本书建立了航空器检测与诊断技术的完整理论体系和框架,全面介绍航空器的常用的检测与诊断方法。力求突出航空和民航特色,内容做到全面详实,强调理论并突出应用。
在理论方面,对在航空器检测与诊断技术中所要涉及到的信号分析、图像处理、模式识别、人工智能等传统的和先进的理论知识均进行了较为详细的阐述。在检测和诊断技术方面,本教材覆盖航空器检测与诊断的许多重要方法,包括航空发动机的整机系统振动诊断、磨损状态诊断、孔探检测、无损探伤、渗漏检测技术。同时本书安排了详细的航空器检测与诊断案例,使理论充分联系实际。
航空器检测与诊断技术,对于保障航空器的安全性、可靠性和经济性具有重要意义,是飞机发动机故障预测和健康管理的重要研究内容。本书力图全面介绍航空器常用的各种检测与诊断技术和方法。本书的主要特色表现在:
1.突出航空特色。
在振动、磨损诊断方面,吸收同类教材的优点,但在应用部分突出航空特色,增加航空发动机相应的故障诊断实例。在无损检测技术方面,紧密结合航空器的无损探伤实例和应用特色进行阐述,同时借鉴了同类教材的相关理论部分。本书的□□特色是增加了航空发动机的孔探检测以及飞机渗漏检测等具有鲜明航空特色的内容。
2.内容力求全面、翔实。
为了起到“抛砖引玉”的作用,为学生今后的工作和进一步学习奠定基础,本书介绍了许多航空器检测与诊断的重要方法,包括航空发动机的整机振动故障诊断、磨损状态诊断、孔探检测、航空器结构的无损探伤、渗漏检测技术等,最终形成航空器检测与诊断技术的完善理论体系和框架。
3.重视理论,突出应用。
要培养高层次的航空器检测与诊断技术人才,需要具备坚实的理论基础。本书重视理论,对在航空器检测与诊断技术中所涉及的信号分析、图像处理、模式识别、人工智能等传统的和先进的理论知识均进行了较为详细的阐述。同时,航空器检测与诊断又是应用性极强的技术,因此本书列举了详细的航空器检测与诊断案例,使理论充分联系实际。
本书为第3版。2007年,在普通高等教育“十一五”□□□规划教材□□的资助下,第1版在中国民航出版社出版;2012年,通过近五年的本科教学实践,并结合实际科研工作,对第1版做了许多重大修改,第2版在航空工业出版社出版。通过不断的教学和科研实践,发现书中的很多知识亟待更新,于是2022年在南京航空□□大学“十四五”规划(重点)教材资助项目的支持下,作者对第2版进行了修订,修订内容如下:
①在绪论中,进一步描述了航空器检测与诊断技术同故障预测和健康管理的关系,并增加了一些实际的航空器检测与诊断系统实例介绍;
②在信号分析和处理部分,增加了一些更为实用的工程方法,同时,增加了更多的实际算例,以便于理解;
③在航空发动机转子系统故障诊断中,结合□□的故障仿真的研究结果,增加了对各种故障特征更为全面的描述;
④在油液分析诊断中,增加了□□科研成果——多功能磨粒分析系统MIDCS的介绍和描述;
⑤在发动机孔探检测中,结合□□科研成果,增加了对航空发动机内部损伤智能诊断专家系统AIDES的介绍和描述。
本书可作为航空器维修专业本科高年级学生的专业教材,也可作为该专业或相关专业的研究生和技术人员的参考书。
由于作者水平有限和编写时间仓促,书中难免存在许多不足或错误之处,恳请读者谅解。
“他山之石,可以攻玉”,为了形成本书的整体知识体系,参考了许多同类书籍中的相关部分,在此谨向其作者表示衷心的感谢。
同时,感谢南京航空□□大学“十四五”规划(重点)教材资助项目的支持,感谢在本书编写过程中支持、关心和帮助过作者的所有老师、朋友以及作者的研究生们。
第1章 绪论
1.1 航空器检测与诊断技术的意义
1.2 航空器维修理论的发展及维修制度的□革
1.2.1 航空器事后维修制度
1.2.2 航空器定时维修制度
1.2.3 航空器视情维修制度
1.3 航空发动机状态监测与故障诊断技术
1.3.1 航空发动机状态监测与故障诊断基本理论
1.3.2 航空发动机状态监测与故障诊断系统
1.3.3 航空发动机常用的状态监测与故障诊断技术
1.3.4 航空发动机检测与诊断技术应用——罗·罗公司T900系列发动机的EHMS
1.4 航空器结构检查与修理技术
1.4.1 航空器结构检查与维修目标
1.4.2 航空器设计服役目标与经济使用寿命
1.4.3 航空器结构检查技术
1.4.4 飞机结构检测技术应用——美国F- 35飞机PHM系统
复习题
参考文献
第2章 故障信号分析与处理
2.1 信号概念与分类
2.1.1 信号的概念
2.1.2 信号的分类
2.2 信号的时域分析
2.2.1 幅值域
2.2.2 时差域
2.2.3 平稳随机过程
2.2.4 各态历经随机过程
2.2.5 信号时域分析诊断实例
2.3 信号的频域分析
2.3.1 冲激函数与卷积
2.3.2 傅里叶级数
2.3.3 傅里叶□换
2.4 数字信号分析与处理
2.4.1 数字信号处理系统
2.4.2 数字信号处理优点
2.4.3 数字信号处理的发展□□
2.4.4 离散傅里叶□换
2.4.5 快速傅里叶□换
2.4.6 基于快速傅里叶□换的各种运算公式
2.4.7 实例分析
2.5 数字图像分析与处理
2.5.1 数字图像的基本概念
2.5.2 图像预处理
2.5.3 图像边沿检测
2.5.4 图像分割
2.5.5 图像目标特征提取与参数计算
复习题
参考文献
第3章 故障识别理论及方法
3.1 贝叶斯分类法
3.1.1 条件概率
3.1.2 全概率公式
3.1.3 □□错误率的贝叶斯决策规则
3.2 距离函数分类法
3.2.1 空间距离(几何距离)函数
3.2.2 k-近邻算法
3.2.3 在故障诊断中应用距离函数时应注意的问题
3.3 模糊诊断法
3.3.1 隶属函数
3.3.2 模糊矢量
3.3.3 模糊关系
3.4 灰色理论诊断法
3.4.1 灰色预测法
3.4.2 灰色关联度分析
3.5 神经网络诊断法
3.5.1 人工神经网络的拓扑结构及学习规则
3.5.2 多层前向神经网络模型及BP算法
3.6 专家系统诊断法
3.6.1 专家系统简介
3.6.2 规则专家系统诊断原理
……
第5章 航空发动机磨损状态监测与诊断
第6章 航空发动机的孔探检测技术
第7章 航空器结构检查的无损检测技术
第8章 航空器渗漏检测技术