预测性维护

在问题发生之前将其阻止。预测性维护帖子首先出现在 Professional Pilot 上。

来源:Professional Pilot Magazine

防患于未然。

作者:欧文·戴维斯
特约作家

公务机按计划“实时”进行例行检查、大修和热区检查,而且一切都按部就班地进行。然而,计划外的维护和不太罕见的飞机地面 (AOG) 事故是职业飞行员生活中不可避免的一部分。这就是预测性维护的用武之地。

现代商务喷气机包含 5000 到 10,000 多个传感器,分布在机身、发动机和航空电子设备套件中。如果某个部件可能需要维修,技术人员可以识别它并在最不方便的时候安排维护。这可以减少飞机停机时间并避免飞行员感到不受欢迎的兴奋。

NBAA 引用了一项研究,其中预测性维护可将计划外维护事件减少 35-40%,并将调度可靠性从预期的 97.5% 提高到 99.2%。以下是商用飞机制造商和发动机制造商提供的预测性维护计划。

公务机

庞巴迪。该公司的 Smart Link Plus 系统实时监控 Global 5500 和 6500 飞机上的大约 2000 个机身参数。 Global 7500 和 Challenger 3500 飞机均将 Smart Link Plus 作为标准设备交付,而许多旧型号的安装也已预订。

Smart Link Plus将数据传输到地面,用于实时监控和诊断问题。这使得运营商可以在飞行期间调度零件,并在必要时调度技术人员,从而最大限度地减少飞机恢复服务的延迟。

2025 年,庞巴迪与劳斯莱斯合作,将涡轮机制造商的发动机振动和健康监测单元与庞巴迪的 Smart Link Plus 集成。该组合可以实时监控 Global 5500 和 6500 飞机中 Pearl 15 发动机的约 10,000 个发动机健康参数。

Cessna.LinxUs 使用飞行数据记录器连续监控 Citation 喷气式飞机和 SkyCourier 涡轮螺旋桨飞机的飞行数据。着陆后,它将数据下载到监控服务。它还可以使用蜂窝或卫星网络发送有关飞行中故障和超标的数据。

Cessna 本身不分析数据。相反,运营商必须注册第三方服务。选项包括 Acron Aviation 的飞行数据连接、ForeFlight 的飞行数据分析、GE Aerospace 的 C-FOQA 和 Safran 的 Cassiopée 飞行数据监控服务。

在飞行过程中,这些程序为飞行员和维护技术人员提供近乎实时的信息,以便为飞机的目的地获取必要的资源。回复通过电子邮件发送,最多可能需要 6 分钟才能到达。

达索航空。达索猎鹰的预测维护位于达索系统名为 3DEXPERIENCE 的集成平台内。从设计和工程到终身维护和机队支持,如果猎鹰或该公司的阵风战斗机发生这种情况,它就会发生在 3DEXPERIENCE 中。甚至供应商和其他企业合作伙伴也被绑定到该系统中。

达索可以诊断并有时修复 Falcon 6X 和 10X 的飞行问题。

在预测性维护方面,达索的核心技术是适用于 6X 和 10X 机队的 FalconScan。

它监控超过 100,000 个参数,用于故障检测、故障排除和趋势监控。在飞行期间,FalconBroadcast 将数据发送给地面操作员,地面操作员使用基于网络的计算机辅助故障排除系统 (CATS) 来诊断并在某些情况下纠正飞机上的故障。

直升机

引擎

该过程在很大程度上取决于虚拟双飞机和“大数据”分析。

Embraer.Aircraft Health Analysis and Diagnosis (AHEAD) 是巴西航空工业公司针对公务机的预测性维护计划。它将飞机传感器数据、维护和操作历史以及环境因素与分析和基于人工智能的算法相结合。它监控包括发动机、气动、液压、起落架、导航和仪器在内的系统,检测异常和退化模式,并预测何时可能需要维护。

AHEAD 是根据该公司 20 年 E-Jet 客机预测性维护经验开发的。尽管该系统适用于商务喷气机,但维珍澳大利亚航空计划为其 E190-E2 机队配备所需的硬件。

适用于 Bell 429 的 Foresight MX HUMS 监控发动机数据并使用振动分析来感知传动系统中出现的问题并突出 MX 需求。

巴西航空工业公司强调了预测性维护的一个鲜为人知的好处。通过消除因维护问题引起的过量燃油燃烧,它可以减少二氧化碳排放。

湾流的可靠性和性能分析程序监控大约 15,000 个参数,使用从整个湾流机队收集的数据来预测飞机所需的零件和服务。跟踪液压、气动、环境和发动机数据,以确定可能影响飞机可用性的趋势。

湾流顾问将其与运营洞察和维护历史相结合,优化维护计划并帮助运营商避免意外的服务中断。还提供实时绩效报告。湾流表示,这种预测性维护方法可以改善客户的调度、可靠性和便利性。

在吊翼世界中,没有人监控机身或环境,也不需要进行短暂飞行的飞行中诊断和状态警告。着陆后的预测功能是标准健康和使用监控系统 (HUMS) 的延伸,该系统跟踪运动部件的振动、监控旋翼轨迹和平衡,并记录飞行期间的应力循环和超标。每个制造商都有自己的包装,但它们都是这个主题的变体。

Cassiopée FDM 监控飞行数据并为操作员提供精确、准确的安全概览。

许多直升机公司都使用 GPMS International 的 Foresight MX。

它监视常用的移动部件。集成的飞行数据管理系统可捕获超限情况并跟踪多达 33 个参数,包括 GPS 航向、扭矩、俯仰、滚转和偏航率。

预测算法会在需要维护时发出警告并预测零件的剩余寿命。

Airbus Helicopters.Smart Predictive Maintenance 套件在原始 HUMS 数据中添加了人工分析。该公司的团队向操作员报告异常事件并建议适当的维护工作。空客人员还定期联系运营商的维护团队,指出他们需要处理的任何问题,以免造成问题。空客还依靠 Foresight MX HUMS 软件包来监控旋翼、发动机和部件数据。

配备 GPMS 软件包的运营商可以注册空中客车 Flyscan 服务,以获得更好的远程支持和维护指导。空客 HUMS 专家利用这些数据提出早期维护建议。空中客车公司表示,这些套件可以适应不同的任务概况和运营商结构。

GE 使用数字孪生来分析数据。该公司维护一个虚拟

这使得它能够预测零件寿命并发送必要维护的警报。

Bell 是另一位 GPMS International 客户。自 2018 年 STC 获得批准以来,该公司一直依靠 Foresight MX 进行预测性维护。该系统现已适用于贝尔 407、429、212、412 和 505 飞机。

当贝尔 525 于 2026 年第四季度获得认证时,它将为该产品线带来新的东西。集成车辆健康管理系统直接与 Garmin G5000H 触摸屏驾驶舱对话。飞行员可以在多功能显示器(MFD)上查看它们,并且地面技术人员也可以使用它们。

Leonardo.Heliwise Services 是 Leonardo 的 HUMS 数据收集和分析系统包。它们将高级异常检测和高级振动数据挖掘 (AVDM) 等诊断模型与数据分析相结合,以改进诊断并减少分析师的工作量。 HUMS 服务可通过 Leonardo 客户门户访问。

Leonardo 为客户量身定制产品。对于小型运营商,Heliwise 提供全力支持。飞行结束后,操作员可以将 HUMS 数据上传到 Leonardo 的安全服务器上,以进行日常分析和异常检测。

那些拥有与 SkyTrack 卫星通信集成的 HUMS 系统的人可以将飞行中的数据传输到地面上的 HUMS 团队。 Leonardo 估计,每架直升机每月可节省多达 40 个工时。对于拥有内部 HUMS 分析师的客户来说,Heliwise Premium 就是解决方案。它由标准 AVDM 工具和 24/7 待命分析服务组成,保证在 4 小时内响应异常情况。

MD 的 500 和 530 系列直升机是 OEM 首批接受预测性维护跟踪的型号。与空客和贝尔一样,MD 使用 GPMS Foresight MX 软件包对其当前的 MD 500E 和 MD 530F 直升机进行预测性维护。操作员可以在基于云的仪表板上查看关键传动系统组件的运行状况。

一旦组件的传感器数据出现趋势,预测面板就会估计该组件的剩余使用寿命。 GPMS 预测维护包将在 MD 564 上提供,该套件于 2026 年 3 月在 Verticon 上推出,并计划于 2028 年上半年投入使用。

Robinson。R88 是第一款将预测性维护作为标准设备的 Robinson 型号。 Foresight MX 跟踪数据。标准包包括 5 年的 1 级监控,提供传动系统、发动机、旋翼轨道和平衡以及飞行数据的健康状态指标。

Robinson 还包括一年的 2 级监控,提供更深入的诊断、单个轴承和齿轮的健康状况、计算关键部件的剩余使用寿命以及优化的转子轨道和平衡建议。

西科斯基。最古老的直升机制造商拥有业内最现代、最全面的预测性维护计划之一——至少对于 S-92 和军用型号来说是这样。地面站使用 Iridium Certus 卫星通信系统通过 SkyTrack 接收超标的即时遥测警报。数据被输入西科斯基的诊断分析计算机进行评估。

该公司的主旋翼轮毂和变速箱的部件寿命趋势模型是独一无二的。美国联邦航空局 (FAA) 允许西科斯基为主旋翼轮毂等部件提供特定序列号的使用寿命延长。

凭借20年机队经验,该公司将检查时间从375个飞行小时调整为500小时,从750个飞行小时调整为1000小时。西科斯基估计,这可以在飞机 30,000 小时的使用寿命内消除一整年的维护停机时间。

P&WC FAST 收集并分析飞行数据,并在发动机关闭后立即将其发送给客户。它包含在 ESP 维护计划中。

GE 航空航天公司。GE 发动机使用的全权数字发动机控制 (FADEC) 具有一系列传感器,可监测数十个气路、热力学和机械参数。飞机健康管理单元可捕获多达 10,000 个飞机和发动机参数,并在着陆时卸载数据。在空中,可以使用 GE 的无线数据网络单元或庞巴迪的 SmartLink Plus 等集成系统将数据发送到地面站。

型号。该信息与之前数百万小时的飞行小时编制的历史数据库进行比较。

如果欧洲一架喷气式飞机在组件故障之前出现了微振动和油温波动的特定组合,那么当世界任何地方的喷气式飞机上出现相同的症状时,系统会自动对其进行标记。

霍尼韦尔为公务航空提供多种预测性维护产品。 Honeywell Ensemble 是该公司专注于发动机的数字化维护服务。它连续监测发动机参数,包括振动、涡轮间温度、发动机压力和燃油消耗。然后,每次飞行后,它都会通过霍尼韦尔所谓的 EngineCompressorAI 来运行它们。操作员几乎可以立即查看发动机数据。

GoDirect Connected Maintenance 是一个从头到尾的维护平台,利用人工智能和实时飞机数据在机械故障发生之前发现它们。

Honeywell Ensemble 提供实时飞行数据和预测性人工智能见解,以尽早发现发动机异常情况,将记录与数字日志无缝同步,以消除运营中断并优化公务机维护。

对于直升机,HUMS 使用旋转部件上的传感器来测量部件的健康状况,然后为操作人员收集、分析和管理数据。 RECON 增加了连接性和更快的处理速度,因此无论飞机在何处运行,地面团队都可以跟踪飞机的状况。所有这些都可用于预测性和预防性维护,以识别组件的潜在问题并跟踪其性能趋势。

Pratt & Whitney Canada.FAST 是 P&WC 的数字发动机健康平台。它捕获完整的飞行数据,分析数百个发动机和飞机参数,并在发动机关闭后立即以无线方式向客户发送相关情报。它还可以提供某些飞机的飞行数据监控,例如 Leonardo AW139 和 Beechcraft King Air 200/300 型号。

该公司的油液分析技术对于直升机发动机尤为重要。人工智能和机器学习可对油样分析进行优化,最多提前 1000 小时检测潜在问题。由人工组成的主动服务台解释这些数据并帮助客户计划必要的维护。

加普惠的预测性维护是作为 ESP 按小时付费覆盖范围和车队管理计划 (FMP) 的一部分提供的。

罗尔斯·罗伊斯公司的发动机振动健康监测系统可跟踪 Pearl 15 发动机的 9000 多个参数。同时,在BR700上,FADEC提供1000个数据流。着陆后对发动机状况进行计算机分析,识别潜在故障并提出所需检查的建议。

大部分工作发生在IntelligentEngine 框架中。这是一个数字孪生生态系统,结合了物理引擎、传感器数据和分析,以做出更好的维护决策。

庞巴迪 Smart Link Plus 可监控约 2000 个参数并发送数据以进行实时监控和问题诊断。

对于劳斯莱斯来说,一个关键概念是蓝色数据线程,它将从制造到 MRO 的维护和运营数据链接起来。

该公司强调背景信息,即发动机飞向何处、遇到的污染物、操作方式以及工作强度。通过将环境和任务变量纳入模型中,劳斯莱斯可以在发动机寿命较轻时延长间隔,并在条件更恶劣时收紧间隔。

Williams International.FJ33 和 FJ44 涡轮风扇发动机采用了多个 ECU 控制的数据收集系统,以支持根本原因分析。在起飞和巡航期间拍摄多个快照以测量数十个运行参数,同时每小时连续捕获和记录数千个数据点。

此外,每当发生故障时,滚动诊断窗口都会保存大量事件前和事件后测量数据,包括与发动机交互的所有传感器和执行器的详细诊断信息。