考虑维修的航空发动机可靠性分析与 管理

【类型】学位论文

【作者】白乃贵 

【关键词】 维修差错 组合威布尔模型 可靠性评估 风险维修 可靠性管理

【摘要】航空发动机作为高可靠性复杂系统,维修是保障其安全性和可靠性的重要手段,维修状态及水平直接关系到航空发动机在翼寿命与运行安全。航空发动机运行过程中行为具有非线性,观测值与系统本身的失效不是简单的映射和对应关系,导致对其进行维修存在着故障识别不准确和维修不准确的诸多问题,使航空发动机的可靠性表现为多态性。除了航空发动机作为复杂系统本身具有的上述特点外,维修人员作为维修活动的主体,也会对航空发动机的运行可靠性产生影响,维修人员恰当的维修可以排除故障,反之,不恰当的维修不但达不到预定的维修效果,甚至会出现重大的维修差错而引发重大故障。另外,维修成本也同样影响航空发动机的运行可靠性管理,维修成本作为航空发动机全寿命周期成本的重要组成之一,在其他涉及的经济性指标不可控的情况下,降低维修成本往往成为航空公司的共同选择。盲目的不考虑风险的降低维修成本,意味着得不到充分的维修,势必影响着航空发动机的可靠性。以上三方面的因素,分别代表着维修的准确性、恰当性和充分性,三者共同作用对航空发动机的可靠性产生影响。立足于描述上述三种维修情况对可靠性的影响,建立相应的可靠性分析与评估模型,提出对应的可靠性控制与管理措施,控制维修领域中的相关风险传导到航空发动机的可靠性环节,实现航空发动机的经济、高效运行。本论文开展了以下研究:(1)构建了基于维修的航空发动机可靠性管理体系,全面分析了各种维修要素与系统可靠性之间的联系,为准确、客观评估航空发动机可靠性,实现有针对性的可靠性控制奠定基础。(2)在综合分析维修差错表现模式及危害影响程度的基础上,建立了维修差错导致的航空事故和不安全事件的FMEA模型。采用了Weibull模型描述了维修差错导致的加速性能退化过程,建立了考虑维修差错的组合Weibull模型评估系统的实时可靠性。通过与其它故障的关联性分析,提出了考虑维修差错传播的可靠性评估方法。(3)采用NHPP模型对了不完全维修下早期故障期的平均故障间隔时间进行了点估计和区间估计,通过故障数据预测故障间隔时间,表征可靠性的变化过程。通过分析不完全维修下部件失效率变化规律,提出考虑不完全维修部件的多态可靠性分析方法,进一步建立了不完全维修状态的系统可靠性分析模型,有助于辨别维修任务是否达到预期维修效果,对于保障任务可靠性具有现实意义。通过对某型号发动机引气系统的可靠性评估,表明了模型的有效性。(4)以降低维修成本为出发点,航空发动机采用风险维修策略,以满足预定的可靠性阈值为约束,以实现单位时间的维修成本最小为目标,基于故障回退率评估系统的实时可靠性,提出了考虑可靠度限制的维修成本优化管理方法。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王华伟

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