[实用新型]一种飞机单机结构健康监控系统

说明书

本实用新型提供一种飞机单机结构健康监控系统，属于飞机结构健康监控技术领域。该系统包括传感器组件、结构健康监控计算机、任务机、灯光和语音告警计算机、灯光和语音告警组件、飞控计算机、驾驶杆抖杆组件。传感器组件与结构健康监控计算机、结构健康监控计算机、灯光和语音告警计算机和飞控计算机与任务机均用总线连接，灯光和语音告警计算机与灯光和语音告警组件、飞控计算机与驾驶杆抖杆组件均用电连接。本实用新型应用传感器感知飞机结构关键部位受载和健康情况，将结构关键部位的健康状况实时告知飞行员，便于飞行员调整飞行姿态，保障人机安全；传感器采集的数据结合算法可以预测飞机结构故障发生，也可以开展单机健康监控，进一步保障飞机结构的安全。

技术领域

本实用新型提供一种飞机单机结构健康监控系统，属于飞机结构健康监控和寿命管理技术领域。

背景技术

现代飞机在飞控、液压、燃油等系统的设计时都采用了余度方法进行了备份，机上各种告警系统也很完善，同时开展了很多的地面验证试验以此来保障上述系统的安全可靠。在飞机结构方面虽然在关键部位我们采用了疲劳、破损- 安全、损伤容限耐久性等方法进行了结构设计，但主要还是依靠地面静力或疲劳耐久性试验来保障结构安全，然而载荷的不确定性、结构部件的生产制造工艺等的不确定性，材料的分散性，迫使我们设计时采用安全系数和分散系数来囊括这些不确定因素，以此来保障飞机结构安全，即便如此，仍然有因为飞机结构故障造成飞行事故的情况发生，这是因为目前的飞机都没有安装结构健康监控系统(类似飞控、液压等系统的故障报警系统)，飞行员无法感知飞机受载关键部位结构的健康状态，目前采用的方法都只是依靠飞控系统记录飞机的重心过载情况，进行事后的分析处理，且此方法只能简单的比较重心过载是否超出设计过载，过于简单粗糙，对于某一飞行状态局部构件是否超出设计载荷，无法分析得出，飞行员在空中飞行时更是无法实时感知，一旦飞机关键部位的结构出现问题，飞行员将无法采取任何措施，给飞行安全带来了一定的隐患。

此外，随着飞机设计制造成本的大幅增长，在保证飞机安全的前提下，尽可能挖掘现有飞机的寿命潜力，对飞机进行单机寿命监控就显得尤为重要。早期对于飞机寿命的管理采用的是机群管理，这种方法无法准确地反映飞机使用情况的不同对于飞机寿命的影响，采用这种方法来控制飞机结构的疲劳寿命必然会造成飞机结构寿命潜力的巨大浪费，无法满足军方对于飞机安全性和经济性的要求。现有单机寿命监控方法主要是基于重心过载进行当量损伤计算分析的，在现有方法的基础上，引入飞行状态对于飞机疲劳寿命消耗的影响，需要对有些关键部位补充其他监控数据。

另外现有飞机修理，通常采用事后维修以及定期维修，有时不能及时对已经出现故障或者裂纹的飞机进行维修，有时又有可能维修过于频繁，造成浪费，上述确定修理周期的当量损伤计算也是依赖重心过载，参数过于单一，没考虑飞行状态对局部的影响，也需要对有些关键部位补充其他监控数据。

因此，需要一种系统能实时感知飞机结构关键部位受载和飞机结构关键部位健康情况，将结构关键部位的健康状况实时的告知飞行员，便于飞行员实时调整飞行状态；同时其传感器采集的飞行数据结合相应算法可以预测飞机结构故障发生时间，实现自主式修理保障，降低使用和保障费用；另外其传感器采集的飞行数据结合相应算法开展单机寿命监控能提高飞机的使用寿命，充分发挥每架飞机寿命潜力，保障机群的战斗力。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决飞行员无法实时的感知飞机结构关键部位的健康状况，便于飞行员实时调整飞行状态，保障飞机安全；同时解决飞行状态对于结构疲劳寿命消耗的影响及修理周期的影响，为相关算法提供结构飞行使用情况数据，从而降低使用和保障费用，充分发挥每架飞机寿命潜力，保障机群的战斗力。