区域治理前沿理论与策略
航空涡扇发动机的结构主要可以划分为进气道、风扇、压气机、燃烧室、涡轮和排气口等几个部分。在双轴涡扇发动机中，可以把风扇和压气机看作低压压气机和高压压气机，涡轮也分为高压涡轮和低压涡轮两部分。如果能够精确地描述这些部件的性能，就可以精确描述整个发动机的工况。
部件级模型的优点在于精度相对较高，并且可以详细计算发动机各个工作截面的参数。航空发动机部件级建模方法已经较为成熟，整套部件级模型求解过程繁琐。在发动机的研制和使用过程中，常常需要正确指定和区分发动机轴向上的一些重要位置，如各个部件相邻的位置，称之为主要截面，为了方便使用，需要将截面进行编号。
二、航空发动机的典型故障
2.1稳定性故障
由于发动机工作点偏移，稳定裕度下降，导致气动不稳定，从而引起的旋转失速、叶片颤振、藕合振动、喘振、振荡燃烧、超温、结构损坏和空中停车等故障，危害大，失效快，退出困难。稳定性故障是影响航空发动机整个研制阶段和使用寿命周期内安全、可靠、稳定工作的关键。
2.2气流通道故障
气路部件热力参数可以反映发动机性能变化，由于零部件的腐蚀、侵蚀、积污、疲劳、封严失效和外物打伤等，使发动机气流通道部附件（如压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管等）结构尺寸发生变化，引起发动机部附件性能衰退或恶化，导致发动机可靠性变差而产生故障。气流通道故障关联性强，具有耦合性，一个或多个气路部件发生故障，会导致部件的（一个或多个）特性参数发生变化。
2.3振动故障
由于局部共振、疲劳断裂、旋转失速和喘振、高低压转子不平衡、转子热弯曲、
同心度、碰摩、密封装置失效、叶片磨损、
齿轮和轴承损坏、轴承座松动和支承结构
间隙、弹性支承故障、挤压油膜阻尼器故
障等引起的振动故障形式，振动故障是发
动机的主要故障模式，是影响发动机可靠
性的重大故障。
2.4轴承故障
由于磨损、疲劳、腐蚀、断裂、压痕、
胶合导致的轴承失效，是航空发动机多发
危险性故障。
2.5稳定燃烧故障
热机的工作是靠化学能提供的，航空
发动机空中停车是危害飞行安全的最主要
问题，因此可靠燃烧是保证航空发动机稳
定工作的关键。航空发动机燃烧是物理和
化学过程的耦合和相互作用，涉及燃油雾
化和蒸发、紊流输运、有限速率化学反应、
高温辐射和粒子运动特性等问题，并且燃
烧室工作受到多方面因素的影响，如温度、
高度、气流畸变等。
2.6疲劳断裂故障
疲劳断裂失效主要由环境介质（如高
温疲劳、微动疲劳和腐蚀疲劳）、振动力、
交变载荷、应力引起，故障多发生在转子
系统中的叶片、盘、轴及轴承。
2.7控制系统故障
控制系统（如燃油控制系统、几何通
道控制系统、喷口控制系统、防喘型控制
系统等）是为了适应使用环境和条件，防
止工作点偏移，保证航空发动机稳定工作
裕度，其中燃油系统控制故障是重要的发
动机故障问题。
三、航空发动机常见故障诊断方法
3.1气路参数分析技术
热力参数反映发动机性能，通过对气
流通道工况参数（如推力、压比），气动
热力参数（排气温度、燃油流量、高低压
转子转速），机械性能参数（振动、滑油
压力、滑油温度、油门杆位置、通气腔压力）
监测，并采用参数对比分析、趋势分析等
方法，判断发动机健康状况。
3.2机械状态监控
包括振动监控，滑油监控（包括滑油
压力、滑油温度，滑油消耗量，滑油铁谱、
光谱、自动磨粒和理化分析等），低循环
疲劳和热疲劳监控（如低循环疲劳计数、
涡轮叶片温度场监测），叶片动应力监测、
声谱监测，轴承监控（如噪音值、转子惯性、
脱开力矩、跳动量）等。
3.3无损探伤
无损检测也称非破坏性试验，材料、
工件及结构的物理特性会因缺陷的存在而
发生变化，通过不破坏其材料结构，测定
其变化量，从而检测出其内部是否存在缺
陷，并判断出缺陷的形状、位置、尺寸、
严重程度和发展趋势。常用技术手段有孔
探技术、磁粉检测技术、涡流检测技术、
同位素照相检查、超声波检测技术、射线
检测技术、渗透检测技术、噪声检测技术等。
上述技术各有优缺点，实践操作中应根据
实际情况，区分材料、外界影响因素（如
温度、噪音、电磁等），善于利用多种方法，
综合判定故障特点。
3.4发动机寿命监控
监测内容主要包括发动机启动次数、
工作时间、热循环次数、加力工作时间、
最大状态以及工作时间等。
发动机零部件四、结语
通过对发动机进行监控，可以有效评
估、控制发动机的使用，确定发动机及其
单元体、零部件的剩余寿命和备用状态，
发现、评定、隔离发动机故障和检验、调
整的修正量；跟踪发动机状态的变化趋势，
支持发动机的全寿命管理和后勤保障的决
定，有效提高航空发动机的可靠性、维修性、
保障性和经济性，保证飞行安全。
参考文献：
[1]高树伟.航空发动机故障诊断方法
研究[J].科技展望,2017(26).
航空发动机故障诊断方法研究
秦嬴
中国航空沈阳黎明航空发动机有限责任公司，辽宁 沈阳 110043
摘要：航空发动机在正常使用过程中，存在材料缺陷和制造公差，并且长期反复经历高温高压、高速旋转和振动等工作环境后，产生了疲劳和老化积累，发动机部件的实际工作状态逐渐偏离额定工作状态，出现一定程度的故障。但由于机载传感器无法直接测量健康参数，因此，对健康参数的估计是航空发动机故障检测和控制技术研究中的一个热门方向。
关键词：航空发动机；常见故障；诊断技术；方法研究
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