在机载制冷系统中,涡轮故障多发,对其进行故障仿真分析可以有效、安全且经济地得到故障发生时的相关参数。本文给出了一种系统故障分析方法,选取涡轮进行故障建模与流场分析,然后将其故障状态的特性带入系统从而分析组件故障对系统的影响。本文首先对机载制冷系统的涡轮进行了设计;然后,通过涡轮故障的相关调研,对所设计的涡轮进行故障建模以及CFD数值模拟,计算结果表明,所设计的故障涡轮与正常涡轮相比,在涡轮入口温度以及空气质量流量不变的情况下,故障涡轮的温降与制冷量降低,涡轮效率下降;通过数值模拟拟合故障涡轮的特征曲线,可以看出随着膨胀比增加,故障涡轮的折合流量先逐渐增大最后趋于稳定,这与正常涡轮的规律一致,在同一膨胀比下故障涡轮的折合流量高与正常涡轮;使用Matlab/Simulink对机载制冷系统进行搭建,调控系统通往座舱温度在合理范围内;将拟合出的故障涡轮特征曲线进行故障涡轮组件的建模,并将模型带入到制冷系统内代替正常涡轮进行工作仿真,仿真结果表明,涡轮的故障导致涡轮的制冷量降低,从而使系统的最大制冷量降低。