CN106697298B - 应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端，具体为采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度和流量控制阀的开度，当空调压气机出口温度大于第一温度阈值时，生成第一报警报文并向电子设备进行发送；当空调组件出口温度大于第二温度阈值时，生成第二报警报文并向电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向电子设备进行发送。用于对空调压气机、空调组件的出口温度以及流量控制阀的开度进行监测，通过报文的形式将报警报文发送至相应的电子设备，实现对飞机的空调压气机、空调组件的出口温度以及流量控制阀开度的预报警，提醒维修人员及时查看清除可能的障碍点，保障飞机运行的安全。
Description
技术领域
本发明涉及飞机安全保障领域，特别是涉及一种应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端。
背景技术
空客机队空调系统的故障在整个机队占比较高，经常发生双PACK跳开客舱失压返航严重事故征候，目前空客采取的措施是飞机驾驶舱ECAM(飞机中央电子监控系统，Electronic Centralized Aircraft Monitoring)警告，而这是在空调温度过高，且在空调基本切断时触发，不能有效预防空调系统散热器脏、温控活门卡阻等导致客舱温度偏高的情况。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端，用于解决现有技术中不能有效预防空调系统散热器脏、温控活门卡阻等导致客舱温度偏高的情况的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于飞机的报警方法，所述飞机包括空调压气机、空调组件以及流量控制阀，所述方法包括：预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阈值；采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，且将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
于本发明一具体实施例中，还包括预设关联所述空调压气机的第一延迟时间、关联所述空调组件的第二延迟时间以及关联所述流量控制阀的第三延迟时间；在所述空调压气机启动或状态切换的第一延迟时间后，采集所述空调压气机出口温度；且在所述空调组件启动或状态切换的第二延迟时间后，采集所述空调组件出口温度；且在所述流量控制阀启动或状态切换的第三延迟时间后，采集所述流量控制阀位置。
于本发明一具体实施例中，还用以获取大气压温度，以根据所述大气压温度对所述第二温度阈值进行修正。
于本发明一具体实施例中，当空调进口风门挡板温度小于第三温度阈值或温控/旁通活门的开度大于活门开度阈值后，当所述大气压空调压气机出口温度大于预设的第一气压温度阈值的情况下，且所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值的情况下时，不执行生成第一报警报文和第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送的步骤。
于本发明一具体实施例中，所述方法还包括根据不同的飞机机型对所述第一温度阈值、第二温度阈值、开度阀值、第一延迟时间、第二延迟时间以及第三延迟时间进行对应的调整。
于本发明一具体实施例中，以预设的时间周期采集所述空调压气机出口温度、所述空调组件出口温度以及所述流量控制阀开度。
于本发明一具体实施例中，在进入一预设的飞机航段的预设时间后，采集一预设时间段内关联飞机的空调组件的左组件的预设关键参数，生成第一常态报文并向相通信的电子设备进行发送，且同时采集所述预设时间段内关联飞机的空调组件的右组件的预设关键参数，生成第二常态报文并向相通信的电子设备进行发送。
于本发明一具体实施例中，所述电子设备设置于地面控制中心，用于对接收的所述第一报警报文、第二报警报文、第三报警报文、第一常态报文、以及第二常态报文进行存储，以供根据不同的需求，调取对应的报文进行分析，且根据分析结果进行显示。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种应用于飞机的报警系统，所述飞机包括空调压气机以及空调组件，所述系统包括：预设模块，用以预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联空调流量控制活门位置的第三位置阀值；数据采集模块，用以采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度以及空调流量控制活门位置，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述空调流量控制活门位置与所述第三位置阈值进行比较；处理模块，用以当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制活门位置小于所述第三位置阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种应用于飞机的监测终端，应用如上任一项所述的报警方法对所述飞机的空调压气机、空调组件的出口温度、以及流量控制阀的开度进行监控。
如上所述，本发明的应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端，具体为预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阈值；采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。用于对空调压气机、空调组件的出口温度以及FCV位置进行监测，且合理的设置温度和控制阀开度报警阈值，且通过报文的形式将报警报文发送至相应的电子设备，实现对飞机的空调压气机、空调组件出口温度以及空中非指令性空调流量控制阀关断的预报警，提醒维修人员及时查看清除可能的障碍点，保障飞机运行的安全。
附图说明
图1显示为本发明的报警方法在一具体实施例中的流程示意图。
图2显示为本发明的报警系统在一具体实施例中的模块示意图。
图3显示为本发明的监测终端在一具体实施例中的组成示意图。
元件标号说明
10 报警方法
S11～S13 方法步骤
20 报警系统
21 预设模块
22 数据采集模块
23 处理模块
30 监测终端
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为了使本发明之叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述之各种实施例。但所提供之实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围；步骤的描述亦非用以限制其执行之顺序，任何由重新组合，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。
于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则「一」与「该」可泛指单一个或复数个。将进一步理解的是，本文中所使用的「包含」、「包括」、「具有」及相似词汇，指明其所记载的特征、区域、整数、步骤、操作、组件与/或组件，但不排除其所述或额外的其一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、组件、组件，与/或其中之群组。
关于本文中所使用的「网络」泛指具有结构关系、组成关系、连接关系、通信关系、运算关系、或逻辑关系的实体元件或抽象元件的关系组合，不局限于实际的通信网络。
空客机队空调系统主要部件是散热器、FCV、ACSC、ACM、冷凝器、再加热器等，反映客舱温度高的原因一般是散热器脏、温控活门卡阻、以及管路漏气，导致ACM、冷凝器、再加热器效率降低所致，本发明中空客采用空调压气机出口温度和pack出口温度来作为反映客舱温度高的两个参数如果空调压气机出口温度超过260度或者pack出口温度超过88度(A330是95度)时，会产生过热(overheat)报警，ACSC(Air Conditioning SystemController，空调系统控制器)会关闭FCV(Flow Control Valve，流量控制阀门)，从而切断空调供气。而当空调系统散热器脏、ACM(Air Cycle Machine，空气循环机)效率降低时，空调压气机出口温度和pack出口温度会升高，但不会高到触发故障或ECAM报警，会有些偏高，一方面这种情况会造成夏季高温季节旅客投诉，影响服务质量，另一方面会导致特定情况下空调压气机出口温度快速升高引起FCV切断或由于FCV本身故障非指令性关断，如果在空中，容易造成客舱失压严重事件。
本发明基于飞机的ACARS系统(ARINC Communication Addressing andReporting System，航空无线电通讯地址和报告系统)，根据空调系统空调压气机和pack出口温度参数的工作逻辑，设置空调压气机出口温度(Pack Compressor OutletTemperature)、pack出口温度(Pack Outlet Temperature)和FCV位置门限值，编写报警报文，在还没有出现故障和ECAM警告前，通过预设的门限值提前对温度和位置变化进行报警，利用地面软件平台，将报文采集的关键参数进行不同航段的采样，形成趋势图进一步分析和监控，通过提前预防和更换性能下降的空调部件，确保空调系统平稳运行，提高夏季空调系统服务质量和防止双pack切断导致的备降返航以及事故征候。其中，空调组件(PACK)，是英语Pneumatic Air Cycle Kit的首字母缩写，即压缩空气循环组件。此组件一般由空气循环机，一套热交换器，水分离器和温度和压力控制阀和传感器。依不同的设计可能包括其他组件。空调组件的主要功能是给客舱供给适当压力和温度的空气。空调组件需要高压和高温的空气源，通常来自气体涡轮发动机的压缩机引气，比如说涡扇，涡喷或涡轴发动机。当需要加热时，流经空气循环机的引气直接引入发动机舱加热。当在地面运行需要降温时，空气循环机降低引入的空气温度再输入客舱。在降温的过程中，水蒸气凝结，此时需要水隔离器工作。
请参阅图1，显示为本发明的报警方法在一具体实施例中的流程示意图。所述应用于飞机的报警方法10包括：
S11：预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阈值；所述第一温度阈值、第二温度阈值、以及开度阈值不是一个固定的值，其可以根据外界温度TAT、发动机不同工作状态、大翼防冰活门位置等参数进行自动的调整。
S12：采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；
S13：当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
于本发明一具体实施例中，还包括预设关联所述空调压气机的第一延时间、关联所述空调组件的第二延迟时间以及关联流量控制阀的第三延迟时间；在所述空调压气机启动或状态切换的第一延迟时间后，采集所述气机出口温度；在所述空调组件启动或状态切换的第二延迟时间后，采集所述空调组件出口温度；且在在所述空调组件启动或状态切换的第三延迟时间后，采集所述流量控制阀的开度，即通过采集所述流量控制阀的阀所处的位置，计算获得所述流量控制阀的开度。因为在所述空调压气机、所述空调组件以及所述流量控制阀启动或状态切换的一段时间内，运行不太稳定，在此时间段内采集温度进行检测会导致检测结果不稳定，所以，此处采取在一定的延迟时间后再对温度进行采集以及检测。
于本发明一具体实施例中，还用以获取大气压温度，以根据所述大气压温度对所述第二温度阈值进行修正。
于本发明一具体实施例中，当空调进口风门挡板温度小于第三温度阈值或温控/旁通活门的开度大于活门开度阈值后，当所述空调压气机出口温度大于预设的第一气压温度阈值的情况下，且所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值的情况下，不执行生成第一报警报文和第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送的步骤。
于本发明一具体实施例中，当所述大气压温度小于预设的第一气压温度阈值的情况下，所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，不执行生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送的步骤。所述大气压温度与飞机外传感器直接测得的全温(TAT，Total air temperature)有关，按照外界温度TAT的不同，对于pack出口温度报警门限值进行不同的改变，更贴近于旅客真实的感受环境，能在不同季节监控到空调系统部件的性能降低。由于外界温度较低时机组会选择加热方式，因此报文设置在TAT低于一定值后，将不会触发PACK出口温度的报警。于本实施例中，例如采用R33/R34为空调常态报文，其中R33是左空调组件，R34是右空调组件，根据实验结果，取空调最稳定的阶段相同参数，然后利用地面软件平台对不同航段的数值进行连续动态趋势分析。地面支持软件是自行开发的报文显示和分析平台，用于将飞机ACARS实时下传的客户化报文从总服务器提取，将不同原因触发的各类报文集中显示，并可以根据不同需求分析和查看空调系统各参数。
于本发明一具体实施例中，所述方法还包括根据不同的飞机机型对所述第一温度阈值、第二温度阈值、开度阀值、第一延迟时间、第二延迟时间以及第三延迟时间进行对应的调整。
于本发明一具体实施例中，以预设的时间周期采集所述空调压气机出口温度、所述空调组件出口温度以及流量控制阀的开度。
于本发明一具体实施例中，在进入一预设的飞机航段的预设时间后，采集一预设时间段内关联飞机的空调组件的左组件的预设关键参数，生成第一常态报文并向相通信的电子设备进行发送，且同时采集所述预设时间段内关联飞机的空调组件的右组件的预设关键参数，生成第二常态报文并向相通信的电子设备进行发送。
于本发明一具体实施例中，选取飞机航段中最稳定的阶段，在进入该航段的预设时间后，进行预设关键参数的采集，常态报文的设置目的是利用所述电子设备通过对飞机每个不同航段飞机空调系统工作状态的采集，形成一定周期内飞机空调系统状况发展趋势，用以对报警报文的补充。其中，一般来说飞机包括10个航段，取空调状态最稳定的航段开始参数的采集。例如，具体为，在进入该最稳定的航段的一定时间后，开始采集，且采集100秒内的飞机的空调系统的关键参数，该关键参数的设置可以根据用户的需求自行设置。
于本发明一具体实施例中，所述电子设备设置于地面控制中心，用于对接收的所述第一报警报文、第二报警报文、第三报警报文、第一常态报文、以及第二常态报文进行存储，以供根据不同的需求，调取对应的报文进行分析，且根据分析结果进行显示。优选的，所述地面支持软件运行于所述电子设备中。
所述报警方法可以很好的预防空客机队双空调空中超温跳开导致的客舱失压等严重事故征候，对减少空调系统导致的返航、备降以及长时间AOG(Aircraft On Ground，飞机停飞)事件效果明显。本专利可以提高夏季高温天气客舱服务质量，避免了空客机队空调系统部件在性能下降后不能有效预警的缺陷。本报警方法的另一个突出的优点是可以通过报文各参数判断出空调系统性能降低的具体部件，所述报文参数例如包括左组件空调压气机出口温度、右组件空调压气机出口温度、左组件PACK出口温度、右组件PACK出口温度，为了方便工程师对飞机空调温度状态进行查看，所述报文参数还包括飞机号、航段、高度等参数。所述报警方法在航线故障排查过程中，可以显著的节省航材以及人力成本等。本专利只需对飞机进行程序更新，无需改装飞机线路或更换飞机计算机等部件，结构简单，成本低，便于大机队安装和运行，且采用飞机ACARS系统下传报文，安全性高，实时性强，理论上讲可以和飞机空调部件发生异常时做到同步报警。
进一步参阅图2，显示为本发明的报警系统在一具体实施例中的模块示意图。所述报警系统20的技术方案与所述报警方法10一一对应，所有关于所述报警方法10的描述均可以应用于本实施例中。所述报警系统20包括：
预设模块21，用以预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阀值。
数据采集模块22，用以采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度、以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较。
处理模块23，用以当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
进一步参阅图3，显示为本发明的监测终端在一具体实施例中的组成示意图。所述监测终端30应用于所述飞机上，应用如图1所述的报警方法10对所述飞机的空调压气机、空调组件的出口温度进行监控、以及流量控制阀的开度进行监控，且根据监控结果，向地面的电子设备发送相应的报文。相应的，所述监测终端30包括如上所述的报警系统20。
综上所述，本发明的应用于飞机的报警方法、系统、及监测终端，具体为预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀开度的开度阀值；采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送，当所述流量控制阀开度小于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。用于对空调压气机、空调组件的出口温度以及流量控制阀的开度进行监测，且合理的设置温度和开度报警阈值，且通过报文的形式将报警报文发送至相应的电子设备，实现对飞机的空调压气机出口温度、空调组件的出口温度以及流量控制阀开度的预报警，提醒维修人员及时查看清除可能的障碍点，保障飞机运行的安全。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种应用于飞机的报警方法，其特征在于，所述飞机包括空调压气机、空调组件以及流量控制阀，所述方法包括：
预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阈值；
采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度、以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较，将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；
当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
2.根据权利要求1所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：还包括预设关联所述空调压气机的第一延迟时间、关联所述空调组件的第二延迟时间以及关联所述流量控制阀的第三延迟时间；
在所述空调压气机启动或状态切换的第一延迟时间后，采集所述空调压气机出口温度；且在所述空调组件启动或状态切换的第二延迟时间后，采集所述空调组件出口温度；且在所述流量控制阀启动或状态切换的第三延迟时间后，采集所述流量控制阀位置。
3.根据权利要求1所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：还用以获取大气压温度，以根据所述大气压温度对所述第二温度阈值进行修正。
4.根据权利要求1所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：当空调进口风门挡板温度小于第三温度阈值或温控/旁通活门的开度大于活门开度阈值后，当所述空调压气机出口温度大于预设的第一气压温度阈值的情况下，且所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值的情况下，不执行生成第一报警报文和第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送的步骤。
5.根据权利要求2所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：所述方法还包括根据不同的飞机机型对所述第一温度阈值、第二温度阈值、开度阀值、第一延迟时间、第二延迟时间以及第三延迟时间进行对应的调整。
6.根据权利要求1所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：以预设的时间周期采集所述空调压气机出口温度、所述空调组件出口温度以及流量控制阀开度。
7.根据权利要求1所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：在进入一预设的飞机航段的预设时间后，采集一预设时间段内关联飞机的空调组件的左组件的预设关键参数，生成第一常态报文并向相通信的电子设备进行发送，且同时采集所述预设时间段内关联飞机的空调组件的右组件的预设关键参数，生成第二常态报文并向相通信的电子设备进行发送。
8.根据权利要求7所述的应用于飞机的报警方法，其特征在于：所述电子设备设置于地面控制中心，用于对接收的所述第一报警报文、第二报警报文、第三报警报文、第一常态报文、以及第二常态报文进行存储，以供根据不同的需求，调取对应的报文进行分析，且根据分析结果进行显示。
9.一种应用于飞机的报警系统，其特征在于：所述飞机包括空调压气机、空调组件以及流量控制阀，所述系统包括：
预设模块，用以预设关联空调压气机出口温度的第一温度阈值、关联空调组件出口温度的第二温度阈值以及关联流量控制阀的开度阈值；
数据采集模块，用以采集空调压气机出口温度、空调组件出口温度、以及流量控制阀开度，将所述空调压气机出口温度与所述第一温度阈值进行比较、将所述空调组件出口温度与所述第二温度阈值进行比较，且将所述流量控制阀开度与所述开度阈值进行比较；
处理模块，用以当所述空调压气机出口温度大于所述第一温度阈值时，生成第一报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述空调组件出口温度大于所述第二温度阈值时，生成第二报警报文并向相通信的电子设备进行发送；当所述流量控制阀开度小于或等于所述开度阈值时，生成第三报警报文并向相通信的电子设备进行发送。
10.一种应用于飞机的监测终端，其特征在于：应用如权利要求1～8中任一项所述的报警方法对所述飞机的空调压气机、空调组件的出口温度、以及流量控制阀的开度进行监控。
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