[发明专利]APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻故障的监控方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机部件故障的监控，特别地，涉及一种飞机辅助动力单元涡轮叶片断裂与转轴卡阻故障的监控方法和装置。

背景技术

机载辅助动力单元APU(Airborne Auxiliary Power Unit)，简称辅助动力单元APU，是安装在飞机尾部的一台小型涡轮发动机。APU的主要功能是提供电源和气源，也有少量的APU可以向飞机提供附加推力。具体来说，飞机在地面上起飞前，由APU供电来启动主发动机，从而不需依靠地面电、气源车来发动飞机。在地面时，APU还提供电力和压缩空气保证客舱和驾驶舱内的照明和空调。在飞机起飞时，APU可作为备用电源使用。在飞机降落后，仍由APU供应电力照明和空调。APU的功能决定了其运行的稳定性，并且直接关系到飞机的飞行成本和服务质量。

APU的涡轮叶片断裂与转轴卡阻故障是APU的一种常见故障。如果此类故障发生，唯一的办法就是更换APU的发动机，所以维修费用十分高昂，通常是正常修理费用的2倍。如果能提前发现此种故障，将节约大量的维护成本和缩短维修周期。本发明正是针对这一需求提出了对涡轮叶片断裂与转轴卡阻这一故障的监控方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，根据本发明的一个方面，提出一种辅助动力单元APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的监控方法，包括：获取一时间段内多个时间点上APU报文；根据所述APU报文获取APU的运行参数，所述运行参数至少包括启动时间STA；计算所述时间段内所述启动时间STA的平均值AVG以及偏差指数δ；以及根据所述偏差指数δ确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于稳定期，衰退期，或故障期。

如上所述的方法，其中确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于稳定期，衰退期，或故障期的步骤包括：响应于所述偏差指数δ小于衰退阈值，确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于稳定期；响应于所述偏差指数δ大于所述衰退阈值且小于故障阈值，确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于衰退期；以及响应于所述偏差指数δ大于所述故障阈值，确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于故障期。

如上所述的方法，进一步包括：确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于稳定期时所述偏差指数；其中，所述衰退阈值大约为所述稳定偏差指数的2倍，故障阈值大约为所述稳定偏差指数的6倍。

如上所述的方法，其中，所述衰退期进一步包括严重衰退期，严重衰退阈值介于衰退阈值与故障阈值之间，响应于所述偏差指数δ大于严重衰退阈值且小于所述故障阈值，确定所述APU涡轮叶片断裂与转轴卡阻的状况处于严重衰退期，所述严重衰退阈值大约为所述稳定偏差指数的4倍。

如上所述的方法，其中每天2-3个点所述时间段约为5-10天。

如上所述的方法，其中在所述时间段内获取大约10-40个APU报文。

如上所述的方法，进一步包括：通过更新下一个时间点上的APU报文获取该时间点上的；响应于STAnext大于AVG+nδ或小于AVG-nδ，确定根据下一个与APU相关的报文得出的STA(next+1)是否大于AVG+nδ或小于AVG-nδ；以及响应于根据与APU相关的报文得出启动时间STA连续大于AVG+nδ或小于AVG-nδ超过预设报警次数Z，发出告警。

如上所述的方法，响应于根据与APU相关的报文得出的启动时间STA介于AVG+nδ或小于均值AVG-nδ之间，重新计算所述启动时间STA的平均值AVG以及偏差指数δ。

如上所述的方法，响应于根据与APU相关的报文得出的启动时间STA连续大于AVG+nδ或小于均值AVG-nδ超过预设报警次数Z，重新计算所述启动时间STA的平均值AVG以及偏差指数δ。

如上所述的方法，其中所述偏差指数δ为标准差。

如上所述的方法，其中所述n的取值范围为2或3。

如上所述的方法，进一步包括：响应于根据与APU相关的报文得出的启动时间STA连续大于AVG+nδ或连续小于AVG-nδ超过预设报警次数Z，发出告警。

如上所述的方法，其中所述Z的取值范围为3-5。

如上所述的方法，所述方法进一步包括：响应于启动时最高排气温度EGTP是否达到红线温度，发出涡轮叶片断裂与转轴卡阻故障报警。

如上所述的方法，所述方法进一步包括：响应于启动时EGT最高峰值时转速占比NPA是否达到或接近预设阈值，发出涡轮叶片断裂与转轴卡阻故障报警,其中所述预设阈值为35-40％。