[发明专利]考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法

说明书

本发明属于航空活塞发动机寿命管理技术领域，具体公开了考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法，包括：获取航空活塞发动机模型；划定能够影响发动机安全性的属性参数，获取在失效时间内的随机变量；进行发动机失效的临界分析，获得数据库；判定获取的随机变量是否超出临界值；获得随曲轴转角变化的所有性能参数，并计算该随机变量对应状态下的运行输出，以获得重要性指标；对随机变量查找临界值，以获得重要性指标；根据重要性指标对所有属性参数进行排序；具有如下优点：通过设定分析模型及安全性评判方法，规避了人为依赖经验分析；可实现发动机全寿命周期动态安全性变化的分析；可避免重复的发动机整机模型模拟工作。

技术领域

本发明涉及航空活塞发动机寿命管理技术领域，具体而言，涉及考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法。

背景技术

航空活塞发动机的安全性是保证通用航空飞行器安全稳定运行的关键。在2020年底我国注册通用航空器4165架并首次超过公共运输航空器数量，预计到2040年通用航空器保有量将接近4.5万架，其中航空活塞发动机在通用航空器动力装置中占绝对多数。目前，我国航空活塞发动机主要来源于欧美，由于我国本土实际运行维护环境与欧美之间的差异，导致我国航空活塞发动机出现事故率较高的状况，与运输航空已连续飞行137个月相比，通用航空每年发生的事故绝对数量在波动中呈上升趋势，其中活塞发动机事故占比最高，如图1所示。因此提升航空活塞发动机的安全性水平，明确安全性的关键影响因素，是保障通用航空安全从而实现快速发展的关键问题。

安全性保障需通过安全性分析技术实现，一般而言，安全性分析可按照基于“事后调查”和“事前调查”大致分为两个阶段。给出了系统安全性分析的产生及发展历程，同时列出各发展阶段所对应的规章及指导文件。对于早期的安全性分析，主要基于事后调查分析，并没有将安全性要求作为研究对象的事前约束进行输入，往往需要暴露安全问题后再根据人为主观经验进行更改。然而，随着航空系统的复杂程度和安全性要求日益增加，传统意义上应用于确定性风险或传统非复杂系统的设计和分析技术将无法为复杂系统提供足够的安全保障，所以在事前安全性分析的基础上，将系统思想引入事前系统安全性分析并发展起来，包括评估流程和分析方法，是航空器研制过程中保证安全性需求较为有效的途径之一。

然而，传统系统安全性分析方法(例如故障树分析、共因分析、故障模式及影响分析和故障模式影响与危害分析)直接应用到航空活塞发动机系统安全性分析中存在较大的难度和制约：一方面，传统分析方法具有高度的主观性并依赖于安全性分析人员个人经验，分析结果无法做到完整、一致、无误，而且无法考虑由于航空活塞发动机各部件间复杂匹配类联系造成失效形式相互耦合的问题；另一方面，目前的系统安全性分析研究主要集中在设计研制阶段，对包括运行维护阶段在内的全寿命周期动态安全性变化分析问题考虑不足，缺少故障产生及演化过程与系统安全性分析的结合，尤其是我国在面对所使用的通用航空活塞发动机主要来源于欧美，实际运行维护环境差异大、事故率相对较高情况时的安全性分析及判别关键影响参数能力不足。

为此提出考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法，以解决上述提出的问题。

发明内容

本发明旨在提供考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法，以解决或改善上述技术问题中的航空活塞发动机的安全性分析主要依赖人为经验，具有高度主观性语言，并且主要集中在设计研制阶段实现，无法体现实际航空活塞发动机各部件间耦合联系，以及运行维护阶段在内的全寿命周期的动态安全性变化，进而判断安全关键影响因素。

有鉴于此，本发明的第一方面在于提供考虑影响航空活塞发动机动态安全性的参数敏感分析方法。