內容簡介
本書具有很強的針對性、實用性和指導性，可作為從事航空發動機、地面（艦船）燃氣輪機預測與健康管理的專業工程技術、設計人員和管理人員的技術指導資料，也可作為高等院校航空宇航推進理論與工程、信號與信息處理、模式識別與智慧型系統、測試計量技術及儀器、計算機套用技術、系統工程專業的本科生、研究生進行預測與健康管理交叉研究的參考資料。
全書章節
第1章介紹了PHM基本概念、航空發動機PHM研究內容、國內外現狀和設計中的關鍵和難點問題；
第2章介紹了航空發動機PHM系統要求分析、設計方法、功能架構、硬體架構等總體設計考慮因素；
第3章介紹了用於航空發動機控制和健康管理的感測器；
第4章介紹了PHM技術的核心實現技術——診斷、預測；
第5章介紹了航空發動機PHM系統技術成熟度管理、性能驗證、軟硬體和維修資質認證；
第6章介紹了氣路、振動、滑油路PHM三項故障預測技術；
第7章介紹了壽命管理、地面站兩項專用健康管理技術；
第8章介紹了PHM對於航空發動機維修保障的影響、PHM費效分析方法、基於PHM的航空發動機維修保障模式以及美國空軍CBM+十個關鍵技術領域的研究項目概況；
第9章介紹了F119、EJ200、F135等國外五代機發動機的典型PHM系統；
第10章介紹了某型航空發動機機載監視告警改進、地面輔助檢測診斷技術及設備、發動機的綜合監控體系及標準，以及發動機綜合監控方法的成功套用案例；
第11章介紹了作者提出的國內發展軍用航空發動機PHM技術對策建議和初步設計方案；
第12章總結歸納了從事PHM研究的政府和研究機構、標準、國際期刊和組織、專著等方面的參考信息。
目錄
第1章緒論001
1.1基本概念001
1.1.1預測與健康管理001
1.1.2發動機故障分類002
1.1.3戰術技術指標003
1.1.4指標間關係003
1.2航空發動機PHM研究內容005
1.2.1軍用渦扇發動機簡介005
1.2.2航空發動機典型故障006
1.2.3航空發動機PHM設計
指導思想009
1.2.4航空發動機PHM研究體系
與方法010
1.3航空發動機PHM技術現狀027
1.3.1航空發動機PHM技術
背景027
1.3.2國內外研究現狀031
1.3.3航空發動機PHM技術
挑戰034
1.4本書章節安排037
參考文獻038
第2章總體設計考慮042
2.1用戶要求分析042
2.1.1航空發動機健康管理
用戶042
2.1.2航空發動機健康管理系統
設計流程043
2.1.3用戶要求與戰術技術
指標044
2.1.4診斷指標體系046
2.1.5預測指標體系049
2.2設計方法052
2.2.1基於可靠性分析的
設計方法052
2.2.2規範化設計方法053
2.2.3基於功能的設計方法053
2.2.4功能失效和風險分析054
2.2.5系統測試性設計054
2.2.6系統分析和最佳化055
2.3功能架構057
2.3.1基本原理057
2.3.2發動機機載健康管理059
2.3.3工作狀態060
2.3.4計算主體061
2.3.5軟體061
2.3.6機載模型062
2.3.7部件壽命使用估計063
2.3.8發動機健康管理系統
設計063
2.3.9支持分層設計065
2.4硬體架構065
2.4.1系統架構部件065
2.4.2系統架構特性067
2.4.3系統架構高級概念071
參考文獻071
第3章感測器074
3.1感測器通用要求074
3.2主動控制感測器要求076
3.2.1主動進氣道流動和噪聲
控制077
3.2.2主動風扇和壓氣機
控制078
3.2.3主動燃燒控制079
3.2.4主動渦輪控制080
3.2.5主動噴管控制081
參考文獻110
第4章診斷與預測111
4.1診斷111
4.1.1診斷框架112
4.1.2歷史數據診斷法115
4.1.3數據驅動法117
4.1.4專家系統法126
4.2預測132
4.2.1故障預測優勢132
4.2.2故障預測要求132
4.2.3預測方法132
參考文獻136
第5章技術成熟度、驗證與認證139
5.1技術成熟度139
5.1.1概況139
5.1.2概念回顧140
5.1.3特殊需求141
5.1.4緩解方法143
5.1.5健康管理TRL144
5.1.6技術成熟案例145
5.2驗證與可靠性147
5.2.1可靠性和有效性要求148
5.2.2設計和開發工作149
5.2.3驗證活動159
5.2.4進入服役161
5.2.5保障和成熟162
5.3系統認證與維修資質162
5.3.1耐久性163
5.3.2機械設計165
5.3.3可靠性和長壽命166
5.3.4軟體和硬體認證166
5.3.5適航認證166
5.3.6發動機EHM軟體認證
案例167
5.3.7HUMS維修資質認證
案例171
參考文獻174
第6章專用故障預測技術176
6.1氣路PHM技術176
6.1.1氣路PHM原理和概況176
6.1.2氣路PHM總體架構177
6.1.3實時機載自調整模型183
6.1.4基於模型的氣路PHM套用
技術190
6.2振動PHM技術192
6.2.1振動PHM功能192
6.2.2振動監視系統設計193
6.2.3振動分析（用於維修）199
6.2.4轉子配平202
6.2.5軸承振動監視208
6.2.6責任分工210
6.2.7法規要求211
6.2.8人因212
6.2.9經濟性212
6.2.10使用213
6.2.11維修效益213
6.2.12推薦經驗214
6.3滑油PHM技術214
6.3.1滑油PHM技術分類215
6.3.2一般要求215
6.3.3滑油系統性能監視217
6.3.4滑油碎屑監視218
6.3.5滑油狀態監視236
6.3.6效益237
第7章專用健康管理技術241
7.1壽命管理241
7.1.1概述242
7.1.2部件分類和控制要求242
7.1.3限壽部件失效原因243
7.1.4發動機壽命預測和
使用測量244
7.1.5方法驗證250
7.1.6部件壽命使用數據
管理251
7.1.7效益253
7.1.8典型壽命監視系統254
7.2地面站258
7.2.1總體考慮259
7.2.2系統功能要求259
7.2.3輸入數據261
7.2.4資料庫管理系統264
7.2.5輸出數據要求265
7.2.6高級功能266
7.2.7用戶考慮因素267
7.2.8系統開發考慮因素268
參考文獻271
第8章基於PHM的航空發動機維修
保障2728.1PHM對航空發動機維修保障
模式的影響272
8.1.1PHM對於航空發動機維修
的影響272
8.1.2PHM對航空發動機保障模式
的影響273
8.2航空發動機PHM費效分析274
8.2.1費效分析概念274
8.2.2費效分析考慮因素275
8.2.3輸入數據277
8.2.4航空發動機PHM費效
分析模型277
8.2.5A-10 TEMS費效分析
案例281
8.3基於PHM的航空發動機維修
保障286
8.3.1航空裝備故障壽命
特點287
8.3.2航空發動機維修策略288
8.3.3基於PHM的航空發動機維修
保障策略292
8.4美國空軍CBM+支撐技術和
典型項目294
8.4.1預測領域294
8.4.2診斷領域295
8.4.3攜帶型維修助手297
8.4.4互動式電子技術手冊298
8.4.5互動式訓練領域300
8.4.6數據分析領域300
8.4.7綜合信息系統領域302
8.4.8自動識別技術領域303
8.4.9以可靠性為中心的
維修工具305
8.4.10聯合總資產可視化305
參考文獻306
第9章典型航空發動機PHM系統
案例3089.1F119發動機PHM系統308
9.1.1機上典型功能308
9.1.2地面支持保障系統310
9.2EJ200發動機PHM系統310
9.2.1機載系統結構和功能311
9.2.2地面EHM系統結構312
9.3F135發動機區域PHM系統313
9.3.1機載PHAM典型功能315
9.3.2地面PHM支持保障
系統315
9.4典型發動機健康管理系統
的特點315
參考文獻317
第10章航空發動機綜合監控方法及
外場套用31810.1機載監視告警系統及
改進研究318
10.1.1發動機機載告警信號的
設計機理319
10.1.2隔離“減小轉速”虛警
信號321
10.1.3改進發動機振動監視
告警323
10.2地面輔助檢測診斷技術
及設備325
10.2.1發動機及綜合調節器檢
查儀325
10.2.2瓦吉姆軸承振動檢
查儀328
10.2.3滑油磨粒檢測設備及
技術329
10.2.4發動機綜合監控軟體331
10.3航空發動機綜合監控體系及
標準338
10.3.1綜合監控體系338
10.3.2重要參數監控方法和
標準339
10.4綜合監控效果及典型案例344
10.4.1滑油濾、磁塞和金屬屑信
號器345
10.4.2滑油磨粒監控346
10.4.3滑油消耗量大348
10.4.4滑油壓力異常349
10.4.5振動異常350
10.4.6軸承檢查353
10.4.7起動油壓差355
參考文獻356
第11章航空發動機PHM初步設計357
11.1PHM發展策略357
11.1.1突出軍事需求牽引357
11.1.2推進、建立技術成熟度綜合
評估體系358
11.1.3立足三代機發動機發展
PHM技術358
11.1.4在發動機全壽命期引入
PHM系統359
11.2PHM需重點關注的因素360
11.2.1總體架構的考慮360
11.2.2功能設定的考慮360
11.3PHM關鍵技術361
