1、发动机机队管理作业作业一：发动机单元体评估需要哪些参数，评估步骤？评估单元体健康状况的特征参数有转速，涡轮膨胀比，LPC 压力比和 EGT。发动机评估准则主要包括：（1） N1 转速相对于基线明显的下降表明低压涡轮性能下降。（2） 涡轮膨胀比，修正的 HPC 出口温度或 N2 转速明显的下降，表明 HPT 性能的下降或 1NGV 区域开口过大。（3） 高压压气机前的可调静子叶片对 N2 转速有重要影响。如果静叶角度开度太大，N2 转速就会下降。（4） 与能量有关的参数，EGT 和燃油流量有比例关系，10 度左右的 EGT 变化对应 1%的WF 变化。（5） 另一个重要的参数 N1-N2，如同
2、N1，N2 与各自的基准线关系一样，主轴转速的增加会产生更多的气体，产生更高的压力。发动机单元体评估步骤：（1 ） 对 PW400 系列发动机，风扇影响整个推力，风扇正常的情况下，推力与 N1 成比例。LPT 驱动风扇和 LPC，LPT 会影响 N1 大小，但风扇流量的减小会使 N1 转速增加，所以在评定 LPT 前先要评定风扇性能。（2 ） LPC 的参数受到所有发动机单元体的显著影响，LPC PR 对每个组件都很重要，在对 LPC 出口参数的变化进行分析的时候，还要注意 N1-N2。（3 ） TER 通常与基准线很接近，其中 1NGV 区域，HPT 和排气部分对该参数有显著影响，当 1NG
3、V 区域的增加或 HPT 失效时，会影响 HPC 出口参数，所以在评定 HPC性能的时候，需要先对其它单元体评定，在对 HPC 评定。作业二：组件性能评定作业三：发动机性能排队发动机性能排队的含义就是根据发动机当前的性能状态信息,对所有的发动机进行性能排队, 即以某个发动机性能参数为基准, 依据不同的排队规则对机队所有的发动机进行性能排序。这样就可以将其应用于确定发动机使用方法的决策上,即合理地制定出一个最优的发动机维修计划,并对发动机的下发预测提供依据。目前，航空公司对发动机性能排队的主要依据是发动机的排气温度裕度，排气温度裕度越小，发动机基本思想性能越差。该方法的缺点是只考虑了排气温度裕度
4、一项因素，在某些情况下并不是最优的方法。通过对国内外航空公司现状的调研,总结了民航发动机的性能参数:EGT 裕度、N1 振动值、N2 振动值、滑油消耗率、CSR(自上次修理循环数) 和 HCR(时控件剩余循环数)等 6 个参数,有了这些参数,就可制定民航发动机的性能排队规则。并且,这些发动机的性能参数都是与发动机的性能状况有密切关系的。（一）单个参数进行排队1 EGT 裕度根据发动机当前的 EGT 裕度, 可以对各台发动机进行性能排队。EGT 裕度随着发动机性能的衰退是不断降低的,因此 EGT 裕度可以作为发动机性能情况的排队参数,EGT 裕度值低的发动机排在最前面。然后,依次排列发动机, 可
5、以得到整个机队发动机的排队情况。为此,制定了以下的规则进行排队:Ui=EGT Mi1,EGT Mi2, ,EGT Mij(i 为时刻,j 1)式中:EGT Mi1 EGT Mi2 EGT Mij;Ui 为在 i 时刻整个机队发动机性能排队集合;EGT Mij 为在 i 时刻第 j 台发动机的 EGT 裕度值。2 N1 振动值根据发动机当前的 N1 数值,对当前的各台发动机进行性能排队。N1 值越高的发动机性能比 N1 值低的发动机性能差 ,在性能排队中将 N1 值高的发动机排在前面,低的排在后面,最后可以得到整个机队发动机的性能排队队列,即应满足以下的排队规则:Ui=N1i1, N1i2, ,
6、 N1ij(i 为时刻,j 1)式中:N1i1 N1i2 N1ij;Ui 为在 i 时刻整个机队发动机性能排队集合;N1ij 为在 i 时刻第 j 台发动机的 N1 振动值。3 N2 振动值根据发动机当前的 N2 数值,对当前的各台发动机进行性能排队。N2 值越高的发动机性能比 N2 值低的发动机性能差 ,在性能排队中将 N2 值高的发动机排在前面,低的排在后面。最后可以得到整个机队发动机的性能排队队列,即应满足以下的排队规则:Ui=N2i1, N2i2, , N2ij(i 为时刻,j 1)式中:N2i1 N2i2 N2ij;Ui 为在 i 时刻整个机队发动机性能排队集合;N2ij 为在 i
7、时刻第 j 台发动机的 N2 振动值。4 滑油消耗率根据发动机当前的滑油消耗率数值,对当前的各台发动机进行性能排队。滑油消耗率值高的在性能队列中排在前面, 低的排在后面, 将其应用于整个机队的发动机,那么就可以得到机队发动机的性能排队情况, 即应满足以下的排队规则:Ui=oilratei1, oilratei2, , oilrateij(i 为时刻,j 1) 式中:oilratei1 oilratei2 oilrateij;Ui 为在 i 时刻整个机队发动机性能排队集合;oilrateij 为在 i 时刻第 j 台发动机的滑油消耗率的值。5 CSR(自上次修理循环数)根据发动机当前的 CSR
8、的数值, 对当前的各台发动机进行性能排队。 CSR 值越大的发动机性能比 CSR 值小的发动机性能差。因此, 将 CSR 值大的排在前面 ,小的排在后面。将此方法应用于机队的发动机性能排队,那么整个机队发动机的性能状况就可以知道了,即应满足以下的排队规则:Ui=CSRi1,CSRi2, ,CSRij(i 为时刻, j 1) (5)式中:CSRi1 CSRi2 CSRij;Ui 为在 i 时刻整个机队的发动机性能排队集合;CSRij 为在 i 时刻第 j 台发动机的自上次修理循环数。6 HCR(时控件剩余循环数 )HCR 是发动机的时控件剩余寿命循环数, 若发动机在翼时间越长,时控件的剩余寿命则
9、越低,离下发的时间就越接近, 这样根据发动机时控件剩余寿命的大小就可以进行性能排队,即应满足以下的排队规则:Ui=HCRi1, HCRi2, , HCRij(i 为时刻, j 1) (6)式中:HCRi1 HCRi2 HCRijUi 为在 i 时刻整个机队;发动机性能排队集合;HCRij 为在 i 时刻第 j 台发动机的时控件剩余循环数。6 个发动机性能监控参数依据行业经验,其重要程度依次为 :EGT 裕度、N1 振动值、N2振动值、滑油消耗率、CSR、 HCR,其重要程度可作为发动机性能排队的参考。以上是基于发动机单个参数的排队规则，对于 6 个参数对发动机性能的综合影响，需要考虑每个参数的
10、权重。可通过层次分析法进行加权评估；或者可以通过主成分分析法对各个参数进行综合考量。（二）综合多参数进行排队运用主成分分析法可以综合考虑发动机的所有有关参数，克服只考虑单一因素的不足，提高了性能排队的可信度，更符合工程实际。下面介绍应用主成分分析法进行发动机性能排队。主要参考文献黄远强,翟红春,赵越超.基于主成分分析方法的航空发动机性能排队研究J航空维修与工程，2015 1 基本思路：（1）构造初始判断矩阵 A；（2）求解对应 A 的反对称矩阵 B,B=logA；（3）求解对应 B 的最优传递矩阵 C；（4）导出 A 的拟优一致阵 V；（5）求解 V 的特征向量，得到在给定初始矩阵下各影响因素
11、的权重值；（6）根据权重值确定发动机评估和排队指标。2 主成分分析法应用计算步骤：（1）对发动机参数标准化处理，并求各个参数间的相关系数矩阵；（2）由相关系数矩阵求取所有的特征值及其对应的特征向量；（3）求第 k 个主成分的贡献率，提取累计贡献率满足要求的特征值特征向量组成新的矩阵；（4）以每个主成分的贡献率作为权重，对发动机性能进行排队。参数选取 评估发动机性能好坏的方法通常是计算发动机的使用时间, 而大量事实表明, 两台使用时间相同的发动机由于使用条件不同, 将可能造成显著的差异。可测得民航发动机的性能参数: EGT、 EGT 裕度、燃油流量（FF)、低压转子转速 (N1)、N1 振动值、
12、高压转子转速（N2） 、N2 振动值、滑油消耗率、CSR( 自上次修理循环数)和 HCR( 时控件剩余循环数) 等 10 个参数, 有了这些参数, 就可制定民航发动机的性能排队规则。并且, 这些发动机的性能参数都是与发动机的性能状况有密切关系的。结合实际情况，由于所能得到的参数数据有限，仅仅选取某航空公司在翼的 19 台 JT9D-7R4 发动机的 EGT、FF、N1、N2、EGTM 数据进行主成分分析。计算结果：相关系数EGT FF N1 N2 EGTMEGT 1 0.7952 0.5766 0.4582 -0.9647FF 0.7952 1 0.5752 0.3046 -0.8346N1
13、0.5766 0.5752 1 0.0794 -0.6266N2 0.4582 0.3046 0.0794 1 -0.4879EGTM -0.9647-0.8346-0.6266-0.48791相关系数矩阵特征值 3.4098 0.941 0.4103 0.2103 0.0287贡献率 68.2% 18.82% 8.21% 4.21% 0.56%累计贡献率68.2% 87.02% 95.23% 99.44% 100%第一主成分0.5149 0.48 0.3843 0.2782 -0.5286第二主成分0.0411 -0.1377-0.53210.8337 -0.0331第三主成分0.221 0
14、.4515 -0.7449-0.4171-0.136各个特征值及其贡献率和主成分系数排队结果：序号 发动机号得分 排队序号1 5603 26.3 12 5607 23.4 23 5612 22.2 34 5620 21.8 45 5628 20.3 56 5627 17 77 5601 15.9 88 5611 17.7 69 5621 14.6 910 5615 12.9 1011 5622 11 1112 5606 9.79 1313 5629 9.8 1214 5608 5.8 1515 5625 5 1616 5623 6.5 1417 5618 -2 1718 5602 -2.1 1819 5617 -3.8 19
