[发明专利]飞行器的飞行控制致动器的监测

说明书

技术领域

本发明涉及监测飞行器的飞行控制致动器的领域，特别地，涉及主飞行控制致动器。

背景技术

飞行器具有飞行控制系统，在该飞行控制系统中，对姿态控制装置(操纵杆、方向舵脚蹬等)的机械动作和/或从自动驾驶仪得到的数据被转换为模拟信号，模拟信号被发送至致动器操作设备或操纵面(例如，副翼、升降舵、方向舵或减速板)，以控制飞行器的翻滚、偏航、俯仰以及空气动力制动的飞行功能。

在服务中，飞行控制致动器遭受应力(例如，运动、力的变化、温度的变化等)，这些应力会逐渐地损坏设备的不同部分。

因此，通过测试来鉴定飞行控制致动器以延续飞行器的寿命而不发生故障。

更具体地，在若干个方面，根据耐久性鉴定飞行控制致动器。第一方面涉及与交变外力相关的结构疲劳。第二方面涉及关于与外力结合的运动的耐久性，特别地涉及活动机械元件(接头、球窝接头、泵、引擎等)。第三方面涉及耐热性，特别是关于电子部件的耐热性。

基于标准飞行任务来定义这些测试(移动/力)，其中使用传统航空技术、通过关于疲劳的自动模拟和合理化程序(诸如，“雨流”算法)对标准飞行任务进行模拟和合理化，以获得有代表性的损伤。

然后，延长鉴定，直至发生故障为止(即，直至出现由于疲劳导致的断裂和在耐久性的情况下的功能故障为止)，以确定相对于规定寿命的现有余量(margin)和致动器的绝对估计使用寿命。

然而，在当前的情况下，很难建立给定的致动器的合格寿命和使用寿命之间的相互关系。

事实上，鉴定的方法保持在理论上，而从一个飞行器到另一个飞行器，飞行任务可以发生变化。

此外，关于致动器的使用的数据会丢失，这是因为致动器会被修理并重新安装在另一个飞行器中，并且来自于某些航线的数据不一定是最新的。

此外，直至飞行器的监测系统检测到故障、或者在维护操作期间，才报告致动器的异常使用(例如，过度负荷)。

因此，由于安全考虑以及由于上述的各方面，飞行器的所有致动器的使用限于机群(fleet)中的最老飞行器(机群引导者)的理论和标准评估。

然而，这导致对于致动器的使用时期的主要限制，因此，导致关于可用性、成本和维护操作方面的损失。

因此，本发明的目的在于，监测飞行器的飞行控制致动器以按自动方式确定其实际的剩余估计使用寿命，以了解如何对其进行使用，从而预测发生故障的任何风险、同时克服上述缺点。

发明内容

本发明涉及一种用于监测飞行器的飞行控制致动器的系统，其包括：

-致动器；

-位于所述致动器中的传感器，用于在飞行器的每次飞行期间收集与所述致动器的参数相关的一系列测量值；

-处理装置，用于累积地使用在飞行器的接连飞行中的每次飞行期间所观测到的一系列测量值来计算一组损伤指标；以及

-存储器，用于存储所述一组损伤指标。

这使得能够利用传感器存在于致动器中的优点来以自动方式确定致动器的损伤状态。损伤指标是可以提供关于飞行器的期满使用寿命以及关于经受的应力类型的信息的数据。

有利地，所述存储器被集成在致动器中。

这样的配置使得能够提供致动器的高效的追踪能力，这是因为所存储的数据与致动器是不能分离的事实。这会减轻丢失关于飞行器的历史记录的数据的问题。事实上，数据依据致动器而与飞行器无关，因此可以避免基于机群中最旧的飞行器(机群引导者)的标准应用。

根据本发明的一个特征，处理装置被配置成计算表示在飞行器的每次当前飞行中所观测到的一系列当前测量值的当前指标，并且处理装置被配置成通过一个接一个地将所述当前指标中的每一个以对应的方式与从所述存储装置得到的先前损伤指标中的每一个进行总计来计算所述损伤指标。

这使得能够简单地确定精确的损伤指标，同时优化计算时间和所需要的存储空间。

有利地，所述处理装置被配置成分析所述一组损伤指标，以诊断所述致动器的各个元件的损伤状态。

这使得能够确定致动器的剩余估计使用寿命和经受的应力类型。此外，关于服务中的致动器的实际应力的反馈使得能够将这些应力与用于鉴定的理论应力进行比较，从而使得能够调整理论任务以及最优化致动器的标注尺寸。可得到的数据还可以有助于调查和维护操作。

有利地，所述一组损伤指标包括所述致动器的期满估计使用寿命的至少一个指标，并且处理装置被配置成将所述期满估计使用寿命的指标与绝对估计使用寿命进行比较，以确定所述致动器的剩余估计使用寿命。