BRPI0800201B1 - método para monitorar motores de avião - Google Patents

Abstract

método para monitorar motores de avião. a presente invenção se refere a um método para monitorar motores de um avião compreendendo, pelo menos, dois motores (m1, m2, m3, m4), cada motor (m1, m2, m3, m4) sendo controlado e monitorado por um calculador de monitoração de motor (1, 2, 3, 4), mencionados calculadores (1, 2, 3, 4) sendo conectados entre si através de uma rede de comunicação (5) e cada calculador (1, 2, 3, 4) monitorando os parâmetros de operação (p,v) do motor (m1, m2, m3, m4) que ele controla. o método é caracterizado pelo fato de que ambos os calculadores (1, 2, 3, 4) emitem (60; 100) na rede (5), o valor (v (k)) de, pelo menos, um dos mencionados parâmetros (p (k)) para ser comparado (62; 102, 103, 104) com aquele (v (k')) do mesmo parâmetro (p (k) = p (k')) emitido pelo outro calculador (1, 2, 3, 4), e pelo fato de que, se um valor (k)) desvia do outro (v (k')) por uma diferença (d1 (k), d2 (k), d3 (k) mais alta do que um limite predeterminado (5), um dos motores (m (k)) é diagnosticado como estando em operação anormal.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA MONITORAR MOTORES DE AVIÃO (51) lnt.CI.: G01D 3/08 (30) Prioridade Unionista: 30/01/2007 FR 07 00642 (73) Titular(es): HISPANO SUIZA (72) Inventor(es): ALEXANDRE AUSLOOS; JONATHAN BENITAH; OLIVIER ΜΑΚΑ; JEAN-RÉMI MASSE (85) Data do Início da Fase Nacional: 29/01/2008

1/8 “MÉTODO PARA MONITORAR MOTORES DE AVIÃO” [0001] A presente invenção se refere a sistemas para detectar deficiência de operação de motores de avião, e mais em geral, de todos sistemas de equipamentos, pelo menos, dobrados no avião, e pertencendo as partes principais dele, tais como, grupo de propulsão, pilotagem, etc.

[0002] Ela mais particularmente, se refere a sistemas para monitorar partes principais a fim de alertar o pessoal de operação (pilotagem ou manutenção) sobre uma operação defeituosa.

[0003] Como um sistema para detecção de operação anormal com uma visão para auxiliar na manutenção, um equipamento de teste integrado (assim chamado “ Built-ln Test Equipment BITE) é geralmente usado, sendo específico para a operação ruim em consideração.

[0004] Sendo alertado, o piloto de avião pode evitar, fazendo uso de tal equipamento, acionar um equipamento alternativo, e por meio desse, evitar um incidente mais sério, ou, sendo auxiliado pelos diagnósticos com fornecidos pelo BITE, o pessoal de manutenção pode atuar mais facilmente e rápido quando de uma operação de manutenção do avião para reparar o defeito.

[0005] Hoje em dia, maioria dos BITEs essencialmente compreende sensores que coletam dados ou parâmetros de operação e tais parâmetros são digitalizados e testados por um software referenciando aos limites predeterminados ou modelos matemáticos.

[0006] Aqui, cada motor é controlado por um calculador, referenciado pelo acrônimo “ FADEC ” (Full Authority Digital Engine Control).

[0007] Cada FADECs monitora os parâmetros de operação do motor que ele controia.Tais parâmetros de motor são comparados com limites predeterminados sendo idênticos para configurações de motor idênticas, qualquer que seja o avião no qual estejam montados.

[0008] Agora, cada avião tem um uso específico, assim sendo, fazendo seu desgaste ser individualizado. Motores são, por conseguinte, sujeitos a um desgaste específico e não modelado, em uma maneira predeterminada.

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2/8 [0009] Os limites acima predeterminados, por conseguinte, não são capazes de fornecer um monitoramento dos parâmetros de motor específicos para seu desgaste. [0010] Contudo, é possível monitorar um parâmetro típico de desgaste dos motores e acompanhar os danos dele. Determinando limites críticos, vários passos de tais danos podem ser identificados. Mas, tal uma técnica exigirá, entre outros, determinar, os parâmetros mais significativos dos modos de deficiência, os limites de desgaste a serem aplicados a tais parâmetros e a influência exercida pelas condições de uso sobre seu comportamento. Tudo isso requer um conhecimento bastante bom do fenômeno físico relacionado com ele.

[0011] Os requerentes tentaram encontrar uma solução para simplificar o problema descrito acima e consequentemente eles propuseram sua invenção.

[0012] Assim sendo, a presente invenção se refere a um método para monitorar motores de avião compreendendo, pelo menos, dois motores, cada motor sendo controlado e monitorado por um calculador de monitoramento de motor, os calculadores sendo conectados entre eles através de uma rede de comunicação e cada calculador monitorando parâmetros de operação do motor que ele monitora, o método sendo caracterizado pelo fato que ambos os calculadores emite na rede, o valor de, pelo menos, um dos parâmetros menos para ser comparado com aquele do mesmo parâmetro conforme emitido pelo outro calculador, e pelo fato de que, se um valor desvia do outro por uma diferença mais alta do que um limite predeterminado, um dos motores é diagnosticado como estando em operação anormal.

[0013] O ambiente e o uso sendo idênticos para ambos os motores, somente o desempenho deles influencia as diferenças sendo gravadas. Não é mais necessário dominar as leis da física para detectar os seus defeitos.

[0014] Para um dado avião, um motor mostra um comportamento anormal assim que o desgaste como mostrado por um dado parâmetro difere do desgaste como mostrado pelo mesmo parâmetro sobre o outro motor do avião, por isso as comparações são efetuadas.

[0015] Por exemplo, fenômenos relacionados com temperatura, velocidade do motor, comportamento e altitude, perturbam o nível do óleo de lubrificação em seu

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3/8 tanque, tornado impossível saber a quantidade de óleo disponível em um dado momento. Através das comparações mencionadas acima, pode ser, pelo menos, conhecido a qualquer momento se ambos motores têm disponível a mesma quantidade de óleo ou se um dos dois tanques está vazando.

[0016] A invenção consiste em aplicar uma técnica de redundância correntemente usada no campo da segurança pessoa e de avião para o campo mencionado acima do teste do BITE construído, usado para auxiliar a manutenção. [0017] Tal uma técnica de redundância consiste em colocar em paralelo idênticos materiais de equipamentos críticos, um número n, a fim de possibilitar determinar através de uma simples comparação de suas saídas, que a qualquer momento devem ser substancialmente idênticas, se uma delas está defeituosa, ou mesmo aquele que está ficando defeituosa e deve ser removida. Detecção requer dois materiais de equipamento em paralelo, enquanto isolar equipamento defeituoso requer, pelo menos, três deles.

[0018] Aqui, há muitos parâmetros, como para o vazamento de óleo no exemplo descrito acima, para o qual, isolar o motor defeituoso pode se alcançado mesmo para um avião de motor duplo.

[0019] Em resumo, o a técnica de redundância de motor é por conseguinte, usada em ambos, para fins de diagnóstico, de previsão e de manutenção, junto com fortes dados de probabilidade.

[0020] Preferencialmente, os calculadores monitorando os motores serão aqueles que realmente realizam as comparações e estabelecem os diagnósticos resultantes, mas o último poderia ser igualmente realizado por um calculador central autônomo conecta com a rede.

[0021] Ainda preferencialmente, cada diagnóstico de um calculador de “ motor ” é emitido pelo último em direção ao outro para ser imediatamente comparado e ou ser armazenado para manutenção ou resulta em uma ação imediata tal como, por exemplo, ser exibido para o piloto ou emitido através de um rádio em uma estação terrestre.

[0022] Outras características e vantagens da presente invenção se tornarão mais

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4/8 aparente lindo a descrição aqui contida do método para monitorar motores de avião de acordo com esta invenção, feita referenciando aos desenhos anexos.

[0023] Fig. 1 é uma primeira forma de arquitetura de um sistema de monitoramento de motor implementando o método da invenção.

[0024] Fig. 2 é uma segunda forma de arquitetura de um sistema de monitoramento de motor implementando o método da invenção.

[0025] Fig. 3 é um fluxograma simplificado do método de monitoramento de motor de avião de acordo com a invenção.

[0026] Referenciando à Fig. 1 e 2, a arquitetura será detalhada no exemplo de um avião quadrimotor. O sistema de monitoramento e controle 10 por exemplo, m1, m2, m3, m4 de um avião (não mostrado), compreende calculadores FADEC 1,2, 3, 4, cada um monitorando e controlando, respectivamente, um motor designado m(1), m(2), m (3), ou m1, m2, m3, m4 nas figuras.

[0027] Os FADECs, aqui quatro deles, são conectados entre si, através do avião, por meio de uma rede de comunicação digital AFDX 5 (Avionics Full Duplex), por exemplo, definida pelo padrão de ARINC (Aeronautical Radio Incorporated), ou através de um elo de comunicação específico como fornecido para as comunicações apresentadas daqui em diante, ou através de um elo pré-existente do avião dedicado para outras comunicações, e emite dados e parâmetros do motor que eles são supostos de monitorar e controlar. Os FADECs sendo calculadores em dois sentidos, esses sentidos tornam possível fortalecer a informação como recebida de um, ou do outros FADECs.

[0028] Em uma primeira modalidade (Fig. 1), é fornecido um calculador central de “ avião ” 6 também conectado com esta rede 5 para sondar através de uma de suas funções 61 e processar através de uma de suas funções 62, dados e parâmetros que recebe de todos os FADECS 1,2,3, 4, com será explicado daqui em diante.

[0029] Em uma segunda modalidade preferida, (Fig. 2), é um dos FADECs 1, 2, 3, 4. i. e. o FADEC i, que executa ele mesmo o papel da função 62 do calculador 6, que não é útil para implementar a invenção.

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5/8 [0030] Contudo, neste último caso, todos os FADECs 1,2,3,4 são idênticos e poderíam simultaneamente processar, igualmente e à função 61 e como será explicado daqui em diante, dados e parâmetros do motor que eles são responsáveis, adicionados com dados e parâmetros (emitido através de outros FADECs) recebidos na rede 5.

[0031] No primeiro caso, é para ser notado que o calculador central calculador 6 somente pode executar o papel de um intermediário 61 na rede 5 somente para sondar por dados e parâmetros emitidos dos FADECs e para opcionalmente determinar o FADEC i que está para efetuar o processo daqui em diante.

[0032] Assim sendo, qualquer FADEC 1, 2, 3, 4, o um outro calculador 6, ou o FADEC i, de acordo com a arquitetura adotada, tem disponível os mesmos dados e parâmetros de todos os motores m1, m2, m3, m4 do avião e efetua o processo de monitoramento 62 que será agora explicado, referenciado à Fig. 3, simultaneamente com o método de monitoramento.

[0033] No passo 100, através de uma função de emissão 60 na rede 5, os calculadores FADECs 1,2, 3, 4 emitem na rede 5, o valor V (1), V (2), V (3) e V (4), respectivamente, de, pelo menos, um parâmetro de operação para os motores m1, m2, m3, m4 respectivamente, junto com seus marcadores de motor “ m1 ”, “ m2 ”, “ m3 ”, “ m4 ” correspondendo a seus endereços de emissão, e com seus parâmetros de referência p (1), p (2), p (3), p (4), respectivamente.

[0034] O FADEC j (j = 1 à 4), ou o calculador 6, recebe, ou através da função de recepção e sondagem 61 para os parâmetros emitidos sobre rede 5, ou através da função 61 dos outros FADECs, a trinca V (k), m (k), p (k) (k = 1 à 4, k diferente de j) e tem disponível quatro trincas correspondendo ao k = 1,2, 3, 4.

[0035] No passo 101, por meio da função processo de monitoramento 62 do calculador 6 o qualquer FADEC 1 à 4, qualquer valor V (k) é comparado com os três outros valores V (k’) formato k’ = 1,2, 3, 4, k’ sendo diferente de k, mas somente se p (k’) = p (k), que mostra que este é o mesmo parâmetro, mas correspondendo à dois motores diferentes m (k) e m (k’).

[0036] Valores absolutos d1 (k), d2 (k), d3 (k) das diferenças V (k) - V (K’) entre

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6/8 os valores de tais parâmetro poderia, por exemplo, ser calculado.

[0037] No passo 102, as diferenças mencionadas acima d1, d2, d3 são comparadas com um limite predeterminado S, correspondendo a uma tolerância de medida do parâmetro.

[0038] Se, no passo 103, nenhum a diferença excede o limite S, o procedimento prossegue com o passo 105 sem qualquer ação em particular.

[0039] Ao contrário, o processamento prossegue com o passo 104 onde o número de diferenças excedendo o limite S é contado. Então, por exemplo, se somente uma diferença d1 excede o limite S, o evento é armazenado na memória M1 e o processamento prossegue com o passo 105.

[0040] Se duas diferenças d1, d2 excedem o limite S, o valor absoluto d da diferença V (2) - V (1) é calculado. Se d é mais baixo do 2.S, o processamento prossegue com o passo 105, ao contrário o evento é armazenado em uma memória M2 e o processamento prossegue com o passo 105.

[0041] Se as três diferenças d1, d2, d3 são maiores do que S, o parâmetro p (k) desvia de todos os outros parâmetros p (k’) por uma diferença maior do que o limite S, então o motor k tem uma operação ou um desgaste anormalmente desviando daquele dos outros motores k. Todas as outras funções de operação ficando ainda idênticas, o processamento prossegue com o passo 106 onde o motor é registrado como estando em operação anormal relativa àquela do outros motores, através de uma função de exibição 63 e o evento é armazenado em uma memória M3, o processamento prossegue com o passo 105.

[0042] No passo 105, a inscrição nas memórias M1,M2, M3 é datada a fim de permitir um histórico dos eventos ser re-estabelecido a fim de melhorar auxiliar a manutenção, e como o método é para ser aplicado continuamente em operação, passo 101 é de novo iniciado.

[0043] Quando os calculadores FADEC 1,2,3,4 monitorando os motores, são aqueles que efetuam as comparações e estabelecem os diagnósticos resultantes por meio do método mencionado acima, eletromagnéticos são também capazes de emitir seus diagnósticos em paralelo e tais diagnósticos são eles mesmos

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7/8 submetidos a uma votação de consolidação para determinar um diagnóstico global a ser exibido.

[0044] Por meio disso, uma quebra ocorrendo em um ou dois FADECs é contornada, fazendo somente sistema 10 duas vezes seguro, ou duas vezes “operativo a falha ”, de acordo com a terminologia Anglo-Saxônica.

[0045] O diagnóstico dos calculadores FADEC poderia ser emitido por cada um deles em direção aos outros para serem comparados neles e ou serem armazenados em uma habitação para manutenção, ou resultar em uma ação imediata tal como, por exemplo, ser exibido ao piloto ou emitido através de um rádio em uma estação “ terrestre ”, mas tal diagnóstico poderia também ser emitido para um calculador central de “ avião ” para memorização, exibição, transmissão difusa para terra ou qualquer outro controle de sistema que possa se exigido.

[0046] Inversamente, usando um calculador central autônomo 6 conectado com a rede 5 para centralizar o processamento, não é possível contornar uma quebra ocorrendo no calculador mencionado.

[0047] Deve ser notado que é aproveitado o fato que os motores são de uma redundância de três vezes ou de quatro vezes para fins de segurança de pessoas explorando a redundância induzida dos parâmetros do motor a fim de fornecer uma melhora significativa na exatidão de diagnóstico para os testes elaborados para auxiliar a manutenção do FADEC.

[0048] Como foi descrito, a invenção se aplica a aeronaves compreendendo mais do que dois motores, mas igualmente se aplica à parâmetros de aviões compreendendo dois motores, para os quais a única ocorrência de desvio representa um motor defeituoso.

[0049] Isto é, como foi observado, o caso do nível do óleo (ou outro líquido). Também é o caso de outros numerosos exemplos, tais como:

- a duração de partida, aumentando como o desgaste do motor e que poderia mostra um motor danificado.

- a velocidade do motor, mostrando o desgaste da bomba de combustível. [0050] Um modelo matemático também poderia ser adicionado, com uma

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8/8 evolução conforme uma função do uso e o ambiente do avião, de modo a remover qualquer dúvida entre dois motores, os parâmetros dos quais, como eles não tem as propriedades descritas acima de mostrar o motor defeituoso, desviarão bastante com relação ao limite selecionado.

[0051] Juntos com a comparação de parâmetro, o modelo matemático poderia também permitir isolar um defeito.

[0052] Esta invenção também poderia ser aplicada a outras montagens além do motor de propulsão, tais como em geral, comando de voo de quatro vezes, sinais de fechamento de cabine, etc.

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Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método para monitorar pelo menos dois motores (m1, m2, m3, m4) em um avião, compreendendo:

   controlar e monitorar os pelo menos dois motores (m1, m2, m3, m4) por calculadores de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4), cada calculador de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4) dos calculadores de monitoramento de motor é atribuído para monitorar um motor dos pelo menos dois motores (m1, m2, m3, m4), e cada calculador de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4) dos calculadores de monitoramento de motor é conectado a todos os outros calculadores de monitoramento de motor por uma rede de comunicações (5);

   monitorar com cada calculador de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4), parâmetros operacionais (p,V) do um dos pelos menos dois motores (m1, m2, m3, m4) ao qual é atribuído para monitorar;

   caracterizado adicionalmente por:

   um calculador de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4) para um dos pelos menos dois motores (m1, m2, m3, m4) emitir (60; 100) na rede (5) um primeiro valor (V (k)) para pelo menos um dos parâmetros operacionais (p (k)) para comparação (62, 102, 103, 104) com um segundo valor (V (k’)) de um mesmo parâmetro operacional (p (k) = p (k’)) emitido por um outro calculador de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4) para um outro motor dos pelo menos dois motores, e cada calculador de monitoramento de motor emitir parâmetros operacionais para todos os outros calculadores operacionais de motor via a rede;

   diagnosticar um dos pelo menos dois motores como estando em operação anormal, determinando nos calculadores de monitoramento de motor, se o primeiro valor (V (k)) desvia do segundo valor (V (k’)) por uma diferença (d1 (k), d2 (k), d3 (k)) maior que um limite predeterminado (S); e emitir um diagnóstico de um calculador de monitoramento de motor para outro calculador de monitoramento de motor para comparação no mesmo.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada diagnóstico é armazenado em uma memória (M1, M2, M3, M4) de cada

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   2/2 calculador de monitoramento de motor para manutenção.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os diagnósticos são exibidos (106) para um piloto do avião ou transmitidos por um rádio em uma estação terrestre.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os calculadores de monitoramento de motor (1, 2, 3, 4) exibem (63; 100) os diagnósticos resultantes.
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que existem quatro calculadores de monitoramento de motor que monitoram quatro motores (m1, m2, m3, m4).

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