本站小編為你精心準(zhǔn)備了假設(shè)檢驗(yàn)下的發(fā)動機(jī)振動值統(tǒng)計參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要:某型發(fā)動機(jī)在深化驗(yàn)證和可靠性試飛期間，多次出現(xiàn)發(fā)動機(jī)振動值異常增大現(xiàn)象，且在試飛第二階段出現(xiàn)頻率較高。對該發(fā)動機(jī)機(jī)載振動值進(jìn)行統(tǒng)計，從不同的角度對發(fā)動機(jī)振動值變化規(guī)律進(jìn)行分析，并初步分析了原因。最后基于假設(shè)檢驗(yàn)原理對不同樣本數(shù)據(jù)(不同試飛階段)的發(fā)動機(jī)振動值進(jìn)行處理和分析，得出不同時期的振動數(shù)據(jù)大部分不滿足F分布或T分布，從而確定其不屬于同一個樣本總體，這從側(cè)面說明該發(fā)動機(jī)振動特性隨試飛時間的增加有較大的變化。

關(guān)鍵詞:機(jī)載振動值；F分布；T分布；樣本總體

引言

某型發(fā)動機(jī)深化驗(yàn)證和可靠性試飛是在設(shè)計定型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)動機(jī)的可靠性、維修性、測試性、保障性和安全性，為最后的定型使用提供支持;為進(jìn)一步了解發(fā)動機(jī)在設(shè)計、生產(chǎn)中存在的問題和缺陷，完善設(shè)計提供技術(shù)依據(jù)。其中發(fā)動機(jī)振動特性驗(yàn)證試飛，主要參考部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗和訓(xùn)練大綱科目，通過地面裝機(jī)和飛行試驗(yàn)，對被試發(fā)動機(jī)的振動進(jìn)行測量和統(tǒng)計分析，進(jìn)一步驗(yàn)證其振動特性。航空發(fā)動機(jī)在研制和使用過程中無法避免地會出現(xiàn)振動問題，據(jù)統(tǒng)計，發(fā)動機(jī)約70%的故障是由振動導(dǎo)致或與振動有關(guān)［1］。某型發(fā)動機(jī)在發(fā)動機(jī)中介機(jī)匣上安裝有振動傳感器，通過數(shù)字電子控制器中的振動速度測量通道實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)整機(jī)振動的監(jiān)視［2］。該型發(fā)動機(jī)深化驗(yàn)證和可靠性試飛自實(shí)施以來經(jīng)歷了兩個試飛階段。第一階段自交付起共試飛143飛行架次;后由于返場分解排查故障并貫徹排故措施，完成排故后重新進(jìn)行試飛工作。在第一階段試飛前期曾出現(xiàn)發(fā)動機(jī)振動值增大的現(xiàn)象，但由于未接近發(fā)動機(jī)振動限制值，未進(jìn)行處理，正常完成試飛任務(wù)。但在第二試飛階段初期，多次出現(xiàn)振動異常增大的現(xiàn)象，主要出現(xiàn)在以下三個階段:a)地面慢車推至暖機(jī)過程;b)地面慢車狀態(tài);c)空中下滑推油門過程。本文從發(fā)動機(jī)機(jī)載振動值統(tǒng)計的角度出發(fā)，對兩個試飛階段的機(jī)載振動最大值進(jìn)行統(tǒng)計分析。分析發(fā)動機(jī)振動值隨時間的變化規(guī)律，從樣本假設(shè)檢驗(yàn)的角度出發(fā)，對發(fā)動機(jī)振動值的樣本進(jìn)行分析，分析得到在前后兩個試飛階段，發(fā)動機(jī)振動值不屬于同一個樣本，這說明前后試飛階段振動值的平均值及方差均有較大差異。

1發(fā)動機(jī)振動值統(tǒng)計分析

1．1統(tǒng)計階段劃分

根據(jù)該型號發(fā)動機(jī)設(shè)計特點(diǎn)及使用技術(shù)說明書，統(tǒng)計了試飛過程中發(fā)動機(jī)不同狀態(tài)下的機(jī)載振動最大值(B值)。不同B值代表的意義見表1，不同B值表示發(fā)動機(jī)工作的不同階段。為了便于進(jìn)行分析，特將發(fā)動機(jī)振動最大值進(jìn)行無量綱化，發(fā)動機(jī)振動最大值與振動限制值之比定義為相對振動最大值。

1．2前后兩階段趨勢分析

該型發(fā)動機(jī)深化驗(yàn)證和可靠性試飛第一階段共統(tǒng)計143飛行架次，第二階段自裝機(jī)試飛以來共統(tǒng)計38飛行架次。前后兩個試飛階段共181飛行架次整架次振動最大值見圖1，從總體趨勢分析，發(fā)動機(jī)容易出現(xiàn)振動異常增大現(xiàn)象主要出現(xiàn)在裝發(fā)后前四十個飛行架次，包括第一、第二階段均出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象，尤其第二階段出現(xiàn)異常增大的次數(shù)較第一階段多。而第二階段僅飛行了四十架次左右，后續(xù)發(fā)動機(jī)振動值的變化趨勢目前無法判斷。從整架次振動最大值統(tǒng)計分析圖來看，振動最大值隨飛行時間的變化有較小的增加趨勢，但并不明顯。

1．3不同階段統(tǒng)計分析

對不同發(fā)動機(jī)狀態(tài)振動最大值進(jìn)行統(tǒng)計分析見圖2。B1－B7可以進(jìn)一步分為四類:B1、B2－B4、B5、B6－B7。B2－B4歸為一類說明發(fā)動機(jī)地面暖機(jī)過程中出現(xiàn)的振動異常主要出現(xiàn)在地面全程N(yùn)2大于70%以上，同時空中振動異常也是出現(xiàn)在空中全程N(yùn)2大于70%以上狀態(tài)，因此將B6－B7歸為一類。總體來看，加力起飛過程振動最大值最為穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)振動異常增大的現(xiàn)象。從整個飛行架次的振動最大值隨時間的排列圖看，振動最大值隨服役時間的變化有較小的增加趨勢，但并不明顯。考慮到振動最大值的出現(xiàn)具有隨機(jī)性，因此將整個試飛數(shù)據(jù)按照前后脫發(fā)時間點(diǎn)劃分為兩個階段，對兩個試飛階段的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析見表2，可以看到，第二階段不同過程的振動最大值的平均值均比第一階段大。增幅除B1和B5為15%左右，其余均有30%多的增幅，其中發(fā)動機(jī)暖機(jī)過程中的振動平均值增幅最大，為38．3%。這說明前后兩個階段發(fā)動機(jī)振動值有著較為明顯的變化。而考慮到脫發(fā)后返廠分解檢查并更換了NO．2支點(diǎn)主軸承等9項(xiàng)零組件并重新裝配，而裝配工藝(緊度配合)及主軸承的剛度對發(fā)動機(jī)振動特性有較大影響。因此初步分析前后兩個階段振動特性變化較大的原因是否可能是由于分解檢查更換零組件后重新裝配產(chǎn)生的。考慮到第一階段試飛架次數(shù)較多，為了更為詳細(xì)的分析機(jī)載振動最大值的變化規(guī)律，將第一階段的試飛數(shù)據(jù)按照時間前后順序平均分為三個樣本容量，包括第二階段的試飛架次共計四個相等的樣本容量，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。對各樣本的均值及均方差進(jìn)行統(tǒng)計分析見表3，四組樣本數(shù)據(jù)均值隨時間先后順序的變化規(guī)律見圖3，可以看到隨著發(fā)動機(jī)服役時間的增加，各個統(tǒng)計狀態(tài)的發(fā)動機(jī)機(jī)載振動最大值的平均值均有不同程度的增加，尤其第二階段樣本四和第一階段的前三個樣本數(shù)據(jù)對比變化較為明顯。此外機(jī)載振動最大值的平均值在地面起動過程中最小，在空中N2大于70%以上最大。通過圖3(b)樣本均方差可以看出，除加力起飛過程振動最大值(B5)外，其余B值方差均在兩個試飛初期較大，中間試飛階段隨著時間的推移有小幅的上升趨勢。對上述現(xiàn)象進(jìn)行分析，產(chǎn)生的原因可能是:1)前后兩個試飛階段前均對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了裝配，在試飛前期發(fā)動機(jī)需要進(jìn)行磨合，可能會導(dǎo)致試飛前期振動值較大，是否存在上述現(xiàn)象需要再繼續(xù)對第二階段試飛數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析;2)在試飛第一階段除試飛初期四十個架次外(磨合期)，平均值及方差均隨試飛時間的增加有小幅增加的趨勢，這可能是由發(fā)動機(jī)工作時間的增加導(dǎo)致的性能衰減引起的。

2基于假設(shè)檢驗(yàn)的發(fā)動機(jī)振動值統(tǒng)計分析

由于發(fā)動機(jī)不同狀態(tài)振動最大值隨環(huán)境等因素變化較大［3］，且同一狀態(tài)下的振動值具有分散性，因此試圖進(jìn)一步從統(tǒng)計學(xué)角度進(jìn)行深入分析。

2．1假設(shè)檢驗(yàn)原理

由于發(fā)動機(jī)振動值的大小受眾多因素的影響，根據(jù)概率統(tǒng)計原理，假設(shè)同一狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)振動最大值服從正態(tài)分布，對連續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)測得的發(fā)動機(jī)振動最大值而言，其均值及方差表達(dá)式見(1)式:當(dāng)檢驗(yàn)兩個正態(tài)總體方差是否有差異時，常用F分布進(jìn)行雙邊檢驗(yàn)。當(dāng)檢驗(yàn)兩個總體均值是否有差異時常用T分布進(jìn)行雙邊檢驗(yàn)［4］。如滿足檢驗(yàn)判別式(3)，說明在給定置信度下兩個樣本數(shù)據(jù)屬于同一總體，否則不屬于同一樣本總體。

2．2樣本數(shù)據(jù)分析

按照1．3節(jié)的思路將測得的發(fā)動機(jī)不同狀態(tài)的振動最大值按照時間先后順序分為四個樣本容量，每個樣本容量為38個飛行架次數(shù)據(jù)。進(jìn)一步工作是對四個樣本數(shù)據(jù)是否屬于同一個樣本總體進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)。按照式(1)－(3)對四個樣本數(shù)據(jù)中的發(fā)動機(jī)振動最大值進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，結(jié)果見表4。除少數(shù)樣本屬于同一個樣本總體，其余大部分統(tǒng)計樣本不滿足F分布或者T分布，即均值或者方差不屬于同一個樣本數(shù)據(jù)。上述假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果可以從側(cè)面進(jìn)一步說明隨著發(fā)動機(jī)工作時間的增加，兩個試飛階段發(fā)動機(jī)振動特性有較大變化。

3結(jié)論

本文通過對某型發(fā)動機(jī)深化驗(yàn)證試飛以來的機(jī)載振動數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，并根據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)原理進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)分析，得到以下規(guī)律及思考:1)兩個試飛階段初期(前四十飛行架次)，是否由于發(fā)動機(jī)裝配等因素影響，在試飛前期需要進(jìn)行發(fā)動機(jī)磨合，導(dǎo)致試飛前期振動值較大;2)發(fā)動機(jī)機(jī)載振動平均值及方差在發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行期間均隨試飛時間的增加有小幅增加的趨勢，是否由于發(fā)動機(jī)工作時間的增加導(dǎo)致的性能衰減引起;3)通過樣本數(shù)據(jù)假設(shè)檢驗(yàn)方法，驗(yàn)證了不同試飛階段的振動數(shù)據(jù)不屬于同一個樣本總體，這從側(cè)面說明發(fā)動機(jī)振動特性隨試飛時間的增加有較大的變化。上述結(jié)果僅是從前兩個試飛階段的振動數(shù)據(jù)分析得出的設(shè)想，第二階段試飛架次較少，暫時無法證明該設(shè)想，需進(jìn)一步積累整個試飛階段數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析發(fā)動機(jī)振動值隨時間的變化情況。這是下一步需要進(jìn)行的工作。

參考文獻(xiàn)

［1］江龍平，徐可君，隋育松．航空發(fā)動機(jī)故障診斷技術(shù)［J］．航空科學(xué)技術(shù)，2002(2)，38－40．

［2］張寶誠．航空發(fā)動機(jī)試驗(yàn)和測試技術(shù)［M］．北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005．

［3］王樹蘭．某型航空發(fā)動振動故障診斷［D］．長沙:湖南大學(xué)，2011．

［4］趙敏榮，楊增選，張善文．假設(shè)檢驗(yàn)在模型驗(yàn)證中的應(yīng)用［J］．航空計算機(jī)，2003，33(1):1－3．

作者：文敏 郭海東 牛宏偉 雷曉波 單位：中國飛行試驗(yàn)研究院