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航空发动机修理技术
1.4.1.1 1.1 航空发动机的维修策略
1.1 航空发动机的维修策略

航空装备技术的发展,促进了维修策略的改进,带来了维修思想的变化。航空发动机的维修策略主要有基于故障的维修、基于时间的维修(定时维修)、基于状态的维修和视情维修,也有学者把基于状态的维修称为视情维修。我国现役航空发动机的维修方式以定时维修为主,部分发动机则是定时维修和视情维修相结合。

1.1.1 基于故障的维修

基于故障的维修是指零件用到出现故障时才检查与维修,所有维修工作都是非计划的,也称为失效维修。这种维修策略主要基于当时的时代背景而产生,目前应用在对发动机安全性影响不大的零部件上。

1.1.2 定时维修

以材料静强度设计为依据,基于零部件的寿命及可靠性规律,根据整机持久试车和领先使用的方法来确定发动机的总使用寿命和翻修时限,按照固定的修理周期安排维修工作,这种方法称为定时维修。定时维修以使用时间为基础,体现了以预防事故为中心的维修思想,以维修手册为依据,凭借个人经验做维修决策。但不能有效地预防与使用时间没有直接关系的故障。由于故障预测性不强,相对容易造成无效拆解、“维修不足”或“维修过剩”现象,影响了发动机的工作精度和有效寿命。

1.1.3 基于状态的维修和视情维修

基于状态的维修是指通过获取装备的工作状态,构建一套装备的维修策略,以预计装备在未来工作是否正常。状态维修的目的是将以信息技术为代表的各种高新技术应用到维修的全过程,从而提高维修工作的效率与效益,实现维修方式的全面变革。如美国F-22战斗机的机载维修系统具备了状态监控、预兆、故障诊断与隔离、故障恢复、故障评估与报告等功能,在飞行过程中精确定位故障,科学评估故障对当前飞行任务的影响,通过改变路径、降低功能等方式减少故障的影响。同时,该系统还能将评估结果传送给地面的自动化维修保障系统,并通过联合分布式信息系统传输给工业部门、装备管理机构和维修中心,由后者共同协商并做出维修决策,进而在故障发生之前排除故障,是实现航空装备精确维修的重要途径。

视情维修是以可靠性为中心的维修数据分析程序,根据定期或连续的状态监测结果所实施的预防维修策略,通过随时监测和掌握装备的技术状况,对其可能发生的功能性故障做必要的预防维修或避免故障后果。理论上可以避免因“过修”和“失修”问题而导致的严重后果,可以更准确地权衡安全和经济的矛盾,最大限度地降低维修风险,优化维修成本,提高装备的可用度。相对于定时预防性维修,视情维修针对性强,保障规模小,维修成本相对低,可以充分使用发动机,不会造成明显的浪费,可以预防偶然故障,因而使维修的有效性、经济性大为提高,目前已成为民用航空发动机的主要维修方式。

国外开发的预测性趋势监测与诊断程序,透过飞机的数据系统监控到辅助动力装置的关键性能参数,监测其使用情况及周期,跟踪其衰退与性能情况,分析发动机附件和控制元件的可靠性。一些民航维修基地在维修发动机之前,使用软件工具计算投资回报的预算,最大限度地降低发动机维修成本。通过将发动机状态监控数据和发动机的历史数据等现有方案综合在一起确定最佳工作范围。在视情维修策略下开发的航空发动机性能管理系统,一定计划期内可以达到机队缺发时间最少、缺发损失成本最低、备件保障率最高、备用发动机数量合理的目的。

总的来说,视情维修和新的监控技术用来确定发动机维修策略、最佳维修工作范围,提高可靠性,降低维修成本。但维修策略的选择,需要考虑型号发动机的特点、国家工业发展水平和企业的技术能力等。视情维修是航空装备维修策略发展的重要方向,视情维修技术既可以为修理厂维修型号发动机提供一定的技术支持、降低成本和提高维修效率,也可以根据故障的发生规律,形成相应的发动机维修策略,为发动机设计部门和用户的维护检查提供参考。