通过机载系统采集数据，执行内置自测试和其他监视功能，如评估、预测和告警，并给控制系统提供健康评估结果以进行自适应或容错控制。之后通过把报告信息传输到地面系统，开始基于地面的监视活动，执行附加的分析、对比和评估工作。之后，维修人员和操作员工使用这些结果及时准确地做出保障决策。

状态监视一词首先出现于电力系统当中，后应用于航空发动机领域，作为保证航空发动机安全性、可靠性和可用性的重要技术手段。20世纪50年代，针对航空发动机工作状态的评估主要采取人工检查的方式；到60年代则发展为人工检查与机载超限检测相结合的手段；70年代随着航空发动机振动监视、机载状态监视等技术的产生，航空发动机状态监视的概念也正式形成。航空发动机状态监视手段一直在持续进步，到了20世纪90年代，发展出了独立的数字诊断单元，其具备振动、滑油在线监视的能力。随着技术进步，航空发动机状态监视已发展为故障预测与健康管理系统，并向着综合化、智能化的方向迈进。

一个完整的航空发动机状态监视系统包括以下4种主要监视能力：气路性能监视，滑油系统监视，机械振动监视，控制系统监视。每种监视能力处理表明发动机状况的一组测量参数。每一组参数代表了可用于诊断和预测的一个信息维，发动机状态监视系统则可以把不同维度的信息有效结合，从而做出最好的决策。①气路性能监视。通过对表征发动机气路性能的温度、压力、转速等测量参数的采集与监视，提供发动机气路性能状态及相关传感器状态的告警信息。②滑油系统监视。通过压力、温度、油位、杂质含量等参数，监视滑油系统是否正常工作、监视接触滑油的发动机零部件健康状态以及滑油自身物化性能是否正常。③机械振动监视。通过采集并分析振动数据以指示发动机的振动状态。包括分析振动总量和振动分量的信息，监视发动机齿轮传动、轴承转子等系统的状态。振动监视数据还可用于发动机转子不平衡的修正。④控制系统监视。主要监视控制系统闭环回路控制品质、控制规律实现情况、系统组成附件（燃油泵、调节器、作动器、传感器等）状态等。

除了上述典型状态监视能力，一些新型发动机增加了针对航空发动机燃烧室的压力脉动监视以及针对流道的进出口工质监视。

根据国际标准化组织（ISO）第108技术委员会的指导意见，航空发动机状态监视的功能应包括6个功能块：数据采集，数据处理，状态检测，健康评估，预测评估，咨询生成。各功能块之间的关系如图1所示。

图1　航空发动机状态监视功能关系图

航空发动机状态监视基本原理如图2所示。首先通过相应设备进行数据采集并进行数据处理，之后通过检测发动机监视参数有无超出规定的限制值，据此判断发动机及其部件、系统是否健康，并把相应参数进行显示与记录。最后，若检测出超限事件，则需要进行超限事件数据库记录并进行超限告警，同时生成事件报告，用以指导开展相关检查和维护工作。

图2 航空发动机状态监视流程

航空发动机状态监视系统使用算法来分析数据，检测和隔离故障，评估损伤和健康情况，预计失效和剩余使用寿命情况，并提出行动建议。算法的作用是对信息进行提取并在不同功能级别上做出保障决策，常用的状态监视算法有最小二乘法估计、卡尔曼滤波器、概率估计、混合模型估计等。算法从广义上可以划分为数据驱动算法和机理建模两类，将此二者特性结合起来形成了混合算法。不同类型算法的精确性和复杂性有所不同，具体的精确性和复杂性关系如图3所示。

图3 不同类型算法的精确性和复杂性关系图

发达国家在航空发动机状态监视技术上的研究起步较早，技术成熟度较高。美国所采用的先进传感器的集成、先进算法和智能模型来实时监视发动机的健康状态。其军用战斗机上装配的发动机状态监视系统经过严格的飞行试验并进行了机群装机评估，取得了良好的评估结果。

航空发动机状态监视技术已拥有多种监视手段，包括人工检查、机载超限检测、振动监视、机载状态监视、机载综合诊断、BIT技术以及具备振动、滑油在线监视能力的独立数字诊断单元。其中振动监视包括振动加速度传感器监视、风扇叶片电涡流监视以及利用非整数阶振动的离散傅里叶变换进行数据分析与在线监控。滑油监视主要包括滑油碎屑监视、滑油液位监视、滑油系统监视以及滑油消耗水平监视等。这些先进的监视技术已经在世界先进的军/民用航空发动机上得到了广泛应用。

得益于硬件计算、现代信号处理和计算机技术的发展，复杂的现代信号处理技术正被逐渐应用于机载监视系统当中，从而使得航空发动机的状态监视由简单向复杂，由低级向高级，由离线诊断向实时监控，由单一化向综合化、智能化的方向快速发展。

航空发动机状态监视技术的发展带动了航空发动机维修方式的进步，现代航空发动机的维修策略由“事后维修”发展为“视情维修”，大幅度提高了飞机的飞行安全性和经济性。