发动机状态监控与故障诊断
写在前面的话：感谢林元铖，游建峰，柴文乾，张建军，王作洪，何沛等人的整理
1.目前民航发动机制造商提供的性能监控软件有哪些？它主要监控哪些内容，并简述监控的基本流程。
目前应用的主要监控软件有：GE的SAGE、普惠的EHM、罗罗公司的COMP ASS软件。
发动机气路性能监控主要包括：①利用巡航稳态数据进行趋势监控；②利用起飞数据估算海平面起飞EGT裕度。
这些软件主要监控的参数有：低压转子N1、高压转子N2、发动机排气温度EGT、燃油流量FF、振动VIB、滑油压力OP、滑油温度OT。
发动机监控的基本流程：①数据采集；②数据处理；③飞行数据有效性检查；④监控参数的换算；⑤发动机的基线方程；⑥监控数据的初始化；⑦状态的趋势分析。
2.发动机基线：是指针对刚出厂性能良好的某构型发动机，在一定的飞行条件下（如AL T、Mach一定），发动机气路参数随工况参数的平均变化关系。将巡航数据录取后，将数据换算然后与发动机基线比较，即可得到原始偏差量。
3.普惠、GE发动机巡航趋势主要监控哪些参数？
普惠发动机通常采用EPR来反映工况，巡航监视四个参数：EGT、WF、N1和N2。GE发动机采用N1来反映工况，巡航监视三个参数：EGT、WF和N2。
4.发动机巡航趋势监控所需数据获取方式有哪些？记录哪些数据？
民航发动机巡航数据采集有三种方式：①机组手工记录；②数据自动记录系统+软盘；③数据自动记录系统+地空数据通讯如ACARS（飞机通讯及寻址报告系统）或卫星通讯。
记录参数有四类：①飞机相关识别信息；②飞行条件如AL T、Mach、T A T等；③发动机参数如EPR、N1、N2、EGT、WF以及滑油压力和振动等；④引气情况如空调引气、发动机进口防冰及大翼防冰等。
5.在发动机趋势监控中，为什么对原始偏差进行数据平滑？常用有哪些平滑方法，数据平滑公式及其分析。
数据平滑是为了减少测量噪声影响，更好地提取参数变化的趋势。常用的平滑方法有：移动平均平滑法和指数平滑法。
设测量是平稳随机数列，，其中为k时刻的状态，为k时刻的测量值，为k时刻的测量噪声。
N点移动平均平滑法为，其中是的估计值，可视为原始偏差，可视为平滑后的偏差。
N点指数平滑法为，α为平滑指数（取α=0.1~0.3）。
6.发动机巡航趋势图分析基本流程：①查看趋势图有无变化；②查看所有参数是否有相同的变化；③查看同一飞机其他发动机参数是否有相同变化趋势；④若是，指示系统故障；若否，利用指印图查找故障。
7.对发动机气路性能影响较大的四类故障，每类故障类型和原因。
①飞机相关传感器或指示系统：飞机上大气数据传感器主要包括皮托管探头和总温探头，而AL T、Mach、指示空速IAS，静温ST A等参数都由大气数据计算机来解算。当飞机相关传感器故障时，会使该飞机上所有的发动机产生相似的趋势变化。
②发动机传感器或指示系统：发动机传感器故障有两种，工况传感器故障和被监控参数的传感器故障。
③发动机相关系统：对发动机气路参数影响较大的系统有：引气系统、防冰系统、放气系统、静子叶片调节VSV系统和涡轮间隙控制系统等。这些相关系统的故障通常会影响整个气路，此时发动机各监控参数的变化具有相关性。
④发动机本体故障：是指FAN、LPC、HPC、HPT、LPT和喷口面积的变化。发动机本体故障通常会影响整个气路，此时发动机各监控参数的变化具有相关性。其中HPT衰退比较明显，通常会使EGT和FF明显上升，N2明显下降。
8.根据发动机巡航趋势图，如何区分飞机传感器和发动机传感器之间的故障，为什么？（自己解决）
9.为什么EGT能反映发动机的整体性能？
EGT表征了发动机中最关键的参数——涡轮前燃气总温的高低，对压气机、涡轮的效率下降极为敏感，对引起系统故障反应也很明显，对飞行参数和发动机工作参数的改变都有反应。一般EGT随推力的增大而升高，随着发动机部件效率的下降和发动机性能的衰退而升高。
10.发动机推力、EGT、N1与外界大气温度的关系？
Thrust
N1
EGT
Tcp OA T
当OA TTcp时，为防止起飞过程中EGT超温，通常会减少推力，即发动机将无法产生额定的全推力。由N1曲线可见，在Tcp温度以下时，随OA T升高，为保持发动机推力不变，需增加N1转速；在Tcp温度以上时，为防止发动机EGT过高，需要减小起飞N1的设定值。由EGT曲线可见，在Tcp温度以下，随着OA T升高，发动机为保持推力不变，需增加N1，EGT相应会增加，在Tcp温度以上，就要牺牲推力来限制EGT。
11:EGTM和OA TL的定义和关系？P32-33
答：EGTM为海平面起飞裕度，发动机在海平面，平均率温度下，飞机正常引气，发动机产生额定的全推力时的排气温度与EGT 红线的距离起飞EGT裕度反映了发动机性能的好坏；OA TL为发动机起飞机场的外界空气温度限制值称为场温限制值；在海平面，当场温达到OA TL时发动机产生全推力，其排气温度达到红线值，发动机全推力时的排气温度与红线的差值为EGTM.
12：某PW4000发动机，若其EPR传感器测量值偏小，在发动机巡航趋势图上的表现是什么？
答：EPR 表征的是发动机的推力参数之一，EPR值偏小则表明发动机的推力偏小，则N1减小，发动机性能下降，EGT和FF同时增大，N2减小。
13：对于同一台CFM56发动机，在海平面机场，若大气温度升高，发动机为保持推力不变，N1应增加还是减少，为什么？P32
答：由EGT曲线可知，在T cp温度下，随着大气温度升高，发动机为保持推力不变，需增加N1，EGT相应会增加
14：发动机EGTM的定义和求解。P32，33
答：EGTM为海平面起飞裕度，发动机在海平面，平均率温度下，飞机正常引气，发动机产生额定的全推力时的排气温度与EGT 红线的距离；求解P33举例。
15：什么是发动机故障因子？什么是故障系数？故障系数中为何采用相对变化量？P13-15
答：正常特性方程，如X=X(z)+x0，则表征该特性的函数系变量x0即为故障因子；故障系数是故障方程中各故障因子每变化一个单位而其他故障因子不变时，相应响应的变化量；
16：推导压气机进出口、涡轮进口的参数关系式。P7-8
压气机
涡轮
