第8章发动机视情维修管理ppt课件.ppt
第8章 发动机视情维修管理,8.1 视情维修的状态,8.2 基于状态的剩余寿命预测(不做要求),8.3 发动机机队管理,8.4 送修等级与工作包,8.1 视情维修的状态,8.1.1 状态的含义与特点,8.1.3 发动机的状态监控,8.1.2 发动机的视情维修策略,8.1.1 状态的含义与特点,设备状态划分,状态监测类别,8.1.1 状态的含义与特点,设备状态划分,参考P-F曲线，我们这里根据机器（或者设备等）的情况表现把状态分成如下几种情况：,（1）一次效应状态：就是可以直接反映设备发生了功能故障的状态。,（2）二次效应状态：就是在潜在故障和功能故障之间时设备的状态，表现了设备的性能衰退劣化。,（3）正常状态：就是从安装到发生潜在故障之间时设备的状态，表现了设备的正常运行情况。,8.1.1 状态的含义与特点,状态监测类别,状态监测数据需要借助于其他监测设备获得，也就不可避免出现诸如信息水平降低、有噪声、以及随机和模糊的不确定性等问题，因此反映出来的状态参数也有如下的数据监测特点：,（1）完全监测即设备所有部件被完全的监控，并且监控获得的信息完全反映部件当前相应的状态。,（2）部分监测即设备里的部件有些被监控，有些没有被监控。,（3）不完全监测即虽然对部件进行了监控，但是监控后所获得的信息不能完全反映受监控的部件的当前状态。这是因为有的部件的故障失效并不明显、也不容易被探测到，甚至有些监控系统自身就会故障失效，导致不能实现监控功能，不能反应部件的实际状态。,8.1.2 发动机的视情维修策略,通过采用一定的状态监测技术对产品可能发生功能故障的二次效应进行周期性的检测、分析、诊断，再根据状态发展情况所安排的预防性维修。,视情维修策略(CBM),发动机视情维修策略(CBM),根据发动机的性能状态、孔探、磁堵、以及外观检查等状态监控信息情况，判断发动机的状态情况，决定采用何种维修行为，并安排发动机下发和机队调度，最终以合理的维修决策控制发动机的送修成本。,航空发动机的CBM策略必须为发动机的寿命与其他特性（如：可靠性、维修（包括修理）成本、发动机价格等）之间提供安全和最优的平衡。,8.1.3 发动机的状态监控,发动机状态监控的发展历程,发动机状态监控的内容,发动机状态监控的实施,8.1.3 发动机的状态监控,发动机状态监控的发展历程,8.1.3 发动机的状态监控,发动机状态监控的内容,（1）气路性能监控,（2）滑油监控,（3）振动监控,（4）寿命件监控,8.1.3 发动机的状态监控,发动机状态监控的实施,（1）发动机厂家限制值,（2）发动机状态数据收集,（3）发动机状态报告,（4）发动机性能会议,（5）警告通知,（6）警告处理,（7）警告通知的关闭,（8）纠正措施,（9）发动机档案,8.3 发动机机队管理,8.3.1 发动机性能排队,8.3.3 发动机机队实时调度计划,8.3.2 发动机下发预测,8.3.4 发动机机队管理内容,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队的必要性,民航发动机性能排队参数,民航发动机性能排队规则,民航发动机性能排队实例分析,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队的必要性,能有效地指导维护人员开展有针对性的维护工作；,航空公司根据发动机的性能状态参数，将发动机按性能指标进行排队，评定发动机的性能状态。,帮助工程师对整个机队的发动机性能状况的了解，就可以应用于确定发动机使用方法的决策上，合理的制定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。,帮助飞行人员了解发动机的各项运行品质，做到在飞行中心中有数，确保飞机飞行安全。,帮助航空公司有目的地进行排故和维护工作，对发动机的管理更加合理和规范。,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队参数,EGT裕度（排气温度裕度）,N1振动,发动机投入使用后，由于各种原因造成耗油率增加、排气温度上升 （EGT裕度下降 ）、推力下降的现象，称为发动机性能衰退。EGT裕度是跟踪发动机性能状况最重要的一个指标，它的衰退情况，标志这该台发动机的性能处的水平。,N1振动是低压涡轮的转子振动参数值，振动越近警戒值，发动机的性能情况就处在一个必须要进行严格的监控的位置，说明发动机的健康状态有了问题，应该采取相应的措施，来降低振动的数值，保证发动机的运行安全。,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队参数,滑油消耗率,滑油消耗率也是发动机非常重要的一个性能参数指标，因为发动机在没有故障的情况下，滑油消耗率处在一个正常的值，当发动机出现了故障或者性能出了问题，那么它的滑油消耗率就会升高，甚至到达警戒值，必须进行排故。,N2振动,N2振动是高压涡轮的转子振动参数值，它的分析情况和N1的相同，只是警戒值不同而已。,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队参数,HCR（时控件剩余循环数）,HCR是时控件的剩余循环数，每个时控件都有一个设计的使用寿命，当发动机在翼时间越长，那么时控件的剩余寿命就越低，对这样的时控件要进行严格的监控，以免因为时控件造成发动机的故障，时控件的剩余越低相应的性能也就低。并且发动机的时控件都有一个在翼的最低寿命限制，超过此限制就要进行更严格的监控，并要考虑在发动机下发的时候更换掉一些时控件，避免因为时控件造成的非计划性送修。,CSR（自上次修理循环次数）,CSR是从上次修理到现在的发动机在翼的循环数是，一般认为发动机的在翼循环数越久，发动机的性能状况就开始下降，进行必要的监控或者相应的维护工作，保证发动机的安全运行。,8.3.1 发动机性能排队,民航发动机性能排队规则,根据各参数，将性能指标差的发动机排列在前。,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发的指标选择,发动机下发预测的方法,民航发动机下发预测的实例分析,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发的指标选择, AD/SB指标,在适航指令（AD）、服务通告（SB）中规定一些工作是要将发动机拆下来才能进行的，因此将AD/SB中要将发动机拆下进行工作的整理出来，将他们作为发动机下发的一个限制条件进行约束。在发动机监控中，监控它的剩余时限，以便在以后的计算下发预测日期中采用。,时控件限制指标,发动机上通常装有时间限制的部件或者盘类件，成为时控件。依靠发动机的时控件剩余寿命的限制来监控发动机的下发日期，这对于保持飞机安全的运行和乘客的安全都显得尤为重要。这里只要跟踪发动机中最低的时控件的剩余寿命作为该发动机的该发动机下发日期的一个限制。,航空公司都有自己的发动机的备发数量的限制，为了满足这种备发数量航空公司必须通过租借别人的发动机来完成，当这租来的发动机装载在飞机上，那么对它的归还日期的跟踪就很重要。如果不能及时的将发动机归还给出租人，使航空公司的增加不必要的费用支出。另外可以避免到时因为要归还发动机而造成没有相应的备发提供的局面。,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发的指标选择, EGT裕度指标,随着发动机使用时间的增加，发动机的性能逐渐衰减，而发动机的排气温度EGT也将随之升高，而EGT裕度将随之减少，这样EGT裕度就可以作为跟踪发动机性能衰退情况的一个重要指标，当性能衰退到某个程度时就要考虑发动机的下发，这样将EGT裕度作为发动机下发的一个参数限制是合理的。,归还日期,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法(步骤), AD/SB,在AD/SB中规定的剩余循环数，制造商规定发动机使用多少循环后，要将发动机拆下作某项工作。,C1min(CAD/SB,1-C0, CAD/SB,2-C0, CAD/SB,i-C0),CAD/SB,i第I个AD/SB中规定的循环数，这里i1，2，的整数C0已经经过的循环数C1该台发动机的所有AD/SB中规定的剩余循环数最小值,发动机中时控件都有一个设计循环数。当发动机卖给承运人的时候，该台发动机的所有时控件信息也一起转交给了承运人，利用下面的计算公式可以得到该台发动机的最低剩余循环。,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法,时控件,C2min（CLLp,1-C0,1,CLLp,2-C0,2,CLLp,i -C0,i）,CLLp,i该台发动机第I个时控件的设计循环数，这里i1，2，的整数C0,i第i个时控件已经经过的循环数C2该台发动机时控件中最低剩余循环数,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法, EGT裕度,根据EGT的衰退温度进行计算,在1000个循环以内的EGT衰退温度的计算公式,T1= D1H1CCSIT1EGT衰退温度（）D1千次循环衰退率（/1000小时）H1航段（小时数）CCSI当前的自修理的循环数,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法, EGT裕度,根据EGT的衰退温度进行计算,在1000和2000个循环之间的EGT衰退温度的计算公式,T2=0.5*D1H1（CCSI+1000）T2在1000和2000个循环之间的EGT衰退温度（）,大于2000个循环的EGT衰退温度的计算公式,T3=0.5*0.5*D1H1（CCSI+4000）T3大于2000个循环的EGT衰退温度（）,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法, EGT裕度,预测下发时的循环数,定义T0为当前EGT裕度与EGT裕度警戒值的差值，即,当T0 T1，1000 时 C3= T0（D1H1 ）；,T0=TEGTM_c-TEGTM_R,当T1，1000T0 T2，2000 时 C3= T0（0.5D1H1 ）-1000；,当T2，2000T0 时 C3= T0（0.50.5D1H1 ）-4000；,Ti1000第i 个1000循环数，这里i1，2，的整数C3该台发动机的EGT裕度的预测循环数,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法,归还日期,每个航空公司都有一个发动机的月利用率，即每台发动机每个月所使用的循环数和小时数。,计算发动机最低的循环数,C=min（C1，C2，C3，C4）,C4租赁发动机的要归还的剩余循环数D1归还日期D2现在日期U月利用率（循环/月）这里按每个月30天计算,C就是所求得发动机的拆换预测的循环数,8.3.2 发动机下发预测,发动机下发预测的方法,计算发动机下发的日期,Dc当前的日期，采用公元日期Dpredicted发动机的下发日期,8.3.3 发动机机队实时调度计划,发动机机队组成,发动机机队由在翼发动机、备用发动机、送修发动机、租赁发动机组成。,基于状态的发动机实时调度计划方案,根据发动机机队的多参数性能监控数据，综合考虑其它下发限制，预测单次在翼寿命，合理调整发动机拆换时间，在保证航空公司的使用要求的基础上，提高发动机的周转率和利用率，以最低的成本对发动机机队进行全寿命的管理。,运筹学理论自动实现机队实时安排,根据状态等多种下发原因，预测单台发动机单次在翼寿命。再采用排序论方法自动安排发动机的在翼、送修、库存等待状态，使任何时候库存等待时间最少，即备发的周转率和利用率最高,8.3.4 发动机机队管理内容,8.4 送修等级与工作包,8.4.1 航空发动机维修等级的划分,8.4.3 发动机送修工作包,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,发动机的送修主要内容包括送修等级决策、送修工作包（workscope）制定。,送修等级是指发动机的维修深度，发动机的维修等级分为整机的维修等级和单元体的维修等级，并各自有相应的划分标准。因为航空发动机本身结构的复杂性，造成其影响因素的多样性。,送修工作包是指维修范围，是在一定的维修等级下所要进行的具体维修工作。送修工作包的确定是制定送修方案的主要目标，而送修等级是其中的关键点。,8.4.1 航空发动机维修等级的划分,发动机整机的维修等级,发动机单元体的维修等级,8.4.1 航空发动机维修等级的划分,发动机整机的维修等级,整机的维修等级划分为三个等级,8.4.1 航空发动机维修等级的划分,发动机单元体的维修等级,整机的维修范围由各个单元体的维修范围所决定，而实际工作中所进行的维修工作也正是以单元体为核心的，因此单元体的维修等级的确定是整个工作的重点。,单元体的维修等级分为四个维修等级,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,软时间与送修等级的关系,AD/SB与送修等级的关系,气路参数与送修等级的关系,其他因素分析,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,EGT的介绍,发动机排气温度超温是民用发动机使用过程中的常见故障之一，并且危害较大。对其监控对保证航空安全具有现实意义。EGT裕度定义为红线温度与全功率时排气温度EGT之差值，其公式如下：,从发动机设计角度分析，发动机性能衰退的主要原因,空气泄漏,空气泄漏是发动机效率降低、性能衰退的主要原因。空气泄漏既发生在转子叶片尖部同机匣之间，又发生在静子叶片同转子之间。泄漏量的增加主要是由于转子和静子刮磨引起。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,从发动机设计角度分析，发动机性能衰退的主要原因,空气泄漏,在流路中向前的台阶引起激波损失，通常应避免,流路台阶,表面光洁度,光滑的表面光洁度对性能有较小的影响。当光滑的表面逐渐变得粗糙，从某一值开始衰退增加，光洁表面变得越粗糙，衰退量越大。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,从发动机使用角度分析，发动机性能衰退的主要原因,气路的原因,指气流通过压气机、燃烧室及涡轮时，由于个别单元体的效率下降，或者由于整个核心机随使用时间增加而导致效率下降，从而引起排气温度升高。,油系统的原因,由于燃油系统的故障，如喷嘴安装位置误差或积炭致使雾化不良造成局部超温；燃油计量装置故障使EEC感受错误信息致使油量增大等等都可造成EGT超温或局部超温现象。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,从发动机使用角度分析，发动机性能衰退的主要原因,指发动机处于故障状态工作时引起的EGT超温，比如鸟撞或外来物致叶片损失，起飞滑跑时发生喘振、起动过程中提早关闭放气活门或不该打开时打开放气活门等都有可能使EGT超温。,人为因素,实践证明，发动机超温大多数是人为原因造成的。如机组人员违反操作规程使油门杆推动过快引发EGT超温；维护人员的漏操作也可能使EGT超温。,故障方面原因,环境因素,如高海拔低气压地区，严寒条件下启动，或空气中水分、盐分及微尘含量过高等都会使EGT升高。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,EGT与送修等级的关系,EGT与维修等级的关系,水洗对恢复发动机的EGT裕度，一般情况非常有效，且成本较低。一般水洗可以使发动机的EGT裕度恢复811度。如果每次水洗后没有明显效果，表明EGT的下降是发动机性能衰退引起的，因此必须采取较高深度的维修等级。,当发动机的EGT裕度下降后可以采用不同的维修方法进行恢复，其主要方法有水洗、大修和部件升级，每一种维修方法对应的维修效果、维修深度也不太一样。,对换发的发动机进行大修是恢复EGT裕度的有效方法。,部件改进和升级也是提高EGT裕度的有效方法。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,软时间与送修等级的关系,软时间的介绍,软时间（Soft Time）是由厂商推荐的单元体维修时间间隔，值的确定一般由厂商工程师对发动机进行大量采样分析得到。,表8.23为PW4000-94型的厂商规定的各单元体的软时间。,与软时间（Soft Time）相对应的参数是大修或翻修的间隔，通常表示为自上次深度维修时间/循环（TSHM/CSHM）或自上次翻修时间/循环（TSO/CSO），这些参数在维修管理中都是比较重要而且是经常要使用到的参数。,表8.24 外附件软时间表,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,软时间与送修等级的关系,软时间与等级的关系,航空公司在发动机送修过程中，软时间是一个非常重要的参考因素，其标准进行了量化处理，只要对发动机相关的参数进行监控，在送修前进行必要的比较即可。一般超过软时间的规定，必须进行相应等级的维修工作。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,AD/SB与送修等级的关系,AD的介绍,持续适航信息 民用航空产品按照适航标准进行设计、审定和制造，在其投入运营和维修过程中，会出现失效、故障和其他事件，这就产生了大量信息，称为持续适航信息。,适航指令 在持续适航信息中，影响安全的部分，由管理当局评审后，制定强制性纠正和预防措施，向公众发布，称为强制性持续适航信息，又称为适航指令。,颁布适航指令情况,适航指令适用于民用航空器、航空发动机、螺旋桨及机载设备当民用航空产品处于下述情况之一时，颁布适航指令：,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,AD/SB与送修等级的关系,AD的介绍,（1） 某一民用航空产品存在不安全的状态，并且这种状态很有可能存在于或发生于同型号设计的其他民用航空产品中；,适航指令包含的内容,典型的适航指令应该包括：对不安全状态的描述；该适航指令适用的产品；要求的纠正措施；实施的日期；在何处得到补充资料；以及如果适用的话，关于另外方法的符合性资料。,（2） 当发现民用航空产品没有按照该产品型号合格证批准的设计标准生产；,（3） 外国适航当局颁发的适航指令涉及在中国登记注册的民用航空产品。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,AD/SB与送修等级的关系,SB的介绍,服务通告（SB）,服务通告（SB）是航空器制造厂商为了保证售出的航空器的安全、经济、可靠地使用，向用户颁发的一种支援性文件，对其贯彻不是强制性的。,服务通告分类,服务通告分为三类：（1）紧急服务通告：可能涉及到航空器的适航性和安全性，要求用户立即采取行动。（2）标准服务通告：通常有检查服务通告、改装服务通告和涉及供应商的服务通告。（3）灵活性服务通告,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,AD/SB与送修等级的关系,AD/SB与维修等级的关系,AD/SB与等级的关系比较复杂，根据维修计划指导（MPG）中的单元体的维修判定流程分析可以知道，AD/SB与等级的关系可能出现以下两种情况：,（1）根据发动机的维修计划指导MPG种等级判断流程，发动机的下发维修正是因为紧急的AD/SB引起的，没有其他任何因素存在。在这样的情况下，可以认为AD/SB决定了维修等级。,（2）根据发动机的维修计划指导MPG种等级判断流程，整个单元体的维修等级的确定与AD/SB没有直接关系，但维修等级确定以后，根据制定维修范围workscope的要求要将在此等级下的AD/SB一并执行。在这样的情况下，又成了等级决定了AD/SB。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,气路参数与送修等级的关系,民航发动机的核心部件是气路系统部件，包括压气机、燃烧室、涡轮。气路部件主要热力参数为：温度（发动机进气温度，发动机排气温度）、压力、转子转速、燃油流量等。,气路参数分析就是在起飞阶段和巡航阶段分别分析参数的变化情况，再把这些参数转换成标准状态下的数值，与发动机厂家所给定的该型发动机的标准性能参数进行比较，看偏差的变化情况。,气路参数,气路参数分析,气路参数分析是预防和排故的依据,通过气路参数分析，判断发动机健康状况，实现对发动机的监控，及时发现参数与标准值的偏差异常或参数的变化趋势异常，并分析出产生异常的原因，为预防和排除故障提供依据。,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,气路参数与送修等级的关系,民航发动机气路监控参数列表,8.4.2 航空发动机送修等级影响因素分析,其他因素分析,除了上述的影响因素以外，影响发动机送修等级的因素还有很多，如振动信息、滑油信息、孔探检查结果等。,8.4.3 发动机送修工作包,什么是发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,送修工作包的制定过程,8.4.3 发动机送修工作包,什么是发动机送修工作包,工作包特指是发动机的维修范围。维修范围（workscope）是指发动机在一定的维修等级下所需要执行的所有的维修工作。工作包的制定在航空公司的实际维修工作中已经流程化了，是进行发动机送修前必须进行的一项工作。,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,AD/SB信息,在航空发动机的维修范围中，所包括的内容有很多，其中有很多是可有可无的信息，而对于AD/SB是必不可少的，必须明确指出的。由于AD与SB都有实用机型的信息，所以，在确定好送修机型与发动机序号后，必须索引出相关的AD/SB。一条完整的AD指令应该包括AD号、题目（title）、生效日期（Affected date）、完成期限（Accomplish date）、当前状态（AFFECTED（CURRENT STATUS）。AD带有强制性必须执行，而SB是非强制性的，需要经过评估决定是否需要执行。SB和AD一样也包括SB号（SB.No）、版本号、SB类别（SB Cat）、题目（title）、评估意见等，SB在维修计划指导中都可以查到。,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,LLP信息,时控件LLP（Life Limited Part）是发动机上有时间限制的部件或者盘类件。 LLP件都有一个到下次大修时规定的最大使用寿命。 LLP信息是维修范围的一个组成因素，在确定维修目标的时候考虑寿命部件修后能否满足到下次计划换发的条件。为了便于进一步的监控执行，发动机在每次拆下送修回来后，都要列出发动机的时控件的更换清单。只要跟踪发动机中最低的时控件的剩余寿命作为该发动机的该发动机下发日期的一个限制。,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,外附件信息,发动机的除了几个核心单元体以外，还有很多非常重要的附件，他们都是发动机的组成部分。每一个附件都有其使用时限，对发动机的正常运行都会造成一定的影响。每一个附件发动机生产商都提供了其使用软时间以及其主要影响使用的技术因素。如：燃油泵（Fuel Pump）其Soft Time值为12000（hours）即当使用时间达12000小时必须进行送修处理。因此，外附件也是维修范围制定时需要考虑的一部分内容。,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的结构组成,维修目标,发动机送修前，应该建立好相应的修理目标。修理目标一般是根据客户使用经验和发动机运行环境，以及发动机的制造厂的建议、修理厂家的经验，和全世界该型发动机的平均拆换时间等因素来确定的。,要达到发动机的修理目标一般要考虑以下几个因素：,（1）针对发动机的故障和检查结果，提出最优先的技术通告要求，即厂家发布的针对解决发生故障的技术改型。,（2）根据发动机的性能曲线来确定对核心机修理范围，恢复其性能。,（3）恢复性能主要包括下列方面，但不受下列限制：风扇组件，低、高压压气机，低高压涡轮组件。,（4）考虑寿命部件修后能满足到下次计划换发的条件。,8.4.3 发动机送修工作包,送修工作包的制定过程,维修目标,送修工作包（workscope）的制定其实是维修范围制定的过程，其中包含等级的确定，送修发动机的基本信息以及各个单元体的具体维修范围，是送修过程中非常重要的一个环节。,工作包的制定过程一般概括为以下几个步骤：,（1）确定送修的发动机。送修前必须要知道对哪一台发动机进行送修，其次要知道其下发原因、下发时间、滑油等相关信息。,（2）单元体送修等级的确定。单元体等级的确定可以得到相应单元体的维修范围。,（3）送修范围（工作包）的确定。根据每一个单元体的送修范围得到整机的送修范围。,10月14日上午，2011中国国际通用航空大会在陕西蒲城举行飞行表演时，一架飞豹战机出现意外坠机。机上两名飞行员，其中一名跳伞飞行员下落不明，另外一名未成功弹出，已被救护车送往医院。,
