飞机机械故障诊断技术分析与改进方法

　　【摘要】飞机的构成较为复杂精密，构成飞机的机械和零件数量由于型号不同也相对不同，基本数目都在数万左右，对于军事所用的战斗机，零件数目更是惊人，甚至数以千万计。因此飞机的精密性与复杂性也加大了飞机机械故障的诊断难度，对于液压系统、冷气系统、操控系统、高空系统、机体机械机电系统等等各个系统，一旦某一处发生故障，都会造成严重的后果。提升飞机机械故障的诊断技术，对常见的故障及时维护监测，是当前保障飞机正常运行的重要方式，本文对此进行探讨。
　　【关键词】飞机；机械故障；诊断技术；改进方法
　　飞机安全事件每隔几年就会发生，回顾1986年美国的挑战者号，因为飞机上的密封圈故障，致使飞机的四万升燃料瞬间爆炸，后果严重，直接损失了12亿美元〔1〕。由此，人们对于飞机的安全性要求极为严格，现今飞机已经成为人们出行的重要交通工具，相关部门也应该加强对飞机机械故障的诊断和维护，保证飞行系统正常运行，确保飞行器的安全。
　　一、飞机机械故障诊断的特性
　　（一）复杂性
　　飞机体积较大，整个运行系统由若干个子系统模块构成，每个模块又有不同的机械系统，零部件较多，复杂性极高〔2〕。飞机各个零部件之间相互连接组建，再用外壳塑造外形，从而构成了整个飞机系统，一旦其中的某个零件出现问题，就会影响周边的零件或系统，从而影响到整个飞机的正常运行，甚至引起更大的故障。因此在飞机机械故障的诊断中，应该以有效的方式找出问题的根源，也就是我们常说的故障源，进而对整个飞机的零部件一一检测排查故障，提升飞机运行的整体安全性。
　　（二）相关性
　　上文中所说飞机是由多种零部件组合而成，构造上极为复杂，由此诊断维修的难度也会加大。飞机机械故障具有相关性，也就是其中某一处的机械故障会对其它零件或系统造成严重的影响，由此在机械故障的诊断过程中，应该详细细致的排查和检测，找到故障源时，也要对周边零部件进行重点排查，做好安全检查工作，保证飞机安全运行。
　　二、飞机机械故障常用的诊断方式
　　（一）定时诊断
　　定时诊断既是航空航天行业固有的故障诊断方式，也是常规传统的一种诊断模式。这种诊断模式是定时定期进行的，其存在的必要性在于预防故障的发生，以此为导向进行诊断。因为飞机是一种大型的出行工具，不同于动车以及汽车等路面出行工具，一旦发生故障可应急制动，且有路面缓冲争取补救的时间〔3〕。飞机一旦发生故障很可能从高空坠落，不仅造成直接的经济损失，更会给人们的生命财产安全产生剧烈的影响，由此就突出了定时诊断的必要性。定时诊断也是依据飞机的具体构造和机械情况而定，举例来说飞机滚轮的诊断时限为一周。也就是说每7天相关工作人员就必须对滚轮进行检测，从而进行故障分析和判断，若发现问题，采取相应的维修措施排除故障，若无故障则要及时维护。定时诊断的存在可以较好地定时监控飞机各子模块，模块中的单元结构以及相关零部件的具体状况，从而有效的发现问题，对飞机做一个全面的了解。飞机故障的发生随机性较高，机械故障的诊断能够有效确保飞机零部件和各系统的正常工作。不过从另一个角度来说，定时诊断需要耗费大量的人力和物力，由此加大了航空公司的运营成本。
　　（二）视情诊断
　　视情诊断从字面意思理解就是当飞机在运行过程中出现征兆性信号时，就应该立即做出判断，应该是某种潜在故障即将产生的信号〔4〕。此时采用状态检测技术来监测这些信号，根据所检测的信号来推断可能发生的故障并及时采取措施，防止故障后果产生。视情诊断由于其诊断根据来自于故障发出的直接信号。由于视情诊断往往是出于飞机运行状态下，而在这种背景环境中，工作人员很难采取措施来维修机械故障，这种潜在的威胁严重影响着飞机的安全运行。因此不难看出，视情诊断虽然对于故障源的判断能够缩小范围，但其发生的时间和空间一般处于高空，具有特殊性，对故障维护效用不大，所以视情诊断在实际的操作中具有危险性和紧急性特点。
　　（三）常规诊断
　　常规诊断是飞机机械故障诊断的常规传统方式。常规诊断主要是以飞机运行的航次为标准来进行检测，通常情况下，飛机在着陆后和起飞前，这段时期内机场的工作人员会优先对飞机进行整体检测，这种检测就是常规检查，能够排除常规的故障，进行有效的诊断，尤其是一些容易出现故障的部分，在常规检测中，一旦异常情况应该立即采取相应措施预防和维修。另外，常规诊断相对简单，具有省时省力的特性。
　　三、飞机机械故障诊断技术的改进方法
　　（一）诊断数据库的建立
　　现今是网络、技术以及数据发展的新兴时代，飞机机械故障诊断应该依托于高科技技术以及大数据时代的支持。首先应该建立科学知识库以及诊断数据库，利用信息化管理模式规范整个维修过程。知识库数据库的建立，能够参与为故障诊断的相关工作人员提供理论依据和数据支持，能够切实提升飞机机械故障诊断的效率〔5〕。机械故障诊断数据库可共享，记录每一种型号的飞机常见的故障，所有零件以及相关的数据知识，一旦飞机发生故障，可根据以往的故障原因进行分析，对比故障的不同，从而进行详细的统计，进而加快故障诊断的速率。对于数据库的管理者，应该定期做好对信息的综合整理，实施传输最新的数据信息形成系统框架，更新数据库，使故障诊断以及之后一系列的维修变得更为简单快速。
　　（二）完善推理机制
　　飞机属于大型机械，其中的零件的大小不等，型号各不相同，通常情况下，针对飞机机械故障以往频率高发的故障，应该进行典型的案例整理，且存储有效数据，实施故障应急方案，一旦飞机在运行过程中发生故障，可以立即启动应急方案，并且同时结合飞机的运行状况快速找到故障源，并且在应急措施启动的情况下快速根据以往经验进行维修，保障飞机安全的运行。完善推理机制，不仅能快速对故障进行诊断，更能有效推动飞机机械故障诊断快速发展。
　　四、结束语
　　飞机是人类出行的重要工具，也是连接国内各地以及国外各地的重要载体，对于飞机机械故障诊断的分析显得极为重要。现今人对飞机安全性的要求极高，而飞机故障不同于小型的机械故障，一旦发生就会对人们的生命及财产安全产生极大的威胁，并且会影响到飞机的正常运行，延误人们的出行时间。因此，为了加强飞机运行的安全性，相关部门应该加强对飞机机械故障诊断和维护的建设，以科学有效的方式对飞机各零部件做好检测和诊断，从根本上减少飞机故障发生的几率，避免飞机在运行的过程中发生故障。
　　【参考文献】
　　〔1〕黄建。特征评估高压断路器机械故障诊断方法的研究〔J〕。高压电器，2015，12：8995。
　　〔2〕王金福，李富才。机械故障诊断技术中的信号处理方法：时频分析〔J〕。噪声与振动控制，2013，03：198202。
　　〔3〕刘永建。基于改进神经网络的民机发动机故障诊断与性能预测研究〔D〕。南京航空航天大学，2012。
　　〔4〕罗颂荣。基于变量预测模型模式识别的旋转机械故障诊断研究〔D〕。湖南大学，2015。
　　〔5〕赵转哲。混合蛙跳算法的改进及在旋转机械故障诊断中的应用研究〔D〕。东南大学，2016。