● 摘要
飞机燃油系统作为飞机上重要的系统，燃油系统是影响飞机性能、飞行安全和适航取证的关键系统。对飞机燃油系统进行故障诊断方法研究可以实现更好的飞机燃油系统管理，保障飞机的飞行安全，提高其生存能力。飞机大燃油系统主要由五个子系统组成：加油/放油模块，发动机及APU供油模块，燃油传输模块，状态检测和显示模块，管理和重构模块。它们的故障多半是因为关键部件的故障引起。燃油系统中关键部件主要有：燃油泵，活门，传感器等。本文主要针对燃油系统进行系统建模与仿真。首先通过对飞机燃油系统的故障模式与故障机理进行分析，提出不同故障模式下系统的重构策略研究。第二，采用FLOWMASTER仿真软件对系统进行建模，通过故障注入的方法，对燃油系统进行故障仿真和重构策略仿真。最后，对关键部件（离心泵和切断活门）的主要失效形式从失效机理上进行数学解析建模。基于在FLOWMASTER软件中对燃油系统的建模与仿真，为搭建飞机燃油系统数字化故障诊断与健康管理平台（PHM）搭建了底层基础，完成故障检测、故障诊断、故障隔离处理和重构、故障预测与状态管理/零部件寿命跟踪等数字平台仿真工作。同时，基于燃油切断活门冲蚀磨损失效机理研究和基于理性泵汽蚀理论失效机理研究，推导出关键部件故障数学模型，实现不同故障模式下的故障注入，为今后燃油活门和离心泵的故障预测打下良好的基础。