BR102017003501A2 - Method and system for predizing heat exchanger lock on an aircraft. - Google Patents

Abstract

um método e sistema para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave é fornecido. o método inclui gerar um modelo de ordem reduzida (rom) que prediz uma margem de bombeamento de ram air fan (raf) que se correlaciona com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor, calcular, utilizando o rom, um valor de margem de bombeamento de raf predito usando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan (raf), calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de raf predito e relatar para um usuário o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

Description

“MÉTODO E SISTEMA PARA PREDIZER BLOQUEIO DE TROCADOR DE CALOR NUMA AERONAVE” FUNDAMENTOS

[001] A matéria divulgada neste documento se refere geralmente a detecção de bloqueio de trocador de calor e, mais particularmente, a predição de bloqueio de trocador de calor numa aeronave com base em outros valores detectados na aeronave.

[002] Em ambientes que contêm alta taxa de particulados suspensos no ar, Detritos de Objetos Estranhos (FOD) podem acumular nos trocadores de calor de aeronaves e degradar o desempenho. Este bloqueio pode causar fluxo altamente instável através do Ram Air Fan (RAF) fazendo com que ele parta (devido a bombeamento do ventilador). Atualmente, algumas aeronaves requerem limpeza de trocador de calor regular custosa numa programação agressivamente conservadora para evitar danos ao RAF, porque muitas vezes não há prognóstico confiável de detectar quando os trocadores de calor ram estão bloqueados com o conjunto de sensor de aeronave típico. Se o bloqueio de um trocador de calor puder ser detectado via um prognóstico programado e repetitivo, a limpeza do trocador de calor pode ser conduzida na base de como necessária melhorando vastamente horas de serviço e reduzindo custo. Além disso, embora o desempenho do sistema possa diminuir quando os trocadores de calor ficam bloqueados, o principal fator de motivação para limpar trocadores de calor é impedir falha de hardware do RAF.

[003] Por conseguinte, há um desejo de um método e/ou sistema com o qual determinar quando um bloqueio de trocador de calor ocorreu ou está projetada para ocorrer de modo que ele possa ser remediado antes de o RAF ser negativamente impactado pelo bloqueio.

BREVE DESCRIÇÃO

[004] De acordo com uma modalidade um método para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave é fornecido. O método inclui gerar um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz uma margem de bombeamento de ram air fan (RAF) que se correlaciona com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor, calcular, utilizando o ROM, um valor de margem de bombeamento de RAF predito usando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan (RAF), calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito e relatar para um usuário o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

[005] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo.

[006] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor.

[007] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando um bloqueio de trocador de calor.

[008] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor.

[009] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que a geração do ROM inclui determinar, utilizando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante as condições de operação durante as quais a margem de bombeamento de RAF é detectada e criar, utilizando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com bloqueio de trocador de calor.

[0010] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que a geração do ROM inclui ainda selecionar, de um conjunto de alta fidelidade de parâmetros, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para o parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que o subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.

[0011] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do método podem incluir em que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor inclui informação de limpeza para limpeza de bloqueio de trocador de calor.

[0012] De acordo com outra modalidade um sistema para predizer bloqueio de trocador de calor numa aeronave, o sistema incluindo um trocador de calor e um parâmetro de bloqueio de trocador de calor correspondente, um ram air fan (RAF) e uma margem de bombeamento de RAF correspondente, e um controlador de sistema de aeronave incluindo uma memória tendo instruções legíveis por computador e um ou mais processadores configurados para executar as instruções legíveis por computador. As instruções legíveis por computador incluem gerar um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz a margem de bombeamento de RAF que se correlaciona com o parâmetro de bloqueio de trocador de calor, calcular, utilizando o ROM, um valor de margem de bombeamento de RAF predito usando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan, calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito e relatar para um usuário o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

[0013] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo.

[0014] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor, e [0015] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando a condição de bloqueio de trocador de calor.

[0016] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor.

[0017] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que a geração do ROM inclui determinar, utilizando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante as condições de operação durante as quais a margem de bombeamento de RAF é detectada, criar, utilizando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com bloqueio de trocador de calor.

[0018] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que a geração do ROM inclui ainda selecionar, de um conjunto de alta fidelidade de parâmetros, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para o parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que o subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.

[0019] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do sistema podem incluir em que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor inclui informação de limpeza para limpeza de bloqueio de trocador de calor.

[0020] De acordo com outra modalidade produto de programa de computador para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave é fornecido. O produto de programa de computador incluindo um meio de armazenamento legível por computador que tem instruções de programa incorporadas ao mesmo. As instruções de programa executáveis por um processador para fazer o processador gerar um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz uma margem de bombeamento de ram air fan (RAF) que se correlaciona com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor, calcular, utilizando o ROM, um valor margem de bombeamento de RAF predita usando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan (RAF), calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito e relatar para um usuário o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

[0021] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do produto de programa de computador podem incluir, tendo instruções de programa adicionais incorporadas no mesmo, as instruções de programa adicionais executáveis pelo processador para fazer o processador em que calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de bloqueio de calor é calculado comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo, em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que um aumento no valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando um bloqueio de trocador de calor e em que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor.

[0022] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do produto de programa de computador podem incluir, tendo instruções de programa adicionais incorporadas no mesmo, as instruções de programa adicionais executáveis pelo processador para fazer o processador determinar, utilizando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante as condições de operação durante as quais é detectada a margem de bombeamento de RAF e criar, usando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com o bloqueio de trocador de calor.

[0023] Além de uma ou mais das características descritas acima, ou como uma alternativa, outras modalidades do produto de programa de computador podem incluir, tendo instruções de programa adicionais incorporadas ao mesmo, as instruções de programa adicionais executáveis pelo processador para fazer com que o processador selecione, de um subconjunto de alta fidelidade de parâmetros, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que o subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.

[0024] As características e os elementos anteriores podem ser combinados em várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma. Estas características e elementos, bem como a operação dos mesmos, ficarão mais evidentes à luz da descrição que se segue e dos desenhos em anexo. Deve ser entendido, no entanto, que a seguinte descrição e os desenhos se destinam a ser ilustrativos e explicativos por natureza e não limitativos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] As características precedentes e outras características e vantagens da presente divulgação são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A FIG. 1 ilustra um sistema de sensor de modelo de ordem reduzida (ROM) para detectar resposta de sensor de aeronave em um sistema de aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares; A FIG. 2 ilustra um sistema de sensor de ROM para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares; A FIG. 3 ilustra um método para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares; A FIG. 4 ilustra operações adicionais para um método para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares; e A FIG. 5 ilustra uma representação gráfica de uma comparação de margem de bombeamento de RAF predita por ROM e modelo de alta fidelidade detalhado de acordo com uma ou mais modalidades. DESCRIÇÃO DETALHADA

[0026] Conforme mostrado e descrito no presente documento, várias características da presente divulgação serão apresentadas. Várias modalidades podem ter as mesmas características ou similares e, assim, as mesmas características ou similares podem ser marcadas com o mesmo numeral de referência, mas precedido por um primeiro número diferente indicando a figura na qual a característica é mostrada. Dessa forma, por exemplo, o elemento "a" que é mostrado na FIG. X pode ser marcado como "Xa" e um elemento similar na FIG. Z pode ser marcado "Za". Embora números de referência similares possam ser usados num sentido genérico, várias modalidades serão descritas e várias características podem incluir mudanças, alterações, modificações, etc., como será apreciado por aqueles versados na técnica, se explicitamente descrito ou de outro modo seria apreciado pelos versados na técnica.

[0027] As modalidades aqui descritas são dirigidas à criação de um modelo de ordem reduzida (ROM) para um sistema de aeronave que prediz uma margem de bombeamento de RAF que correlaciona positivamente com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor para ajudar a detectar quando a condição de bloqueio de trocador de calor está presente ou está em risco de estar presente.

[0028] Por exemplo, voltando agora para a FIG. 1, um sistema de sensor de modelo de ordem reduzida (ROM) 100 para detectar e predizer uma série de valores de componentes de aeronaves, tal como predizer bloqueio de trocador de calor, dentre outras coisas numa aeronave 1000, é mostrada de acordo com uma ou mais modalidades.

[0029] De acordo com uma ou mais modalidades, o sistema de sensor de ROM 100 inclui um controlador de sistema de aeronave 101 que inclui pelo menos um processador 102 e um meio de armazenamento legível por computador 103. O controlador de sistema de aeronave 101 é conectado a um visor 104 e a um dispositivo de entrada 105 que estão localizados na cabine de pilotagem do sistema de aeronave 1000. O controlador de sistema de aeronave 101 também é conectado a uma pluralidade de sensores. A pluralidade de sensores pode ser de qualquer tipo de sensor conhecido e tem qualquer colocação conhecida que pode ser fornecida no ou sobre um sistema de aeronave 1000.

[0030] Por exemplo, de acordo com um ou mais modalidades exemplares, a pluralidade de sensores pode ser incluída dentro, sem limitação, de sistemas de Ar Condicionado de Cabine, Produtos e Sistemas de Dados do Ar, Soluções de Electronic flight bag (EFB), Sensores de Motores e Espaço, sensores e sistemas de Orientação, Navegação e Controle (GNC), Sistemas de Gerenciamento de Saúde e Uso (HUMS), Sistemas de Detecção e Proteção de Gelo, sistemas de Entretenimento em Voo (1FE), Sistemas de Proteção contra Incêndio, Gravadores de Dados de Missão, sensores e sistemas de Guinchos de Resgate e Guincho de Carga.

[0031] Além disso, de acordo com uma ou mais modalidades, os sensores também podem ser incluídos que são parte de outros sistemas, tal como Sistemas de Atuação, Aeroestruturas, Sistemas de Gerenciamento do Ar, Sistemas Elétricos, Componentes de Motor, Sistemas de Motor & Controle, Interiores, Sistemas de Inteligência, Vigilância e Reconhecimento (ISR), Trem de Pouso, Sistemas de Propulsor, Sensores & Sistemas Integrados, Sistemas Espaciais e Rodas & Freios.

[0032] Olhando de volta para a FIG. 1, de acordo com uma ou mais modalidades, os sensores podem ser fornecidos de forma redundante e não redundante. Por exemplo, os sensores 111.1, 111.2 são fornecidos de forma redundante. Em contraste, o sensor 112 é fornecido sozinho. Pares de sensores podem ser fornecidos em muitas posições diferentes dentro da aeronave. Por exemplo, um par de sensores 106.1, 106.2 é fornecido em uma asa da aeronave. De modo similar, o par de sensores 114.1, 114.2 é fornecido em um estabilizador traseiro. Um sensor também pode ser fornecido de forma singular dentro da fuselagem, tal como o sensor 113. Os sensores também podem ser conectados ao controlador de sistema de aeronave 101 em série, em paralelo ou uma combinação. Por exemplo, o par de sensores 107.1, 107.2 é conectado ao controlador de sistema de aeronave 101 usando uma conexão paralela. Em contrapartida, o par de sensores 109.1, 109.2 é conectado ao controlador de sistema de aeronave numa disposição em série. Além disso, os sensores também podem ser colocados no exterior do sistema de aeronave 1000. Por exemplo, um par de sensores redundantes 108.1, 108.2 pode ser fornecido perto da cabine. Em contrapartida, um único sensor 110 pode ser colocado ao longo da superfície externa da fuselagem. De acordo com outras modalidades, pode haver outros sensores fornecidos em locais diferentes em outras disposições. Além disso, os sensores também poderíam ser equipados com a capacidade de comunicar com o controlador de sistema de aeronave por canais de comunicação com e/ou sem fio.

[0033] Além disso, voltando agora à FIG. 2, um exemplo de um sistema 200 numa aeronave 2000, para detectar especificamente e predizer uma margem de bombeamento de RAF e, por sua vez, predizer bloqueio de trocador de calor, é mostrado. De acordo com uma modalidade, o trocador de calor pode ser uma parte de um sistema de resfriamento de ciclo de ar e/ou sistema de ciclo de vapor. De acordo com outra modalidade, o sistema 200 como mostrado pode ser parte do sistema maior 100 da FIG. 1. Altemativamente, em outra modalidade o sistema 200 pode ser um sistema autônomo dentro da aeronave 2000 com controlador e elementos sensores independentes.

[0034] Especificamente, a FIG. 2 ilustra um sistema de sensor de ROM 200 para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave 2000 de acordo com uma ou mais modalidades exemplares. De acordo com uma ou mais modalidades, o sistema de sensor de ROM 200 inclui um controlador de sistema de aeronave 201 que inclui pelo menos um processador 202 e um meio de armazenamento legível por computador 203. O controlador de sistema de aeronave 201 pode ser conectado a um visor e a um dispositivo de entrada que estão localizados na cabine de pilotagem do sistema de aeronave 2000. O controlador de sistema de aeronave 201 também é conectado a uma pluralidade de sensores. A pluralidade de sensores pode ser de qualquer tipo de sensor conhecido e tem qualquer colocação conhecida que pode ser fornecida no ou sobre um sistema de aeronave 2000.

[0035] Por exemplo, de acordo com um ou mais modalidades exemplares, a pluralidade de sensores pode ser incluída em e em tomo de elementos de trocador de calor e Ram Air Fans (RAF) conectados aos trocadores de calor. Especificamente, um trocador de calor 220 e RAF 221 podem ser fornecidos em uma porção de asa da aeronave 2000. Além disso, o trocador de calor 220 e RAF 221 podem ser fornecidos de modo que pelo menos uma porção de cada elemento seja fornecida numa superfície externa da aeronave 2000. O trocador de calor 220 e o RAF 221 podem ter sensores 206 e 207 conectados nos, perto ou dentro de cada um ou de apenas um dos elementos. Os sensores podem incluir qualquer tipo de sensor conhecido. Por exemplo, os sensores podem incluir sensores que podem detectar e fazer medições de, por exemplo, fluxo de ar, temperatura, movimento, som, eletricidade, produtos químicos ou alguma combinação.

[0036] Do mesmo modo, de acordo com outra modalidade, um trocador de calor 230 e RAF 231 podem ser fornecidos completos dentro da fuselagem da aeronave 2000. O trocador de calor 230 e o RAF 231 podem ter sensores 208 e 209 que são conectados ao trocador de calor 240 e RAF 231. Os sensores 208 e 209 estão também conectados ao controlador de sistema de aeronave 201 e transmitem medições tomadas do trocador de calor 230 e/ou RAF 231 de volta para o controlador de sistema de aeronave 201.

[0037] Além disso, de acordo com outra modalidade, um trocador de calor 240 e RAF 241 podem ser fornecidos em ambas uma porção de asa e uma parte de fuselagem da aeronave 2000. O trocador de calor 240 e o RAF 241 podem ter sensores 211 e 210 conectados nos, perto ou dentro de cada um ou de apenas um dos elementos. Os sensores 211 e 210 estão também conectados ao controlador de sistema de aeronave 201 e transmitem medições tomadas do trocador de calor 240 e/ou RAF 241 de volta para o controlador de sistema de aeronave 201.

[0038] De acordo com uma ou mais modalidades, o controlador de sistema de aeronave 201 recebe os sinais de sensor dos sensores associados com o RAF e trocador de calor. O controlador de sistema de aeronave 201 armazena os sinais de sensor recebidos no meio de armazenamento legível por computador 203. Além disso, o controlador de sistema de aeronave 201 pode processar os sinais utilizando o processador 202 para predizer bloqueio de trocador de calor numa aeronave. O método implementado usando o processador é capaz de predizer o bloqueio usando valores de margem de bombeamento de RAF preditos.

[0039] A FIG. 3 ilustra um método 300 para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares. O método inclui a geração de um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz uma margem de ram air fan (RAF) que se correlaciona com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor (operação 305). O método também inclui calcular, utilizando o ROM, um valor de margem de bombeamento de RAF predito utilizando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan (RAF) (operação 310). O método inclui ainda calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito (operação 315). Finalmente, o método inclui relatar, para um usuário, o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente (operação 320). Um usuário pode incluir um sistema de controle central, um mostrador de usuário, um usuário na cabine de comando, um membro da tripulação em qualquer lugar na aeronave ou uma equipe de terra localizada no solo em um aeroporto ou outro local que recebe uma transmissão da aeronave contendo o parâmetro de bloqueio de trocador de calor. O usuário pode, então, dar instruções diretamente para uma ação ser tomada. Por exemplo, o piloto pode ajustar o RAF e/ou o trocador de calor para evitar qualquer dano possível. A equipe de solo pode agendar uma equipe de manutenção para atender a aeronave no solo para acelerar um reparo. Altemativamente, um usuário pode simplesmente tomar o relatório como aviso e permitir que o sistema automaticamente tome medidas para ajustar e programar.

[0040] De acordo com outra modalidade o cálculo do parâmetro de bloqueio de trocador de calor é feito comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo. Além disso, de acordo com outra modalidade, um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor. Em outra modalidade, um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando um bloqueio do trocador de calor.

[0041] De acordo com outra modalidade, o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor. De acordo com outra modalidade, o parâmetro de bloqueio de trocador de calor inclui informação de limpeza para a limpeza de bloqueio de trocador de calor.

[0042] A FIG. 4 ilustra operações adicionais para um método 300 para predizer bloqueio de trocador de calor em uma aeronave de acordo com uma ou mais modalidades exemplares. Especificamente, a operação do método 300 de gerar o ROM (operação 305) inclui ainda determinar, utilizando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante condições de operação durante as quais é detectada a margem de bombeamento de RAF (operação 405). Além disso, a operação do método 300 de gerar o ROM (operação 305) inclui ainda criar, utilizando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com o bloqueio do trocador de calor (operação 410). Em outra modalidade, a operação do método 300 de gerar o ROM (operação 305) inclui ainda selecionar, de um conjunto de alta fidelidade de parâmetros, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para o parâmetro de bloqueio de trocador de calor (operação 415). O subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.

[0043] A FIG. 5 ilustra uma representação gráfica de uma comparação de margem de bombeamento de RAF predita por ROM e um modelo de alta fidelidade detalhado de acordo com uma ou mais modalidades. A FIG. 5 mostra uma comparação entre uma margem de bombeamento predita pelo ROM usando sensores de aeronave disponíveis para um avião comercial e o modelo com base na física de alta fidelidade detalhado. Observe que há razoavelmente boa concordância entre os dois, mesmo quando erros de leitura de sensor aleatórios dentro da tolerância do sensor são introduzidos. Esta validação do ROM para o modelo detalhado fornece evidência de que este método é viável para predizer de margem de bombeamento de RAF.

[0044] A FIG. 5 também mostra introdução de perturbações aleatórias dentro de tolerâncias de sensores para incluir efeitos de precisões de sensor e incertezas. Os resultados na FIG. 5 mostram que mesmo quando estas incertezas são introduzidas, o ROM é robusto o suficiente para dar predições confiáveis com precisões razoáveis para margem de bombeamento de RAF.

[0045] De acordo com uma ou mais modalidades, um método e sistema para ajudar a detectar bloqueio de trocador de calor utiliza um modelo de alta fidelidade baseado na física para combinar e determinar uma resposta de sistema durante todas as condições de operação de interesse que se deseja detectar uma margem de bombeamento de RAF. Com estes resultados, um Modelo de Ordem Reduzida (ROM) é, então, criado selecionando metodicamente os parâmetros que mostram alta correlação para a margem de bombeamento de RAF. Os parâmetros utilizados pelo ROM têm sensores correspondentes no sistema, de modo que a medição possa ser usada como uma parte do cálculo. Os parâmetros no ROM incluem itens tais como pressões de sistema, temperaturas de sistema, posições de válvula, referências de controle, ou características relativas ao ambiente ou à operação da aeronave.

[0046] De acordo com uma ou mais modalidades, coeficientes de regressão de ROM são determinados. Numa modalidade, os coeficientes de regressão de ROM incluem termos não lineares e de interação. De acordo com outra modalidade, a forma do ROM pode assumir a forma da equação abaixo: [0047] Onde bo é uma constante, b são os coeficientes de regressão multiplicativos, c são os coeficientes de regressão exponencial, x são os parâmetros de primeira ordem, e X são os termos de interação (o produto de quaisquer dois parâmetros de primeira ordem). A variabilidade/tolerância de sensor é incluída na análise para assegurar que o ROM seja robusto e não excessivamente sensível a imprecisões e desvios de medição de sensor.

[0048] Além disso, de acordo com outra modalidade, este ROM é implementado numa aeronave de modo a que a margem de bombeamento possa ser predita pelo controlador durante a operação de pacote.

[0049] De acordo com outra modalidade, durante a operação a margem de bombeamento predita pode ser comparada com a margem de bombeamento de um trocador de calor limpo nas mesmas condições. Com base na diferença entre a margem de bombeamento de um trocador de calor limpo e a margem de bombeamento predita usando o ROM, o tempo relativo de limpeza pode ser relatado como uma mensagem de manutenção. O parâmetro de bloqueio de trocador de calor, o qual também pode ser chamado de um parâmetro de limpeza, pode ser definido como: onde é a margem de bombeamento nas mesmas condições de aeronave se os trocadores de calor estivessem limpos e é a margem de bombeamento predita conforme determinada do ROM.

[0050] Com vantagem, modalidades descritas aqui podem fornecer economia de tempo e custo relativa a limpeza de trocador de calor excessivamente programada, bem como fornecer monitoramento de segurança adicional. Especificamente, ao fornecer informações para o operador sobre o quão relativamente limpos os trocadores de calor estão até a limpeza ser absolutamente necessária, os operadores podem gerenciar melhor as programações de manutenção de aeronave e retardar limpezas até elas serem realmente necessárias.

[0051] Embora a presente divulgação tenha sido descrita em detalhes em conexão com apenas um número limitado de modalidades, deve ser prontamente entendido que a presente divulgação não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a presente divulgação pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições, combinações, subcombinações ou disposições equivalentes até então não descritas, mas que são compatíveis com o escopo da presente divulgação. Adicionalmente, embora várias modalidades da presente divulgação tenham sido descritas, é para ser entendido que aspectos da presente divulgação podem incluir somente algumas das modalidades descritas.

[0052] A terminologia utilizada aqui é para o propósito de descrever modalidades particulares apenas e não se destina a ser limitativa. Como usado no presente documento, pretende-se que as formas singulares “um”, “uma” e "o/a" também incluam as formas plurais, exceto se o contexto indicar claramente o contrário. Será ainda entendido que os termos “compreende” e/ou “que compreende”, quando usados neste relatório descritivo, especificam a presença de características estabelecidas, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes, mas não impossibilitam a presença ou a adição de uma ou mais outras características, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[0053] As estruturas, os materiais, os atos e os equivalentes correspondentes de todos os meios ou elementos de etapa mais função nas reivindicações abaixo pretendem incluir qualquer estrutura, material ou ato para executar a função em combinação com outros elementos reivindicados conforme reivindicado especificamente. A descrição foi apresentada para fins de ilustração e descrição, mas a mesma não se destina a ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma divulgada. Muitas modificações e variações serão aparentes para aqueles versados na técnica sem que se afaste do escopo da divulgação. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim explicar melhor os princípios da divulgação e da aplicação na prática, e de permitir que outros versados na técnica de compreendam várias modalidades com várias modificações visto que são adequadas ao uso particular contemplado.

[0054] As presentes modalidades podem ser um sistema, um método e/ou um produto de programa de computador em qualquer nível de detalhe técnico de integração possível. O produto de programa de computador pode incluir um meio (ou meios) de armazenamento legível por computador que tem instruções de programa legíveis por computador no mesmo para fazer com que um processador execute aspectos da presente divulgação.

[0055] O meio de armazenamento legível por computador pode ser um dispositivo tangível que pode reter e armazenar instruções para uso por um dispositivo de execução de instrução. Um meio de armazenamento legível por computador pode ser, por exemplo, sem limitação, um dispositivo de armazenamento eletrônico, um dispositivo de armazenamento magnético, um dispositivo de armazenamento óptico, um dispositivo de armazenamento eletromagnético, um dispositivo de armazenamento semicondutor ou qualquer combinação adequada dos itens expostos anteriormente. Uma lista não exaustiva de exemplos mais específicos do meio de armazenamento legível por computador inclui o seguinte: um disquete de computador portátil, um disco rígido, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória apenas de leitura (ROM), uma memória programável apenas de leitura apagável (EPROM ou memória Flash), uma memória estática de acesso aleatório (SRAM), uma memória apenas de leitura de disco compacto de portátil (CD-ROM), um disco versátil digital (DVD), um bastão de memória, um disquete, um dispositivo mecanicamente codificado como cartões perfurados ou estruturas elevadas numa ranhura tendo instruções gravadas no mesmo e qualquer combinação adequada dos itens anteriores. Um meio de armazenamento legível por computador, como usado neste documento, não deve ser interpretado como sendo sinais transitórios por si, como ondas de rádio ou outras ondas eletromagnéticas de propagação livre, ondas eletromagnéticas que se propagam por um guia de ondas ou outros meios de transmissão (por exemplo, pulsos de luz que passam por um cabo de fibra óptica) ou sinais elétricos transmitidos por um fio.

[0056] As instruções de programa legíveis por computador aqui descritas podem ser transferidas por download para os respectivos dispositivos de computação/processamento de um meio de armazenamento legível por computador ou para um computador externo ou um dispositivo de armazenamento externo através de uma rede, por exemplo, a Internet, uma rede de área local, uma rede de área ampla e/ou uma rede sem fio. A rede pode compreender cabos de transmissão de cobre, fibras ópticas de transmissão, uma transmissão sem fio, roteadores, firewalls, switches, computadores de porta de comunicação e/ou servidores Edge. O cartão adaptador de rede ou a interface de rede em cada dispositivo de computação/processamento recebe instruções de programa legíveis por computador da rede e encaminha as instruções de programa legíveis por computador para armazenamento em um meio de armazenamento legível por computador dentro do respectivo dispositivo de computação/processamento.

[0057] Instruções de programa legíveis do computador para executar operações da presente divulgação podem ser instruções do montador, instruções da arquitetura de conjunto de instruções (ISA), instruções de máquina, instruções dependentes de máquina, microcódigo, instruções de firmware, dados de configuração de estado, dados de configuração para conjunto de circuitos integrados, ou código fonte ou código de objeto escrito em qualquer combinação de uma ou mais linguagens de programação, incluindo uma linguagem de programação orientada por objeto como Smalltalk, C++ ou similares e linguagens de programação processuais convencionais, como a linguagem de programação "C" ou linguagens de programação similares. As instruções de programa legíveis por computador podem ser executadas inteiramente no computador do usuário, parcialmente no computador do usuário, como um pacote de software independente, parcialmente no computador do usuário e parcialmente em um computador remoto ou inteiramente no computador ou servidor remoto. No último caso, o computador remoto pode ser conectado ao computador do usuário através de qualquer tipo de rede, incluindo uma rede de área local (LAN) ou uma rede de área ampla (WAN), ou a conexão pode ser feita a um computador externo (por exemplo, através da Internet usando um Provedor de Serviço de Internet). Em algumas modalidades, os circuitos eletrônicos incluindo, por exemplo, circuitos de lógica programável, arranjos de portas programável em campo (FPGA) ou arranjos lógicos programáveis (PLA) podem executar instruções de programa legíveis por computador utilizando informações de estado das instruções de programa legíveis por computador para personalizar o conjunto de circuitos eletrônicos a fim de realizar aspectos da presente divulgação.

[00581 Aspectos da presente invenção são descritos no presente documento com referência às ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de métodos, aparelho (sistemas) e produtos de programa de computador de acordo com modalidades. Será entendido que cada bloco das ilustrações de fluxograma e/ou dos diagramas de blocos e combinações de blocos nas ilustrações de fluxograma e/ou nos diagramas em bloco pode ser implantado por instruções de programa legíveis por computador.

[00591 Essas instruções de programa legíveis por computador podem ser fornecidas para um processador de um computador de propósito geral, computador de propósito especial, ou outro aparelho de processamento de dados programável para produzir uma máquina, de modo que as instruções, que são executadas através do processador do computador ou de outro aparelho de processamento de dados programável, criem meios para implantar as funções/atos especificados no bloco ou nos blocos de fluxograma e/ou diagrama de blocos. Essas instruções de programa legíveis por computador também podem ser armazenadas em um meio de armazenamento legível por computador que pode instruir um computador, um aparelho de processamento de dados programáveis e/ou outros dispositivos para a operar de forma específica, de modo que o meio de armazenamento legível por computador com instruções armazenadas no mesmo seja composto por um artigo de fabricação incluindo instruções que implantam aspectos da operação/ato especificado no no bloco ou blocos de fluxograma e/ou diagrama em bloco.

[0060] As instruções de programa legíveis por computador também podem ser carregadas em outro aparelho de processamento de dados programáveis ou em outro dispositivo para fazer com que uma série de etapas operacionais seja executada no computador, em outro aparelho programável ou outro dispositivo para produzir um processo implantado em computador, de modo que as instruções que executam no computador, em outro aparelho programável ou em outro dispositivo implantem operações/atos especificados no bloco ou blocos de fluxograma e/ou diagrama em bloco.

[0061] O fluxograma e diagramas em bloco nas Figuras ilustram a arquitetura, a funcionalidade e a operação de possíveis implantações de sistemas, métodos e produtos de programa de computador de acordo com várias modalidades. Nesse aspecto, cada bloco no fluxograma ou nos diagramas em bloco pode representar um módulo, segmento ou porção de instruções, que compreende uma ou mais instruções executáveis para a implantação de função (ou funções) lógica especificada. Em algumas modalidades alternativas, as funções observadas nos blocos podem ocorrer fora da ordem apontada nas Figuras. Por exemplo, dois blocos mostrados em sucessão podem, de fato, ser executados de modo substancialmente simultâneo ou os blocos podem, às vezes, ser executados na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Também será observado que cada bloco da ilustração de diagramas de blocos e/ou fluxograma e combinações de blocos na ilustração de diagramas de blocos e/ou fluxograma pode ser implantado por sistemas baseados em hardware de propósito especial que executam as funções ou os atos especificados ou combinações de hardware de propósito especial e instruções de computador.

[0062] As descrições das várias modalidades foram apresentadas para propósitos de ilustração, mas não têm a intenção de serem exaustivas ou limitadas às modalidades divulgadas. Muitas modificações e variações serão aparentes para aqueles versados na técnica sem que se afastem do escopo e do espírito das modalidades descritas. A terminologia usada neste documento foi escolhida para melhor explicar os princípios das modalidades, da aplicação prática ou do aprimoramento técnico em relação às tecnologias encontradas no mercado, ou para permitir que outros versados na técnica entendam as modalidades aqui divulgadas.

[0063] Por conseguinte, a presente divulgação não será vista como limitada pela descrição anterior, mas só é limitada pelo escopo das reivindicações anexadas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Método para predizer bloqueio de trocador de calor numa aeronave, o método caracterizado pelo fato de que compreende: gerar um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz uma margem de ram air fan (RAF) que se correlaciona com um parâmetro de bloqueio de trocador de calor; calcular, utilizando o ROM, um valor de margem de bombeamento de RAF predito utilizando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado a um ram air fan (RAF); calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito; e relatar, para um usuário, o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cálculo do parâmetro de bloqueio de trocador de calor é feito comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor.

4. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando um bloqueio do trocador de calor.

5. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a geração do ROM compreende: determinar, usando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante as condições de operação durante as quais a margem de bombeamento de RAF é detectada; e criar, utilizando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com o bloqueio do trocador de calor.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a geração do ROM compreende ainda: selecionar, de um conjunto de parâmetros de alta fidelidade, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para o parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que o subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor inclui informação de limpeza para a limpeza de bloqueio de trocador de calor.

9. Sistema para predizer bloqueio de trocador de calor numa aeronave, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um trocador de calor e um correspondente parâmetro de bloqueio de trocador de calor; um ram air fan (RAF) e uma margem de bombemento de RAF correspondente; e um controlador de sistema de aeronave compreendendo: uma memória que tem instruções legíveis por computador; e um ou mais processadores configurados para executar as instruções legíveis por computador, as instruções legíveis por computador compreendendo: gerar um modelo de ordem reduzida (ROM) que prediz uma margem de bombeamento de RAF que se correlaciona com o parâmetro de bloqueio de trocador de calor; calcular, utilizando o ROM, um valor de margem de bombeamento de RAF predito utilizando um sinal de sensor recebido de um sensor conectado ao ram air fan; calcular o parâmetro de bloqueio de trocador de calor utilizando pelo menos o valor de margem de bombeamento de RAF predito; e relatar, para um usuário, o parâmetro de bloqueio de trocador de calor que indica quando uma condição de bloqueio de trocador de calor está presente.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o cálculo do parâmetro de bloqueio de trocador de calor é feito comparando o valor de margem de bombeamento de RAF predito com um valor de margem de bombeamento de RAF de limiar e um valor de margem de bombeamento de RAF limpo.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF limpo corresponde a um aumento no parâmetro de bloqueio de trocador de calor, e

12. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que um aumento do valor de margem de bombeamento de RAF predito acima do valor de margem de bombeamento de RAF de limiar corresponde ao parâmetro de bloqueio de trocador de calor indicando a condição de bloqueio do trocador de calor.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de bloqueio de trocador de calor é calculado subtraindo o valor de margem de bombeamento de RAF predito do valor de margem de bombeamento de RAF limpo criando um primeiro valor, subtraindo a margem de bombeamento de RAF de limiar do valor de margem de bombeamento de RAF criando um segundo valor e dividindo o primeiro valor pelo segundo valor.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a geração do ROM compreende: determinar, usando um modelo de alta fidelidade, uma resposta de sistema de alta fidelidade durante as condições de operação durante as quais a margem de bombeamento de RAF é detectada; criar, utilizando um controlador de sistema de aeronave, o ROM usando a resposta de sistema de alta fidelidade, em que o ROM correlaciona com o bloqueio do trocador de calor.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a geração do ROM compreende ainda: selecionar, de um conjunto de parâmetros de alta fidelidade, um subconjunto de parâmetros com alta correlação para o parâmetro de bloqueio de trocador de calor, em que o subconjunto de parâmetros tem sensores correspondentes no sistema de aeronave de modo que medições dos sensores possam ser usadas para gerar o valor de margem de bombeamento de RAF predito.