２乡论坛ＦｏＲｕＭ

Ｋ枫结构健康监测技木及

传感器网络

ＡｉｒｃｒａｆｔＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＨｅａｌｔｈ

ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ

北京航空航天大学自动化学院袁梅鲍鹏宇付重杜冲孙东亚

将基于传感器网络的结构健康监测技术应用到飞行器中，对飞行器的结构损伤发生与发展状态，结构的健康状况、可能的寿命进行在线的监测与预报，对保证飞行安全具有重要的理论意义和实际应用价值。

Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ，ＰＨＭ）以实现“视情维修”，即依据状态的预防维修。这项技术通过检测系统的状态来预测系统及其部件的故障情况，并确定其剩余寿命；利用多传感器信息融合

袁梅

副教授，北京航空航天大学自动化学院检测系。主要从事先进传感技术．检测技术及自动化装置．嵌入式系统技术、复杂系统健康监测技术等研究。航空学会自动控制分会仪表与测试专业委员会委员兼秘书．中国计量学会高级会员。在国内外期刊和会议上发表论文２０余篇．其中ＥＩ检索７篇。ｓｃＩ检索１篇。曾获国家发明奖１项．航空部科技进步二等奖１项。

（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

Ｈｅａｌｔｈ

Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，

ＳＨＭ）是ＰＨＭ的重要组成部分，是ＰＨＭ技术在飞行器结构损伤监测、识别与定位中的应用。由于化学腐蚀、应力作用、撞击以及热疲劳等因素影响，飞行器结构表面或内部有可能产生大量局部损伤及微裂纹。如果不及时检测出这些局部结构损伤，确定其位置、形状、大小，进而采取必要的补救措施，损伤将有可能进一步扩展，从而导致结构破坏，甚至造成严重事故。例如２００３年２月，哥伦比亚号航天飞机的失事是缘于一块重量不足２ｋｇ的隔热瓦脱落后击中航天飞机左翼前端，所产生的裂纹最终导致航天飞机在返航时解体。

飞行器典型结构（如机翼、机身）的主要损伤包括疲劳裂纹损伤、结构腐蚀损伤、意外损伤（非正常机动过载对结构的损伤，包括冰雹、闪电、鸟撞对结构的损伤等），以及这些因素

组合产生的综合损伤。将基于传感

技术诊断系统故障，并基于可用资源和使用需求对维修活动做出管理和决策。ＰＨＭ是实现武器装备“视情维修”的重要手段，具有故障预测、检测、隔离、关键部件寿命跟踪、故障报告以及寿命预测等功能，能够实现在准确的时间对准确的部位采取准确的维修活动，从而有效减少维修项目，节省维修费用，减少武器装备的事故率。例如，美国海军应用“视情维修”制定维修大纲，使得维修Ｆ－４Ｊ的维修周期延长了２０％，发动机大修期由１２００ｈ延长到２４００ｈ备减少５０％，维护人员减少２０％～４０％，架次生成率提高２５％。

…… 此处隐藏0字 ……

飞行器的结构健康监测

Ｉ

随着现代战争对武器装备任务出勤率和战备完好率要求的提高，以及材料科学、测试技术、信号分析和人工智能技术的飞速发展，目前武器装备大量采用故障预测和状态管理技术（Ｐｒｏｇｎｏｓｔｉｃ

ａｎｄ

Ｈｅａｌｔｈ

采用ＰＨＭ技术的ＪＳＦ飞机，保障设

４４航窀翻造技术 ２００８年第２２期