- 科学出版社
- 9787030862488
- 1版
- 2026-07
作者简介
内容简介
本书根据中国民航大学飞行器动力工程专业的最新“航空发动机状态监控和故障诊断教学大纲”和课程组多年来从事民用航空发动机状态监控、故障诊断科研实践和教学经验编写而成。本书不仅继承了国内外同类教材的经典内容，还紧密结合国内外航空发动机状态监控领域的工程实践，同时吸收相关研究成果。本书着重阐明航空发动机状态监控理论在工程实践中的应用，力求深入浅出、循序渐进。通过学习本书，读者能对民航发动机气路、滑油、振动等方面的状态监控和故障诊断，以及无损检测技术有较深入的理解，为今后从事民航发动机监控、运行管理和维修工作打下较坚实的理论基础。
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 发动机故障诊断学的任务和基本原理 2
1.3 发动机状态监视与故障诊断系统 2
思考题 5
第2章 航空发动机数学模型 6
2.1 发动机的故障特性 6
2.2 数学模型的建立流程 7
2.3 发动机正常状态数学模型 8
2.3.1 正常态数学模型方程 8
2.3.2 正常态数学模型的求解 10
2.4 发动机故障状态数学模型 11
2.4.1 故障因子 11
2.4.2 故障态模型方程 12
2.5 故障系数 13
2.5.1 故障系数的定义 13
2.5.2 故障系数的求解 13
2.6 故障方程的线性统计模型求解 16
2.6.1 线性统计模型的基本概念 16
2.6.2 最小二乘估计 17
2.7 主因子模型求解 21
2.7.1 概述 21
2.7.2 故障相关性准则 25
2.7.3 合理性准则 28
2.7.4 基本解和通解的确定 29
2.7.5 主因子模型例题 31
思考题 35
第3章 发动机的气路性能监控与故障诊断 36
3.1 概述 36
3.2 监控数据采集与传输 38
3.2.1 监控数据的选择 38
3.2.2 监控数据采集方法和传输途径 41
3.3 起飞性能监控 44
3.3.1 起飞阶段发动机的运行特性分析 44
3.3.2 发动机起飞EGT裕度的定义 45
3.3.3 发动机起飞EGT裕度的评估和应用 48
3.4 发动机巡航性能趋势监控 50
3.4.1 巡航阶段的特点和监控方法 51
3.4.2 巡航阶段气路性能参数 53
3.4.3 巡航监控参数偏差量的计算 54
3.4.4 巡航数据偏差量的数据处理 57
3.4.5 巡航数据趋势报告 63
3.5 发动机气路性能故障诊断与分析 66
3.5.1 发动机气路性能分析与故障诊断 66
3.5.2 基于发动机部件和系统工作原理的故障分析 70
3.5.3 典型的民航涡扇发动机诊断与排故工程实例 76
思考题 78
第4章 滑油系统状态监控与故障诊断 79
4.1 概述 79
4.2 航空发动机滑油系统 79
4.2.1 滑油系统功用 79
4.2.2 滑油系统组成 80
4.2.3 滑油理化指标与要求 80
4.2.4 润滑系统的常见故障 81
4.3 航空发动机滑油系统状态监控技术 82
4.3.1 概述 82
4.3.2 滑油消耗量/消耗率监控 83
4.3.3 航空发动机滑油磨损状态监控 83
4.4 滑油系统状态监控技术的应用 92
4.4.1 铁谱分析技术在发动机上的应用 92
4.4.2 滑油光谱分析法的应用 93
4.4.3 磁性屑末检测在航空发动机上的应用 94
思考题 97
第5章 航空发动机振动监控与故障诊断 98
5.1 转子振动的基础知识 98
5.1.1 转子运动微分方程 98
5.1.2 转子的不平衡响应 99
5.1.3 简谐振动三要素 102
5.1.4 振动位移、速度和加速度 103
5.1.5 振幅的表示 104
5.1.6 旋转机械的混频振动和基频振动 105
5.2 航空发动机振动信号分析 106
5.2.1 傅里叶变换 106
5.2.2 包络谱分析 107
5.3 发动机振动监视和故障诊断 108
5.3.1 转子激振源 110
5.3.2 其他激振源 116
5.4 发动机振动的平衡方法 117
5.4.1 静不平衡与动不平衡 117
5.4.2 动平衡方法 118
思考题 121
第6章 无损检测技术和静电检测技术 122
6.1 无损检测技术概述 122
6.1.1 无损检测的原理及特点 122
6.1.2 新型无损检测方法 126
6.2 航空发动机维修检测中的孔探技术 127
6.2.1 航空发动机孔探技术发展状况 127
6.2.2 航空发动机关键部件损伤分析 130
6.2.3 孔探技术未来发展方向 134
6.3 航空发动机静电监控技术 134
6.3.1 概述 134
6.3.2 监控原理 135
思考题 136
附表1 JT9D发动机的故障系数 137
附表2 a与Fa的几个关系式 139
附录3 PW4000系列发动机指印图 140
附录4 GE90系列发动机指印图 141
参考文献 142
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 发动机故障诊断学的任务和基本原理 2
1.3 发动机状态监视与故障诊断系统 2
思考题 5
第2章 航空发动机数学模型 6
2.1 发动机的故障特性 6
2.2 数学模型的建立流程 7
2.3 发动机正常状态数学模型 8
2.3.1 正常态数学模型方程 8
2.3.2 正常态数学模型的求解 10
2.4 发动机故障状态数学模型 11
2.4.1 故障因子 11
2.4.2 故障态模型方程 12
2.5 故障系数 13
2.5.1 故障系数的定义 13
2.5.2 故障系数的求解 13
2.6 故障方程的线性统计模型求解 16
2.6.1 线性统计模型的基本概念 16
2.6.2 最小二乘估计 17
2.7 主因子模型求解 21
2.7.1 概述 21
2.7.2 故障相关性准则 25
2.7.3 合理性准则 28
2.7.4 基本解和通解的确定 29
2.7.5 主因子模型例题 31
思考题 35
第3章 发动机的气路性能监控与故障诊断 36
3.1 概述 36
3.2 监控数据采集与传输 38
3.2.1 监控数据的选择 38
3.2.2 监控数据采集方法和传输途径 41
3.3 起飞性能监控 44
3.3.1 起飞阶段发动机的运行特性分析 44
3.3.2 发动机起飞EGT裕度的定义 45
3.3.3 发动机起飞EGT裕度的评估和应用 48
3.4 发动机巡航性能趋势监控 50
3.4.1 巡航阶段的特点和监控方法 51
3.4.2 巡航阶段气路性能参数 53
3.4.3 巡航监控参数偏差量的计算 54
3.4.4 巡航数据偏差量的数据处理 57
3.4.5 巡航数据趋势报告 63
3.5 发动机气路性能故障诊断与分析 66
3.5.1 发动机气路性能分析与故障诊断 66
3.5.2 基于发动机部件和系统工作原理的故障分析 70
3.5.3 典型的民航涡扇发动机诊断与排故工程实例 76
思考题 78
第4章 滑油系统状态监控与故障诊断 79
4.1 概述 79
4.2 航空发动机滑油系统 79
4.2.1 滑油系统功用 79
4.2.2 滑油系统组成 80
4.2.3 滑油理化指标与要求 80
4.2.4 润滑系统的常见故障 81
4.3 航空发动机滑油系统状态监控技术 82
4.3.1 概述 82
4.3.2 滑油消耗量/消耗率监控 83
4.3.3 航空发动机滑油磨损状态监控 83
4.4 滑油系统状态监控技术的应用 92
4.4.1 铁谱分析技术在发动机上的应用 92
4.4.2 滑油光谱分析法的应用 93
4.4.3 磁性屑末检测在航空发动机上的应用 94
思考题 97
第5章 航空发动机振动监控与故障诊断 98
5.1 转子振动的基础知识 98
5.1.1 转子运动微分方程 98
5.1.2 转子的不平衡响应 99
5.1.3 简谐振动三要素 102
5.1.4 振动位移、速度和加速度 103
5.1.5 振幅的表示 104
5.1.6 旋转机械的混频振动和基频振动 105
5.2 航空发动机振动信号分析 106
5.2.1 傅里叶变换 106
5.2.2 包络谱分析 107
5.3 发动机振动监视和故障诊断 108
5.3.1 转子激振源 110
5.3.2 其他激振源 116
5.4 发动机振动的平衡方法 117
5.4.1 静不平衡与动不平衡 117
5.4.2 动平衡方法 118
思考题 121
第6章 无损检测技术和静电检测技术 122
6.1 无损检测技术概述 122
6.1.1 无损检测的原理及特点 122
6.1.2 新型无损检测方法 126
6.2 航空发动机维修检测中的孔探技术 127
6.2.1 航空发动机孔探技术发展状况 127
6.2.2 航空发动机关键部件损伤分析 130
6.2.3 孔探技术未来发展方向 134
6.3 航空发动机静电监控技术 134
6.3.1 概述 134
6.3.2 监控原理 135
思考题 136
附表1 JT9D发动机的故障系数 137
附表2 a与Fa的几个关系式 139
附录3 PW4000系列发动机指印图 140
附录4 GE90系列发动机指印图 141
参考文献 142
