[发明专利]航空发动机基线计算方法、状态监控方法及监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种航空发动机基线的计算方法、一种基于航空发动机基线的航空发动机状态监控方法以及一种基于航空发动机基线的监控系统。

背景技术

目前，航空公司对航空发动机的维修采用视情维修方式，即对航空发动机的状态进行准确的趋势分析和故障诊断，在此基础上确定是否需要维修。视情维修可在保证飞行安全的前提下最大程度地提供航空公司的经济效益和社会效益。

可通过发动机各状态参数与良好状态下控制量的偏差值的变化情况及大小来反映航空发动机的状态，从而推断发动机的性能衰退情况。同一型号的机群中处于良好状态下的发动机状态参数与控制量之间的函数关系称为航空发动机的基线。偏差值的精确程度除了与测量值是否准确有关外，还取决于发动机基线方程的精度。因此，建立准确的基线方程是正确地进行发动机状态趋势分析和故障诊断的前提。

国内航空公司目前所使用的航空发动机状态监控系统主要还是由各个发动机厂商自己提供。航空发动机的基线都隐藏在发动机生产厂家的性能监控系统中，航空公司并不知晓。用户通过把相关的参数测量值输入到厂家系统中，由系统计算出性能参数的偏差值并返回给用户，作为发动机状态监控的依据。用户通过将偏差值与对应的发动机指引图做比对，确定是否需要维修发动机。

由于不能精确地掌握发动机的基线方程，航空公司在发动机的性能监控过程中时时依赖于发动机生产厂家，导致发动机性能监控费用受制于生产厂家。更为严重的是，一旦通信通道受阻，航空公司就不能进行正常的发动机性能状态监控，使航空公司缺乏必要的安全性，严重时将影响航空业务的正常运转。

为了改变上述被动局面，许多航空公司都试图挖掘现行发动机性能监控系统中隐藏的基线，以建立自主基线模型，进而实现对厂家性能监控系统的替代。目前中国有关发动机基线以及状态监控的技术研究主要集中在以下两个方面：1）利用国外系统的计算结果为依据，建模自己的基线计算方法；2）以维修试车台实验数据为基础，建立自身的基线模型。但是目前中国国内航空公司实际应用中，还没有真正使用国内自主研发的基线和监控方法。

申请公布号为CN102288412A的中国发明专利申请中，披露了更多相关内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何挖掘航空发动机的基线，实现对航空发动机的状态监控。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种航空发动机基线的计算方法，包括：

解析所述航空发动机的巡航报文，以获取所述航空发动机的飞行数据；

基于所述飞行数据，利用偏最小二乘回归法建立所述航空发动机的基线模型；

基于所述基线模型，计算所述航空发动机的基线值。

在一个实施例中，所述飞行数据的最小样本量为所述航空发动机运行1年期间的飞行数据。

在一个实施例中，所述飞行数据包括：低压转子转速N1、计算空气速度CAS、海拔ALT；静态大气温度SAT、大气总温度TAT、飞行马赫数MACH；

所述基线值包括：发动机排气温度EGT、高压转子转速N2、发动机燃油流量FF。

在一个实施例中，在建立所述航空发动机的基线模型之前，还包括：对所述飞行数据进行预处理；

所述预处理包括：

保留处于稳定巡航状态的飞行数据；

剔除粗大误差的飞行数据。

在一个实施例中，所述稳定巡航状态包括：海拔ALT＞20000英尺，且0.6＜飞行马赫数MACH＜0.9。

在一个实施例中，所述剔除粗大误差的飞行数据包括：

基于海拔ALT、计算空气速度CAS、飞行马赫数MACH、大气总温度TAT、静态大气温度SAT的数据相关性，建立回归方程；

剔除所述回归方程中标准差大的飞行数据。

在一个实施例中，所述回归方程为：

ALT=f（CAS，MACH）

CAS=f（ALT，MACH）

MACH=f（CAS，ALT）

TAT=f（SAT，MACH）

SAT=f（TAT，MACH）。

在一个实施例中，所述标准差大的飞行数据包括：大于3倍标准差的飞行数据。

在一个实施例中，所述基线模型为：

EGT=α₁N1+α₂N1²+α₃TAT+α₄ALT+α₅MACH