效能、高机动性等 特点，以满足复杂多变的军用航空需求。
军用航空发动机的历史发展
早期发展
涡轮喷气时代
早期的军用航空发动机主要借鉴民用航空 发动机的设计，但在性能上提出了更高的 要求。
军用航空发动机简介介 绍
汇报人： 2023-11-22
contents
目录
• 军用航空发动机概述 • 军用航空发动机类型与特点 • 军用航空发动机关键技术 • 军用航空发动机的未来展望
军用航空发动机概
01
述
定义与作用
定义
军用航空发动机是为军用飞行器提供动力的专用发动机，是军用航空技术的核 心组防安全
军用航空发动机是国防安全的重 要支柱，直接影响军用飞机的性 能，进而关系到国家的空中优势
和战略威慑能力。
科技实力体现
军用航空发动机的研发和生产水 平是一个国家航空科技实力的直 接体现，对于提升国家在国际舞 台上的地位和影响力具有重要意
义。
经济发展
军用航空发动机产业具有高技术 、高附加值的特点，能够带动相 关产业链的发展，为国家经济发
随着涡轮喷气技术的出现，军用航空发动 机进入了全新的时代，具备更高的推力和 速度。
航空发动机全生命周期健康管理技术发展分析
随着航空发动机功能结构越来越复杂，以及用户对发动机的安全性、可靠性的要求越来越高，健康管理系统成为先进航空发动机的重要组成部分，该技术的成熟与工程化应用对航空发动机的全生命周期具有显著的提升作用。
航空发动机结构复杂、工作环境恶劣，主要工作零部件承受着较高的离心负荷、气动负荷以及振动交变负荷等，同时还受到外来物的冲击，以及风沙、潮湿、盐雾的侵蚀，引起发动机的性能下降、疲劳损伤增多，甚至产生叶片断裂、轮盘破损等危及发动机及飞机安全的事故。
据统计，发动机一次返厂大修需要数百万元人民币的费用支出，给企业带来巨大的经济损失。
为了确保飞行安全，业界从20世纪60年代开始对航空发动机开展健康状态的监测，逐步发展到现在的发动机健康管理系统，如图1所示。
例如，F135发动机应用健康管理技术后，排故时间从F119发动机的20 min缩短到15 min，比现役的F110、F100等发动机排故时间缩短94％，显著提高了发动机维修性和装备可用率。
可见，发动机健康管理系统已成为提高装备完好率，降低维护成本，实现自主后勤和智能维护等新型维修保障模式的主要支撑技术。
图1 航空发动机健康管理系统航空发动机健康管理技术概述航空发动机健康管理是指通过机载系统和非机载系统中的传感、采集、处理、分析等手段，提供航空发动机气路、滑油、振动、寿命等方面的实时或近实时信息，实现状态监测、故障诊断、趋势分析和寿命管理等功能，从而提醒用户注意可能影响安全运行的状况，有针对性地安排检查维修、排除异常故障、改进功能性能、预测备件需求，进而提高航空发动机和飞机的安全性、可靠性与维修性。
健康管理系统的功能健康管理的主要功能包括状态监视、故障诊断、趋势分析、寿命管理和使用维护，如图2所示。
图2 发动机健康管理的功能状态监视功能是分析机载实时获取的发动机参数，对参数与机载发动机模型对比分析，判断参数是否存在超限和异常增量特征，将判断结果记录在机载事件报告中，飞行结束后将报告发送给地面系统，指导维护人员开展相关检查和维护工作。
航空发动机可靠性分析与评估研究
航空发动机可靠性分析与评估研究航空发动机可靠性是航空运输业中非常重要的一个方面，它直接关乎到航空安全和客户信任。
而要进行航空发动机可靠性分析与评估研究，需要从多个方面进行考虑和分析。
一、航空发动机可靠性评估航空发动机可靠性评估主要是对发动机的可靠性指标进行评估，如故障频率、故障维修时间、无故障时间和可用性等，评估的结果可以客观地反映出航空发动机的实际工作状态。
在进行航空发动机可靠性评估时，需要集中考虑以下几个方面：1. 发动机质量控制：要实现发动机的高可靠性，必须在生产制造、组织管理和生产工艺等方面实施有效的质量控制措施；2. 设计理念：发动机的设计目标、设计过程、设计质量和理念以及设计规范等因素，都会影响到发动机的可靠性；3. 飞行规程：规避发动机在长期使用过程中出现的故障，通过合理的飞行规程和养护方式，能够有效提升发动机的可靠性；4. 确定故障原因：通过研究发动机故障的原因，对故障机制和流程进行改进，以提高发动机的可靠性。
二、航空发动机可靠性分析航空发动机可靠性分析是通过对发动机故障的调查和分析，确定故障原因和发动机的可靠性水平。
航空发动机可靠性分析可以由企业内部进行，也可以由专业机构进行，需要细心和敬业的分析人员对数据进行搜集和统计。
在进行航空发动机可靠性分析时，要注意以下几个方面：1. 数据搜集：航空发动机可靠性分析需要搜集在使用过程中发动机的各项数据，如故障发生率、维修时间、故障分类、维修费用等等，这些数据要从多个角度进行分析；2. 故障分类：通过对故障进行分类分析，可进一步了解发动机存在的故障类型和频率，从而针对性地制定改进措施；3. 飞行途径分析：对于同一型号的发动机，不同航空公司的使用和维护方式有所不同，对此需要与使用单位沟通，了解使用过程中发动机的飞行和维护情况；4. 分析结果反馈：将分析结果反馈给产品设计部门、制造部门和使用单位，促进对于发动机改进措施的制定。
三、如何提高航空发动机可靠性航空发动机可靠性评估和分析的目的在于发现和解决存在的问题，提高发动机的可靠性水平。
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2003年1月第5卷第1期中国工程科学Engineering ScienceJan.2003Vol 15No 11研究报告[收稿日期] 2002-06-20;修回日期 2002-09-18[作者简介] 徐可君(1963-),男,山东莱州市人,海军航空工程学院青岛分院副教授,博士生军用航空发动机可靠性和寿命管理徐可君,江龙平(海军航空工程学院青岛分院航空机械系,山东青岛 266041)[摘要] 以西方军用航空发动机可靠性和寿命管理为蓝本,阐述了可靠性和寿命管理的基本要素,并结合我国航空发动机可靠性和寿命管理的现状,讨论了我国航空发动机可靠性和寿命管理工作存在的差距和误区,指出了我国航空发动机可靠性寿命管理工作落后的根源在于管理观念落后、管理体制不健全、基础工作薄弱、标准不完善。
参照西方国家的管理理念,构建和完善我国航空发动机可靠性和寿命管理是必要的,但完全照搬西方标准并不可取。
正确做法是结合我国的现状,走出一条合乎国情的道路。
[关键词] 航空发动机;可靠性;寿命;管理[中图分类号]V235 [文献标识码]A [文章编号]1009-1742(2003)01-0082-071 引言20世纪70年代中期,发达国家在追求高性能军用航空发动机的研制思想指导下,突出推重比、高涡轮前燃气温度和高增压比。
如美国,15年间涡轮前燃气温度提高了430℃,推重比增加了1倍,耗油率降低了15%,与此相适应,涡轮部件的周向应力提高了92%。
引发的突出矛盾是,一方面高增压比、高涡轮前燃气温度使得构件所承受的气动负荷、热负荷和离心负荷大幅度增加,另一方面高推重比又要求减轻零件的质量,提高构件的工作应力,其结果使得发动机的结构故障显著增加。
据统计,在1963—1978年的15年间,美空军战斗机由发动机引起的飞行事故有1664起,占全部飞行事故的4315%,而其中因结构强度和疲劳寿命问题导致的事故占90%以上。
具有代表性的F100发动机,装备部队后故障频频,致使1979年F100发动机曾短缺90～100台,1980年亦有90架F -15、F -16战斗机无发动机可装,战备完好率下降。
美军方在总结单纯追求高性能,忽视可靠性和耐久性的惨痛教训基础上,提出了设计发动机时必须从规定发动机的最高性能转向制定更高耐久性,于1984年11月30日发布了M IL -STD -1783《发动机结构完整性大纲》(ENSIP )。
ENSIP 是一项对发动机设计、分析、研制、生产及寿命管理的有组织、有步骤的改进措施,其目的在于通过显著减少发动机在使用期间发生的结构耐久性问题,确保发动机结构安全,延长使用期限,降低寿命期成本。
结构完整性的内容有:结构耐久性准则,耐久性设计要求,维修性准则,材料与处理特性计划,环境说明,地面广泛检验,使用与跟踪政策。
F404发动机的研制遵循了结构完整性要求,采取了作战适用性、可靠性、维护性、费用、性能和重量的优先顺序,取得了良好的效果。
国产发动机在使用中亦曾多次发生结构故障,并造成事故。
如WP -6发动机涡轮轴折断、九级盘镉脆、五级盘破裂,WP -7发动机四级盘爆破,其他各型发动机转子与静子叶片损伤、折断等。
这些故障均属结构完整性问题。
有资料表明,国产发动机结构完整性故障约占故障总量的6215%。
为此,国内从1984年起相应开展了结构完整性研究工作。
但由于基础工作薄弱,认识不统一,致使可靠性研究工作进展不快。
本文旨在借鉴西方国家经验,阐明军用发动机可靠性和寿命管理工作的基本任务及其程序,并就一些有争议的问题陈述笔者的观点,以期有助于我国军用航空发动机可靠性和寿命管理工作的决策。
2 可靠性管理可靠性管理是实现发动机可靠性目标的管理活动,是实施全面质量控制和管理的主要环节。
它通过对发动机的故障分析、使用跟踪、结构维修计划、飞行参数和数据收集及分析,做出管理决策。
211 可靠性管理的基本任务发动机全寿命管理期通常划分为五个阶段:设计方案选定、验证及确认、全面工程研制、生产和使用。
可靠性管理贯穿于每个阶段,每个阶段都有各自不同的基本任务和管理活动。
例如,方案阶段主要是根据已投入使用机种的可靠性水平来预测新研制发动机的可靠性指标,并选定最佳设计方案;验证及确认阶段是在对所选方案及备用方案进行深入研究分析的基础上,进行样机试验及评估;全面工程研制阶段是做出设计决策、规定可靠性验证试验实施细则;生产阶段主要是质量控制,解决可靠性下降问题,评定生产工艺更改对可靠性的影响;使用阶段跟踪发动机的外场使用情况,收集数据,总结并修改可靠性判据及控制措施,确定可靠性改进范围。
212 可靠性指标的确定根据发动机使用环境的特点,正确地选择可靠性参数并合理地管理其指标,是可靠性管理工作的主要任务。
发动机可靠性指标选择的基本准则是:1)根据发动机的使用要求、飞行任务、类型和环境特点选择参数;2)根据维修方案选择参数,包括确定维修策略、维修任务、维修人员以及对工具设备的基本要求;3)有些参数之间有一定的关系,因此选择参数时应考虑到它们之间的相关性。
评定发动机可靠性的主要参数分列如下: 21211 平均故障间隔时间t Bf 平均故障间隔时间的数学表达式为t Bf=1N06Ni=1t i。
式中N0为发动机故障的次数,t i为第i次故障的间隔时间。
t Bf是一个重要的可靠性参数,它不仅表示发动机质量的优劣,而且还可作为系统可靠性预计和分配的重要参数。
21212 空中停车率R iFs 空中停车率是指每1000飞行小时中发动机空中停车的总次数。
发动机空中停车可由发动机本身故障和飞机系统故障引起,空中停车率通常是指发动机本身故障引起的。
21213 提前换发率R U ER和返修率R SV 提前换发率又称非计划换发率,指发动机在1000飞行小时中由于发动机故障造成的提前更换发动机次数。
返修率R SV定义为每1000飞行小时发动机返厂修理的次数。
21214 平均维修间隔时间t BM和每飞行小时直接维修工时L DMF 平均维修间隔时间t BM和t Bf存在着一定的量化关系,二者具有相关性,选择参数时只能选一个。
t BM是以t Bf为基础,并考虑到环境和复杂程度的影响所确定的一个耐久性指标,是由美国空军和波音公司基于大量的统计而获得的,其基本表达式为t BM=k(t Bf)α,式中k为环境参数,α为复杂参数,在只考虑发动机故障时,一般选k=2139,α=0166。
L DMF是指每1000飞行小时所需要的维修时间,通常包括维修站的维修工时。
各国对军用航空发动机可靠性参数的选取基本相同,均体现了战备完好性、任务成功性、维修人力和后勤保障能力。
表1列出了部分典型机种的可靠性参数及指标。
表1 几种典型军用航空发动机可靠性参数及指标Table1 Several typical reliability parameter and target of aero2engine served in army 发动机型号t Bf/h t BM/h R SV R iFs L DMF/h R UERF100-PW-10094419112F100-PW-200147013010081F100-PW-220212(217)0139(0155)F404175<2011112F110175<20101119M88>300<5E J200>100<1213 可靠性要求航空发动机的可靠性取决于发动机零件的可靠38第1期徐可君等:军用航空发动机可靠性和寿命管理 性。
为了合理地给出各种零件的可靠性,必须对发动机失效种类按失效后果的严重程度进行分类,对不同的失效提出不同的可靠性要求。
通常可靠性也常用不可靠度或失效率来表示。
21311 失效的分类 按失效的严重性分为三类: a1危险性影响。
这种影响将导致安全裕度大幅度下降,机械影响或工作负荷使空勤组无法准确、安全地执行任务,重者将导致机组人员和乘员的伤亡。
b1重大影响。
这种影响将导致安全裕度显著下降;由于工作负荷增加或空勤组效能受损害,使空勤组处理不利工作条件的能力降低,造成人员受伤。
c1轻微影响。
它对于适航性没有显著影响,空勤组有能力予以控制。
一般情况下,下列影响之一的失效应视为危险性影响:高能碎片的明显不包容;向空勤组及乘员舱供气中有毒物质达到不可接受的浓度;与驾驶员推力方向相反的推力相当大或不能关闭发动机。
对于单发动机的飞机和旋翼机,如果发动机故障引发飞机丧失维持水平飞行的推力或功率,则该故障应视为重大影响;如果没有功率,飞机不能降落,这种故障就属于危险性的。
对于多发动机的飞机,若一台发动机的故障只引发该发动机部分或全部丧失推力或功率,这种故障应视为轻微影响。
21312 失效率 在失效模式和影响分析中,有重大影响的每一种失效发生的可能频率规定如下:a1一般可能。
在该型飞机的每架飞机的总使用寿命期内,可能发生一次或几次;b1很少可能。
每架飞机在其总使用寿命期内不太可能发生,但在装这种发动机的该型许多架飞机的总使用寿命期内可能发生几次;c1极少可能。
尽管把装这种发动机的该型许多架飞机的总使用寿命作为一个整体加以考虑也不太可能发生,但仍认为是可能发生的。
失效率规定为每小时的风险次数,风险次数用预计的平均飞行时间之和去平均。
可接受的风险次数规定为,一般可能:10-3～10-4h-1(载客飞机:10-3～10-5h-1);很少可能:10-4～10-5h-1(载客飞机:10-5～10-7h-1);极少可能:10-5～10-7h-1 (载客飞机:10-7～10-9h-1)。
不同失效类型发生的概率要求也不同:危险性影响不超过“极少可能”;重大影响不超过“很少可能”;轻微影响不超过“一般可能”。
3 寿命管理寿命是衡量发动机耐久性的常用指标,它包括技术寿命和服役期限。
技术寿命定义为发动机从其使用时间开始,或经过翻修后恢复工作,直到极限状态前的工作时间;服役期限又称日历寿命,是发动机从其使用时间开始或经过一定形式修理后恢复工作,直到极限状态前的日历持续时间。
寿命管理工作的核心是通过工程学科中的先进技术,验证零件及其材料的疲劳寿命,并根据零件工作和负荷的性质,按危险性影响的程度对零件进行分类,以实施不同的寿命控制管理。
311 寿命当发动机零件的寿命或几种寿命组合得到批准时,应对部件的各个元件按所批准的寿命进行控制。
批准寿命是指预计某一元件在使用中至下一次大修前所能达到的最大寿命。
寿命按其控制的等级分为三级:限定寿命、非限定寿命和软寿命。
31111 限定寿命 指通过理论分析、台架试验和实际使用经验所确定的极限安全寿命,若超过这一寿命,相应零部件和组件就可能出现故障,产生不可接受的后果。
31112 非限定寿命 指台架试验和实际使用经验已验证的某一零部件或组件的寿命,在进一步试验和积累后,该寿命将宣布为限定寿命。