[发明专利]一种航空发动机FADEC系统安全性评估方法

说明书

本发明属于航空发动机技术领域，公开了一种航空发动机FADEC系统安全性评估方法，将FADEC系统出现故障导致发动机LOTC事件作为系统的失效状态；然后分析FADEC系统导致LOTC事件的系统单元，建立FADEC系统单元之间的可靠性模型，求出系统失效状态的最小割集；然后在时域内模拟系统状态的随机游走；最后得到FADEC系统在任务时间内的瞬时LOTC率和平均LOTC故障频度。本发明不仅为改进设计、制造工艺，获取适航合格证指明方向和途径；还为FADEC系统的时间限制遣派研究和制定主最低设备清单(MMEL)提供基础依据。

技术领域

本发明属于数据分析技术领域，尤其涉及一种航空发动机FADEC系统安全性评估方法。

背景技术

现代航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC系统)的安全性影响着发动机乃至整个飞机的安全性。根据《航空发动机适航规定》中的规定，申请人必须完成发动机控制系统的安全性分析以及系统安全性评估。因此，FADEC系统的安全性评估是航空发动机通过初始适航审定的一项必要工作，并且对改进FADEC系统的设计，验证安全性水平有着非常重要的作用，还为FADEC系统的时间限制遣派(TLD)研究和制定主最低设备清单(MMEL)提供基础依据。

发动机控制系统的平均安全性要求用丧失推力控制事件(LOTC)的故障频度来衡量，瞬时安全性要求则由瞬时LOTC率来衡量。

随着航空发动机控制技术的发展，全权限数字电子控制(FADEC)系统的安全性变得越来越重要，它关系到FADEC系统乃至整个飞机的工作成败。鉴于FADEC系统的工作环境十分恶劣，所规定的体积和重量越来越小，所以要设计出既满足规定的体积和重量要求，又具有在恶劣环境下满足安全性要求，就必须加强对FADEC系统的安全性评估研究工作。

根据中国民用航空规章(CCAR)第33部《航空发动机适航规定》中第28条“发动机控制系统”以及第75条“安全分析”等适航条款规定，FADEC系统安全性评估已经成为安装FADEC系统的发动机以及安装此类发动机的飞机开展型号合格审定、获取型号合格证必须进行的一项符合性验证工作。安全性评估是对产品的安全性进行定量控制的必要手段，FADEC系统安全性评估目的是衡量FADEC系统的安全性是否达到预期的设计目标，验证安全性设计的合理性,指出它的薄弱环节、审定其是否符合初始适航条例，为改进设计、制造工艺，获取适航合格证指明方向和途径；在发动机的运营使用阶段，分析FADEC系统的安全性以及进行相应的维修与可靠性管理，对提高飞机的安全性、可靠性以及降低运营成本有着非常重要的作用。科学、合理、有效的安全性评估技术不仅能够使产品安全性分析结果更为准确，在加强对产品研制风险控制的基础上，还能够减少试验经费、缩短研制周期、改进设计和制造工艺、优化产品的维修，降低运营后的成本。

在国际上，波音和空客作为当今两大航空界巨头，由于其技术上的绝对优势，多年来一直垄断着民用航空市场，同样，其在安全性评估技术上也是一直处于前沿。由于我国的航空工业整体上跟国外发达国家有一定的差距，系统安全性评估技术在民用飞机上的应用与国外相比相对较滞后，实际经验不足，在应用过程中存在一些问题。然而随着航空发动机FADEC系统的日趋复杂化，以及评估验证技术的不断发展，FADEC系统安全性评估方法也在不断地改进和提升。所以，航空发动机FADEC系统安全性评估方法这一研究工作的展开对改进系统安全性评估方法技术、加强航空发动机全权限数字电子控制系统安全性评估力度和提高航空发动机全权限数字电子控制系统的可靠性具有重要的现实和深远的意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现行民用航空器安全性评估的方法主要有两种即故障树分析(FTA)方法、相关图方法和马尔可夫模型方法。