随着我国民航机队规模的不断扩大，民航安全形势和压力越来越严峻，新一代航空运输系统也对行业提出了“安全关口前移”和“持续安全”的发展目标，民航发动机的安全和成本效益问题是亟待研究的重大问题。国内航空产业领域，新一代国产军用和民用发动机均对发动机健康管理（EHM）提出了需求。因此，无论从我国民航业工程应用需要，还是从国产发动机EHM系统的研究开发的角度出发，亟需在EHM基础理论、关键技术等方面开展相关研究。本文在充分研究了EHM概念和技术架构、理清了关键技术的发展现状及趋势的基础上，结合国内在发动机健康管理工程实践中存在的问题与不足，以气路部件为对象，分别在气路部件状态监控、单元体健康状态评估及剩余寿命预测建模三个方面展开了深入研究，一方面可为提高我国民航发动机的健康管理水平提供可行的方法和技术，另一方面也可借鉴民航发动机健康管理领域成熟的技术和方法为国产发动机EHM系统的开发提供技术储备。论文主要工作如下：（1）气路部件状态监控方面：在挖掘现有的气路监控技术的潜力方面，针对性能参数偏差值离散度大、故障特征容易被噪声淹没的问题，提出了基于贝叶斯因子的性能参数偏差值序列监控方法，以从含有噪声的偏差值序列中及时识别异常，提前故障征兆发现的时机；针对“一般”基线模型难以准确反映实际运行环境下个体发动机的特性的问题，提出了基于多元状态估计技术的“个性化”基线模型的挖掘方法，依据发动机实测数据建立起的“个性化”基线模型能更准确的特定发动机的特性，因此，能够更准确地计算出性能参数的偏差量，有利于提前故障征兆的发现时机。在新型气路监测技术方面，把尾气静电信号作为一种新的气路状态参数，提出了基于燃油流量单参数的和基于多元状态估计技术的多参数尾气静电信号基线模型挖掘方法。在建立起尾气静电信号的基线模型后，通过实时监控尾气静电信号RMS值与基线值的偏差，实现对气路部件状态的实时监控，提前故障征兆的发现时机。（2）面向单元体的气路部件健康状态评估方面：研究了航线条件下基于非线性自适应性能模型的单元体健康状态评估方法。考虑到外场条件下可测气路参数少于待估计的健康参数以及测量噪声的影响，将复杂的健康参数的求解问题转换为一个寻优问题，提出了基于排除法的故障隔离—评估方法，通过排除健康单元体把待估计参数维数降低到低于可测气路参数；针对实际外场使用中各单元体不可避免的发生缓慢的性能退化的问题，提出了考虑性能缓慢退化情况下的单元体健康参数的估计方法，首先通过跟踪各单元体的缓慢性能退化，得到故障前各单元体的实际退化状态，进而在故障隔离与评估时考虑进其影响以提高单元体健康参数估计的精度。针对气路可测参数有限、信息源单一的问题，提出了基于贝叶斯网络多源诊断信息融合的气路分析技术：以常规气路可测参数为主，定性诊断信息借助故障模式先验概率表引进，而定量信息的引入则借助健康参数的先验分布实现，由贝叶斯网络实现信息融合，提高单元体健康参数估计的准确度和精度。（3）健康状态与剩余寿命预测建模方法研究：针对实际运行环境下个体系统的剩余寿命预测问题，提出了基于状态空间退化模型和贝叶斯估计理论的使用可靠性评估与剩余寿命预测方法。以发动机排气温度裕度作为表征气路部件性能衰退的退化参数，由线性高斯状态空间模型来描述性能退化轨迹，利用共轭先验贝叶斯推理估计并预测退化状态。状态空间模型区分带有噪声的观测量与系统真实的退化状态，更加符合实际情况。此外，状态空间模型不需要对退化轨迹做平稳性假设，这使得模型便于处理因维修、故障等因素而引起的性能突变。考虑到仅用单参数难以全面地表征系统健康状况的问题，提出了通过融合多个性能参数得到系统的健康指数来表征气路部件健康状态，进而建立基于系统健康指数的状态空间退化模型，用于预测其健康状态退化趋势及剩余寿命。针对关键件的裂纹扩展这一典型的失效模式，提出了物理失效模型和检测/监测数据相融合的剩余寿命预测方法，根据其物理失效模型建立起状态空间形式的裂纹扩展模型，借助贝叶斯理论融合外场检测/监测信息，通过不断融合新的观测信息可降低剩余寿命预测的不确定性，为关键件延寿或视情维修提供辅助决策。