【摘 要】
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航空发动机控制系统是航空发动机的核心系统,其安全性是系统生命周期的重要要求。随着科技的进步,航空电子设备逐步向小型化和集成化发展,航空器飞行高度不断增加,大气辐射环境下产生的大气中子单粒子效应成为了影响航空发动机控制系统乃至飞机可靠性和寿命的重要因素,传统的安全性分析方法已经无法对单粒子效应进行分析与评估,因此建立航空发动机控制系统单粒子效应安全性分析方法对航空发动机乃至飞机的安全都具有重要意义。
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航空发动机控制系统是航空发动机的核心系统,其安全性是系统生命周期的重要要求。随着科技的进步,航空电子设备逐步向小型化和集成化发展,航空器飞行高度不断增加,大气辐射环境下产生的大气中子单粒子效应成为了影响航空发动机控制系统乃至飞机可靠性和寿命的重要因素,传统的安全性分析方法已经无法对单粒子效应进行分析与评估,因此建立航空发动机控制系统单粒子效应安全性分析方法对航空发动机乃至飞机的安全都具有重要意义。本文首先介绍了大气辐射环境,确定了单粒子效应的类型、影响器件、失效模式和影响因素,并在此基础上介绍了航空发动机控制系统及其控制器的工作原理,总结了航空发动机控制系统单粒子效应的适航要求;其次,通过对辐射环境中的大气中子注入率与电子器件敏感截面的研究,初步完成航空发动机控制器单粒子效应故障率的计算;接着,以航空发动机控制器为对象,分析了单粒子效应故障传播的影响,研究其单粒子效应防护技术及可能对航空发动机控制系统造成的安全影响,在此基础上完成故障树分析,并通过Petri网的方法优化了该故障树,为后续进行航空发动机控制器单粒子效应引起控制系统灾难性事件故障树的故障率计算降低复杂度;最后,基于单粒子效应的特性和特定风险分析的基本原理,建立了单粒子效应特定风险分析流程,主要分为初始评估、定性评估、定量评估和判断适航符合性四个部分,并以航空发动机控制系统为例,验证了建立的单粒子效应特定风险分析方法的有效性,为民用航空发动机单粒子效应的适航审定提供一定参考。
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