基于A320机型的发动机滑油系统故障实时监控预警研究

来源:用户上传      作者:易玮 迟晔 史秀宇

　　摘要：通^对发动机滑油量等关键参数进行实时监控预警，第一时间发现发动机系统故障，有利于及时采取有效措施预防发动机空中停车，提升飞机的安全维护水平，保证飞行安全。
　　关键词：发动机；故障；监控；预警
　　Keywords：engine；fault；monitoring；warning
　　1 发动机关键参数监控的现状和意义
　　目前，世界范围内对航空发动机滑油量等关键参数的监控还处于人工记录和统计分析阶段，不能完全做到实时监控，这种传统方法诊断故障滞后，属于事后判断，无法达到实时监控预警的目的，也无法满足日益发展的高质量发动机的管理需要。
　　建立发动机关键参数（油压、油温和滑油耗量等）实时监控预警系统，有助于提升发动机滑油系统故障实时预警能力。当捕捉到滑油系统关键参数超差时，预警系统实时发送自主编辑的滑油预警报文给地面邮箱，从而在第一时间捕捉到故障的发生，尽早发现发动机系统工作异常问题，及时采取措施安排相关排故运力，提升飞机的安全维护水平，达到“安全关口前移”的目的。该系统对于发动机预防空停，提升机队整体安全裕度，完善发动机工程管理综合业务能力将起到重要的作用。
　　2 关键参数实时监控预警的研究内容和技术方案
　　2.1 研究内容
　　1）A320机队滑油实时监控逻辑；
　　2）A320机队滑油实时监控功能ACMS软件实现；
　　3）A320机队地面预警分析功能实现；
　　4）A320机队滑油预警事件工程应对方案。
　　2.2 技术方案
　　采集南航A320机队的发动机QAR数据，通过对故障深入分析，对滑油系统关键参数超差预警门槛值和预警逻辑进行分析设定，建立故障诊断预警模型，实施完成A320飞机发动机滑油系统关键参数的实时采集与预警传送。当捕捉到参数超差时，以实时ACARS报文的形式将自主编辑的滑油参数超差预警报文发送至指定的地面邮箱，依托机载ACMS软件建立滑油系统空中警告触发机制，向地面发送警告信息，并集成于地面远程诊断系统，为工程师提供一体化解决方案。
　　3 技术实施方案
　　3.1 工程实施步骤
　　1）收集机队及故障案例数据，搭建故障模型，完成构型监控逻辑分析；
　　2）在A320机型上根据机载软件性能与模式实现监控逻辑；
　　3）完成触发逻辑关键信息的QAR记录，实现阈值参数航线调节功能；
　　4）装机测试与验证；
　　5）发布升级技术文件；
　　6）监控升级效果与问题反馈。
　　3.2 自主报文设计
　　本项目实时地将自主设计的ACARS 853报文向地面发送超差报文信息，并集成于地面远程诊断系统为工程师提供一体化解决方案，提升南航机队整体安全裕度。当参数超差时，会触发自主设计的发动机滑油监控报文，通过预置的报警CODE代码即可判断故障类型，自主设计的853报文信息如图1和图2所示。
　　3.3 自主设计的实时监控报文与传统监控方式对比
　　使用发动机滑油实时监控报文前后对比如表1、表2所示。
　　4 成果实现及应用推广
　　4.1 某飞机左发空中漏滑油事件预警
　　2021年3月一架A320飞机执行航班任务，15：38离地，EMC接收到本项目的实时预警报文，监控到空中左发漏滑油，立即与机组联系，通知机组关注滑油参数，并通知相关部门安排调整后续航班。飞机16：45正常落地。驾驶舱显示左发滑油量为8.5QT，右发滑油量18.3QT。
　　地面检查发现反推包皮6点钟位置有较多滑油痕迹，打开反推包皮检查发现起动机周围和起动机壳体处有较多滑油，拆开起动机磁堵检查发现大量金属屑，如图3所示。
　　地面进一步排故发现起动活门在空中未完全关闭，引气持续驱动起动机空转，起动机长时间转动导致内部失效并漏油。
　　本故障案例是对发动机滑油实时监控预警项目的成功运用，预警报文的成功触发以及地面维护人员的及时反应和分析，并采取了有效措施，预防发动机空中停车，提升了飞机的安全维护水平，降低了潜在的维修成本。
　　4.2 推广应用
　　截至2021年11月，本课题项目已在南航全部空客A320s机队进行安装应用并取得成功，即将在其他机型上推广实施。对发动机滑油系统的关键参数进行实时监控，一旦超差触发实时预警报文发送地面，能够实现第一时间有效预警空中滑油泄露等重大故障的目的。
　　5 结束语
　　大数据技术的发展为更好地取代现有数据采集方法并实现机上实时监控提供了条件，本成果可拓展应用于其他机型和系统的实时关键参数的监控预警，如应用于飞行参数实时预警，为更好地保障飞行安全提供有利支撑。

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