PHM对提高新一代飞机综合保障能力作用

摘 要 现代飞机是一个庞大的复杂系统，由众多子系统构成，飞机的许多结构都涉及相关尖端学科的知识。随着科学技术进步，如何提高飞机的综合保障能力已经逐步发展成为一个热点话题。对此，本文将基于phm系统对提高新一代飞机综合保障能力的作用作相关介绍。

关键词 PHM；飞机；综合保障；作用

中图分类号V22 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0085-02

1 主要内容

随着飞机与人们日常生活的联系越来越紧密，广大人们群众对飞机的安全可靠性、事故发生几率等问题也越来越关心。PHM（prognostic and health management）即故障预测与健康管理，非常适合应用机这种大型的复杂系统当中，它能够很好的提高飞机综合保障能力。简单的说，在PHM系统当中，各种传感器（比如压电传感器、光纤传感器、智能传感器、碳纳米管等）负责监控并收集相关系统的状态参数，然后在采集的数据基础上，系统通过建立数学模型并进行科学的推理预测，及时预测出飞机系统的健康状况，有效的实现了对飞机故障的预测，大大提高了新一代飞机的综合保障能力。实践证明，PHM系统在许多重要行业的应用当中发挥了很好的作用。下面文章就PHM系统在提高新一代飞机综合保障能力方面的相关内容进行具体介绍：

2 PHM系统体系结构及其相应功能

应用机上的PHM系统结构由低级到高级通常分为成员级、区域级和平台级；其中成员级是整个PHM系统实现对飞机健康管理的基础，成员级PHM对每一个子系统状态进行实时与异常监测，通过将检测到的被测非电量信息按一定的规律转化为某一种量值输出，然后将电信号送到PHM成员级系统管理器中进行信号和数据处理；区域级PHM则能够提高信息的有效性与协同性，具体来说就是它把来自各个成员级系统的数据和信息进行必要的处理，不但确保了数据的一致性，而且能够准确的找出飞机上的故障隐患；最后，平台级PHM一方面负责把所有系统传送来的数据信息进行互相关联，通过分析关联数据的结果预测飞机系统的健康状态及其发展趋势，同时，另一方面还将各个系统检测到的数据传送至地面后勤保障机构，为制定飞机定期检修方案提供科学的及时有效的依据。

3 故障预测与健康管理（PHM）有效提高新一代飞机综合保障能力

PHM是智能故障诊断技术、预测技术以及信息网络技术的高度综合与统一。PHM技术并不能直接改变飞机自身的安全性能，它主要是通过监控、预测，改变传统的保障飞机安全的方法、手段与途径来全面提高飞机综合保障能力。

3.1 PHM的具体功能

PHM具体功能包括故障的检测、预测与隔离、剩余寿命期限预测、零部件寿命跟踪、性能降低趋势跟踪、保证期跟踪、故障选择性报告等；在军工领域，PHM系统还能通过提高飞机出动架次率使机载武器系统的作战能力大幅度提高，同时还具备降低武器装备寿命周期内的费用等能力。

3.2 监测飞机结构健康状态

飞机的结构健康监测分为整机疲劳寿命监测和重要结构损伤监测两类。

1）整机疲劳寿命监测

众所周知，飞机载荷是反映飞机实际使用状况的基本参数，利用载荷监控系统与配套的程序进行分析，可以估计飞机结构的疲劳累积损伤程度，正确评价出飞机结构的健康状况。其中，将载荷监控与疲劳寿命分析程序结合起来就可以实现疲劳寿命监控，此类监测能够很准确的掌握每一架飞机的实际使用情况，有利于控制剩余寿命，提高飞机在飞行中的安全性。2）重要结构损伤监测

简单的说，重要结构损伤监测就是指通过分析飞机中相对关键的那部分结构的受损与后果之间的关系，然后由特定的监测系统感知飞机中重要结构的物理参量（比如振动频率、受压强度及形变程度等），把监测到的参数与正常指标进行对比分析，从而判断出飞机重要结构的受损程度以及发生受损的具置。PHM系统通过以上两种监测，实时掌控着飞机各部位相关参数指标，有效加强了飞机空地之间的数据联系，大大提高了飞机的综合保障能力。

4 我国现役飞机综合保障情况

近年来，我国对于提高新一代飞机综合保障能力取得了一定的成效，但对已经装备且仍在使用当中的那部分飞机来说，客观上还存在以下几点不足：

1）维修费用高

由于在飞机研制阶段缺乏系统的设计考虑，使得飞机在后期使用阶段维修费用增加，具体表现为定时维修工作频繁、项目繁多、产品定寿不达标提前返厂等。

2）维修时间长

造成这样一个结果的原因一方面是维修人员没有很好掌握相关故障规律，缺乏先进的检测设备与科学的状态监控方案；另一方面维修人员忽视个体与群体之间的关系，在对某一具体机型进行维修时常常夸大群体的一般特征而忽视个体特殊情况。

3）机动性差

由于不具备快速故障诊断和维修条件，需要配备庞大的地面保障系统，这样一来增加了包装、运输以及装卸的工作量，尤其对军用飞机来说，严重制约了飞机装备的机动作战能力。

5 结论

随着各种新型飞机的迅速发展，飞机综合保障能力也日益受到人们的重视。本文通过简单介绍PHM系统结构、PHM提高新一代飞机综合保障能力以及我国现役飞机综合保障情况等内容，使得我们对其有了一定的了解与认识。PHM技术的发展过程是人们认识与利用自然规律的过程，它经历了由外部测试到机内测试――测试性发展成为独立学科――综合诊断的提出与发展――预测与健康管理系统的形成与发展的发展历程，随着各种飞机系统信息化、复杂性与综合化程度不断提高，毋庸置疑，PHM系统在提高飞机安全性方面发挥了重要作用，对此，相关行业的科研工作者需要不断的完善PHM系统，让新一代飞机综合保障能力更加稳定、更加可靠。

参考文献

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