航空保障特种装置的可靠性评估面临失效样本数据偏少的问题。为更加准确评估小样本情况下的可靠性,采用改进的平均秩次法计算样本的经验分布函数,在此基础上提出一种基于GM-SVR的三参数威布尔分布估计方法。该方法利用灰色模型(GM)在位置参数上的优势和支持向量回归(SVR)在小样本下的良好效果,对威布尔分布的3个参量进行精确估计。采用MATLAB工具箱对模型进行仿真实验,结果表明GM-SVR方法在故障数据样本较少情况下,参数估计精度高于传统的概率统计方法。以喷气偏流板为例,计算了威布尔分布的形状参数、尺度参数和位置参数,得到相关系数为0.9953,均方根误差为0.038,证明了在小样本情况下GM-SVR方法的拟合精度良好,可对航空保障特种装置的可靠性进行准确评估。