CN107402328B - 用于评价雷击严重性的机载系统 - Google Patents
用于评价雷击严重性的机载系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107402328B CN107402328B CN201710350515.8A CN201710350515A CN107402328B CN 107402328 B CN107402328 B CN 107402328B CN 201710350515 A CN201710350515 A CN 201710350515A CN 107402328 B CN107402328 B CN 107402328B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aircraft
- magnetic field
- slave device
- lightning
- severity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 17
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 15
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 11
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 9
- WBMKMLWMIQUJDP-STHHAXOLSA-N (4R,4aS,7aR,12bS)-4a,9-dihydroxy-3-prop-2-ynyl-2,4,5,6,7a,13-hexahydro-1H-4,12-methanobenzofuro[3,2-e]isoquinolin-7-one hydrochloride Chemical compound Cl.Oc1ccc2C[C@H]3N(CC#C)CC[C@@]45[C@@H](Oc1c24)C(=O)CC[C@@]35O WBMKMLWMIQUJDP-STHHAXOLSA-N 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 208000025274 Lightning injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
- G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
- G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
- G01R29/0842—Measurements related to lightning, e.g. measuring electric disturbances, warning systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
- B64D45/02—Lightning protectors; Static dischargers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/008—Testing of electric installations on transport means on air- or spacecraft, railway rolling stock or sea-going vessels
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G13/00—Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
- H02G13/60—Detecting; Measuring; Sensing; Testing; Simulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
- B64D2045/0085—Devices for aircraft health monitoring, e.g. monitoring flutter or vibration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于评价雷击严重性的机载系统,该机载系统旨在安装在飞机的内部并且连接到飞机的航空电子系统,该系统包括四个设备,即一个主设备和三个从设备,每个设备包括一个磁场传感器,这些设备关于飞机的对称平面对称地成对放置,分别竖直地位于与飞机的机翼的前沿一致和竖直地位于与机翼的后沿一致,该系统允许根据测量的磁场来获得雷电击中的严重性的评价。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于评价飞行器、更具体是飞机经历的雷击的严重性的系统和方法的领域。
背景技术
在2006和2009年之间进行的ILDAS1(飞行时雷击损坏评估系统)项目是由欧盟支持的项目,以便验证机载系统的用于测量雷击并且评价飞行器经历的雷击的严重性的原理,尤其是以便评价雷电对飞机引起的任何损坏。该项目的长期目的是改进科学知识,也是便于在一次或更多次雷电击中之后的飞机维护操作。在2009年对于空客A320进行了测试活动。该项目的结果尤其是在荷兰阿姆斯特丹在2012年6月11-13日举行的SFTE-EC(飞行测试工程师协会欧洲分会)的第23届论坛上呈现。在ILDAS1项目的背景下,(荷兰)埃因霍温工程大学开发了磁场传感器技术,磁场传感器可以安装在飞机客舱的舷窗上。这种传感器的原理是注入被雷电击中的飞机的机身的电流在飞机外部和周围产生磁场。测量该磁场的一种手段是测量该磁场穿透到机身中的孔洞比如舷窗。在飞机内部的通过舷窗安装的单个天线允许实现该手段。
关于该有希望的结果,空客决定继续该项目和2009年开始的ILDAS2项目。ILDAS2项目的目的是获得用于评价飞行器经历的雷击的严重性,尤其是评价雷击对飞机引起的损坏的商业化机载系统。该ILDAS2项目的结果在2015年9月9-11日在(法国)图卢兹举行的国际会议(国际照明和静电会议ICOLSE)期间呈现。图1示出在空客A350XWB上进行开发和测试的系统结构。在ILDAS2项目的背景下开发的系统包括:放置在飞机100的内部的电场感测设备E(101)、八个磁场感测设备H(130到137),两个电流感测设备I(110和111),以及两个X射线感测设备(120和121)。系统还包括多个控制单元,用于记录和处理由各种传感器产生的信号(数据积累和数据存储-DADS单元)。
然而,在ILDAS2项目的背景下开发的系统保持并非切实可商业化,这是因为其安装和维护复杂度,并且因此其成本高昂。所提出的系统进一步仅允许由传感器收集的数据的后验分析并且因此在飞行之后要求技术人员的干预以便被利用。
考虑了在ILDAS2项目的背景下开发的系统的简化,仅保留放置在飞机的机身上的同一侧在机身前部和后部的两个单个磁场传感器。然而,尽管初始结果是令人鼓舞的,但是该简化系统并不针对具有在机身上的进入点和在飞机机翼上的离开点的雷电击中工作。换句话说,这样的简化系统仅覆盖关于飞机上的雷电的进入点和离开点的某些场景。
发明内容
因此需要提供缓解前所开发的系统的缺点的系统。
本发明的总目标因此是一种用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统,该机载系统旨在安装在飞机的内部,该机载系统包括:至少一个称作从设备的设备,每个从设备包括放置在飞机的舷窗上的磁场传感器并且适于连续记录由磁场传感器测量的磁场,适于根据测量的磁场来检测与雷电击中对应的力矩,适于根据检测的力矩来选择连续记录的一部分,适于把该连续记录的选定部分传送给主设备;以及称作主设备的设备,该主设备适于:从每个从设备接收所测量的磁场的连续记录的一部分,根据一个或更多个所接收的记录部分来识别关于由飞机接收的雷电击中的场景,针对每个从设备找到与所识别的场景相关联的预定传递函数,每个预定传递函数允许根据测量的磁场来确定由于雷电击中而注入到飞机中的电流,根据所接收的记录和注入的电流来确定由飞机经历的雷电击中的严重性的评价。
有利地,用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统被安装在飞机的内部,由此便于维护。因为从设备适于检测和选择连续记录的一部分,这避免了必须连续在从设备和主设备之间传送数据,由此降低了数据交换的量并且允许降低这些元件之间的网络的规格。类似地,基于预定场景来执行动作,使得可以降低由主设备对记录的数据进行处理的需要,并因此降低成本,因为可以选择较低性能的组件。
根据本发明的补充实施例,主设备包括放置在飞机的舷窗上的磁场传感器并且适于集成从设备的功能。
有利地,主设备与从设备集成在一起,这降低了系统元件的数量并且便于系统在飞机中的实施。
根据本发明的补充实施例,该机载系统位于具有对称平面的飞机上,该机载系统包括一个主设备和三个从设备,这些设备关于对称平面对称地成对放置,一对设备的磁场传感器被安装在飞机的机翼前面的舷窗上,另一对设备的磁场传感器被安装在飞机的机翼后面的舷窗上。
有利地,四个设备的该布置是在允许关于到达飞机的雷电击中的各种场景的良好检测的系统和成本降低之间的折衷。包括较多设备的系统是更昂贵的并且包括较少设备的系统变得很不准确。
根据本发明的一个补充实施例,飞机具有机翼,四个设备的磁场传感器被安装在竖直地位于与机翼的前沿一致的一对舷窗上和安装在竖直地位于与机翼的后沿一致的一对舷窗上,每对舷窗中的舷窗被放置为关于对称平面对称。
有利地,这些设备的位置是最优的并且允许各种场景的最好识别率。
根据本发明的一个补充实施例,该主设备还适于把评价由飞机经历的雷电击中的严重性的结果传送到飞机的航空电子系统。
有利地,使系统与飞机的航空电子系统接口连接允许雷电击中的严重性的评价结果直接呈现给飞机的机组人员。因此,不需要在每次飞行之后询问地面的系统。
本发明还涉及称作“主”设备的设备,该设备要被包括在用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统中,该机载系统包括至少一个从设备,该主设备适于:从每个从设备接收测量的磁场的连续记录的一部分,根据一个或更多个所接收的记录部分来识别关于由飞机接收的雷电击中的场景,针对每个从设备找到与所识别的场景相关联的预定传递函数,每个预定传递函数允许根据测量的磁场来确定由于雷电击中而注入到飞机中的电流,根据所接收的记录部分和注入的电流来确定由飞机经历的雷电击中的严重性的评价。
本发明还涉及一种称作“从”设备的设备,该设备要被包括在用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统中,该机载系统包括至少一个主设备,该从设备适于:连续记录由磁场传感器测量的磁场,根据测量的磁场来检测与雷电击中对应的力矩,根据检测的力矩来选择连续记录的一部分,把该连续记录的选定部分传送给主设备。
本发明还涉及一种用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的方法,该方法由安装在飞机的内部的主设备执行,该主设备连接到至少一个称作从设备的设备,每个从设备包括磁场传感器,该方法包括以下步骤:从每个从设备接收与由从设备的磁场传感器测量的磁场相对应的记录的一部分,根据一个或更多个所接收的记录部分来识别关于由飞机接收的雷电击中的场景,针对每个从设备找到与所识别的场景相关联的预定传递函数,每个预定传递函数允许根据测量的磁场来确定由于雷电击中而注入到飞机中的电流,根据所接收的记录部分和估计的注入的电流来确定由飞机经历的雷电击中的严重性的评价。
根据本发明的补充实施例,该方法包括把评价的结果传送到飞机的航空电子系统的随后步骤。
本发明还涉及一种计算机程序,其可被存储在介质上和/或从通信网络下载,以便被处理器读取。该计算机程序包括指令,所述指令用于在所述计算机程序被处理器执行时前述步骤的全部或一部分。本发明还涉及包含这样的计算机程序的数据存储介质。
附图说明
阅读参照附图给出的对一个示例实施例的以下描述,本发明的前述特征和其他特征将变得更加清楚,在附图中:
-图1示意性示出诸如在ILDAS2项目中开发的用于评价飞机经历的雷电击中的严重性,尤其是评价雷电击中引起的损坏的机载系统;
-图2示出根据本发明一个实施例的用于评价飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统;
-图3示意性地示出根据本发明一个实施例的作为称作从设备的设备的示例性硬件结构;
-图4示意性地示出根据本发明一个实施例的作为称作主设备的设备的示例性硬件结构;
-图5示意性地示出根据本发明一个实施例的由作为称作从设备的设备实施的示例性方法;
-图6示意性地示出根据本发明一个实施例的由作为称作主设备的设备实施的示例性方法。
具体实施方式
在以下描述中,并且按照惯例,在飞机的前进方向上正向定向的飞机的纵轴线称为X轴(或翻滚轴),在飞机处于地面时为水平的飞机的横轴线将称为Y轴(或俯仰轴),并且在飞机处于地面时的飞机的竖直轴线将称为Z轴(或偏航轴)。这三个方向X、Y和Z彼此正交并且形成以飞机的重心为原点的标准正交坐标系。
类似地,雷电的“进入点”和雷电的“离开点”是指击中飞机的雷电在飞机机身上的进入点和离开点的位置。在雷电击中飞机时即在雷电击中期间从一个点流向另一点的电流被称作“注入电流”。
类似地,在以下描述中,使用传递函数“TF(t)”的简化,从而允许由磁场传感器测量的磁场“H(t)”与在雷电击中期间注入的注入电流“I(t)”相关。具体而言,在H(t)和I(t)之间的关系通常是:
H(t)=TF(t)×I(t),其中,“t”对应于时间。
或者,换句话说,以频率形式:
H(f)=TF(f)×I(f),其中“f”对应于可变频率。
所执行的测量示出雷击的在频率平面中的能量主要分布在低于100kHz的频率上并且对于这些频率(f<100kHz),传递函数TF(f)是常数值的第一近似。
因此,在下面的描述中,传递函数TF(t)将被认为是独立于时间“t”或频率“f”的参数,例如标量TF。然而,对于给定的磁场传感器,或更确切地对于给定的磁场传感器位置,标量TF的值保持依赖于关于雷电在飞机上的“进入点-离开点”的场景。
图2示出根据本发明一个实施例的用于评价飞机经历的雷击的严重性的机载系统。机载系统安装在飞机100内部并且根据此处示出的实施例包括四个设备200、201、202、203。把设备安装在飞机100的内部便于其安装和维护。这四个设备包括磁场传感器,每个磁场传感器被安装在飞机100的舷窗上。两个设备200、201被安装在机翼的前部,另两个设备202、203被安装在机翼后面。这些设备被放置在舷窗附近以便使得容易地把每个设备的磁场传感器放置在舷窗上。优选地,在飞机100的前部中,设备200、201被放置在竖直地位于与飞机100的机翼的前沿一致的舷窗处,或至少接近这样的竖直对准。类似地,在飞机100的后部中,设备202、203优选地被放置为竖直地位于与飞机100的机翼的后沿一致,或至少接近这样的竖直对准。对于包括对称平面的飞机100,对称平面是包括纵轴线X的竖直平面,这些设备优选地被放置为关于该对称面成对地对称。设备200和202的位置,以及设备201和203的位置因此关于飞机100的对称平面对称。用于评价飞机经历的雷击的严重性的系统的四个设备的这种优选布置使得在与包括大量传感器的系统(即图1所示的系统)类似的性能和有限系统成本之间获得最好的折衷。特别地,四个设备的该布置并不具有在ILDAS2项目中设想的两设备方案的缺点,即这个四个设备被布置在这些优选位置中的这种方案覆盖与“雷电进入点-雷电离开点”有关的几乎所有场景。
图2所示的系统包括四个设备:三个设备是“从”设备以及一个设备是“主”设备。因为主设备旨在与飞机100的位于前部的机载电子元件接口连接,所以优选的是该主设备是设备200或设备201,以便减小所需的线缆长度。这四个设备例如经由以太网连接。在以下说明书中,设备200是主设备,而设备201、202和203是“从”设备。任何其他分布也是可能的。
图3示意性地示出根据本发明一个实施例的作为称作从设备的设备300的示例性硬件结构。图3因此示出图2的设备201、202和203的硬件结构。
设备300,对应于从设备,包括通过通信总线320连接的:处理器或CPU(中央处理单元)301;RAM(随机存取存储器)302;ROM(只读存储器)303;内部存储模块STCK 304;网络模块NET 305;以及磁场传感器310。存储模块STCK304可以是HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器),或者外部存储介质的读取器,如SD(数字安全)卡读取器。CPU处理器301可以把数据记录到RAM302,到ROM303,或者到存储模块STCK304。CPU处理器301可以类似地读取RAM302、ROM303、或者存储模块STCK304上存储的数据。这些数据可以对应于配置参数,由磁场传感器310生成的数据,或者对应于信息,例如经由网络模块NET305在消息中接收的信息。网络模块NET305通常是与以太网技术兼容的网络模块。磁场传感器310类似于在ILDAS1和ILDAS2项目中开发的磁场传感器,并且包括要被放置在飞机100的舷窗上的天线。处理器301能够执行加载到RAM302或ROM303中的指令,例如从存储模块STCK304或经由网络模块NET305从通信网络加载。当从设备300接通时,处理器301能够从RAM302、ROM303、或者存储模块STCK304读取指令,并且能够执行所述指令。这些指令形成计算机程序,从而使尤其是参照图5在下面描述的方法和步骤中的全部或一些由处理器301实施。因此,下面描述的方法和步骤中的全部或一些可通过用可编程机器执行一组指令来以软件形式实现,可编程机器如DSP(数字信号处理器)或微控制器。下面描述的方法和步骤中的全部或一些还可以通过机器或专用组件来以硬件形式实现,机器或专用组件如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
图4示意性地示出根据本发明一个实施例的作为称作主设备的设备400的示例性硬件结构。图4因此示出图2的设备200的硬件结构。
设备400,对应于主设备,包括通过通信总线420连接的:处理器或CPU(中央处理单元)401;RAM(随机存取存储器)402;ROM(只读存储器)403;内部存储模块STCK404;网络模块NET 405;磁场传感器410;以及接口模块INT 406。存储模块STCK404可以是HDD(硬盘驱动器)或SSD(固态驱动器),或者外部存储介质的读取器,如SD(数字安全)卡读取器。CPU处理器401可以把数据记录到RAM402,到ROM404,或者到存储模块STCK404。CPU处理器401可以类似地读取RAM402、ROM403、或者存储模块STCK404上存储的数据。这些数据可以对应于配置参数,由磁场传感器410生成的数据,或者对应于信息,例如经由网络模块NET405在消息中接收的信息。网络模块NET405通常是与以太网技术兼容的网络模块。磁场传感器410类似于在ILDAS1和ILDAS2项目中开发的磁场传感器,并且包括要被放置在飞机100的舷窗上的天线。接口模块406允许主设备400与飞机100的航空电子系统互连。接口模块406可以符合“ARINC 429”(航空无线电设备公司)标准或“CAN”(控制器区域网络)标准(在ISO标准11898中定义)。处理器401能够执行加载到RAM402或ROM403中的指令,例如从存储模块STCK404或经由网络模块NET405从通信网络加载。当主设备400接通时,处理器401能够从RAM402、ROM403、或者存储模块STCK404读取指令,并且能够执行所述指令。这些指令形成计算机程序,从而使尤其是参照图6在下面描述的方法和步骤中的全部或一些由处理器401实现。因此,下面描述的方法和步骤中的全部或一些可通过用可编程机器执行一组指令来以软件形式实现,可编程机器如DSP(数字信号处理器)或微控制器。下面描述的方法和步骤中的全部或一些还可以通过机器或专用组件来以硬件形式实现,机器或专用组件如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。
换句话说,主设备400是包括不同或补充元件的从设备300。因此,主设备400的处理器401可以比从设备300的处理器301更强大,或者具有比从设备300的存储模块STCK 304更大容量的存储模块STCK 404。而且,主设备400包括接口模块406以便允许它与飞机100的航空电子系统互连。主设备400可以因此被认为是具有补充功能的从设备300,补充功能是处理器的处理能力,存储器容量,存储容量,或与飞机100的航空电子系统互连的能力。
图5示意性地示出根据本发明一个实施例的由作为称作从设备的设备300实施的示例性方法。该方法例如由如图2所示的设备201、202或203实施。在从设备400的未示出的初始化阶段之后,从设备300开始连续记录由磁场传感器310生成的信号或数据的步骤。该信号因此代表由磁场传感器310测得的磁场“H(t)”。该信号被连续记录,例如在RAM302中或在存储模块STCK304中。通过连续记录或循环记录,要理解的是从设备300把信号记录到RAM302或存储模块STCK304的预定空间中并且当该空间被填充时记录在开始处重新开始,因此擦除与先前记录的信号对应的数据并且将其替换为新数据。连续记录例如允许在存储器中持久地保存信号的预定持续时间“T”,预定持续时间“T”称作“缓存”持续时间,例如为1秒(T=1秒),对应于在刚过去的最后的预定持续时间期间的信号。从设备300进行的记录被加上时间戳,该时间戳与连续记录相关联。在可能的情况下,四个设备200、201、202以及203实施用于使时间戳同步的方法,主设备200可能充当参考时钟。
在步骤505中,从设备300确定雷电已经击中飞机100。更确切地,在步骤505中,从设备300检测到与来自磁场传感器310的信号的值或预定变化对应的力矩“Td”。该力矩例如对应于由磁场传感器310测得的磁场的绝对值超过预定阈值的情况下的力矩。
在步骤510,从设备300保存一些连续记录,并且根据事先确定的力矩Td来这样做。目的是获得包括在力矩Td之前的一部分记录和在力矩Td之后的一部分记录的连续记录的一部分。为了这样做,在确定力矩Td之后,从设备300继续连续记录达另一预定持续时间“D”(D<T)。在持续时间D结束时,从设备300把缓存持续时间T保存到存储器中,例如通过把RAM302中记录的缓存复制到存储模块304。因此,从设备300保存与力矩Td后的持续时间“D”和力矩Td的持续时间“T-D”对应的记录。根据发明的实施例,从设备300选择这个保存的记录的全部或一部分。有利地选择记录的整体同时使用于连续记录所需的存储器量最小化以便降低从设备300的成本。作为对比,如果确定或检测雷电的步骤505要求大量的处理时间,则增加其中存储连续记录的存储器的尺寸使得能够在时间上回溯并且选择记录的较早部分。
每个从设备201、202和203旨在把在步骤510中进行的记录传送到主设备200,以便主设备对由各个磁场传感器生成的信号进行处理使得主设备可以最好地评价飞机经历的雷击的严重性尤其是由雷击引起的损害。然而,为了降低主设备200的负荷并且减少从每个从设备到主设备200的数据传送,每个从设备201、202和203可以执行可选的验证步骤515以便确定在步骤510中进行的记录是否必须被传送给主设备200。
在可选步骤515中,从设备300确定在步骤510中记录的磁场的峰值水平,即,最大值。如果该峰值水平低于预定阈值“Hmin”,则记录被删除并且从设备300返回到步骤500。如果峰值水平高于预定阈值,则在步骤520中,从设备向主设备400传送整体记录或记录的选定部分,取决于发明的实施例。根据实施例,记录的一部分被从设备300选择以便仅保留记录的预定部分,例如记录的以磁场的峰值为中心的那部分。换句话说,从设备300向主设备400发送消息,该消息包括连续记录的全部或选定部分。与该记录相关联的时间戳被保留。
一旦记录已被传送到主设备200,从设备300就返回步骤500。
换句话说,从设备300连续地记录由磁场传感器测量的磁场,并且向主设备200传送与在检测到雷电击中时记录的磁场相对应的记录的全部或选定部分。
图6示意性地示出根据本发明一个实施例的由作为称作主设备的设备200、400实施的示例性方法。下面描述的方法作为图5中描述的方法的步骤(除了步骤520,除非确信主设备400向自己传送连续记录的选定部分)的附加或者与之并行地由主设备200、400执行。换句话说,主设备200、400与从设备等同地执行图5中示出的步骤。关于捕获与在雷电击中期间由磁场传感器410对磁场的测量相对应的记录的步骤,主设备200、400就像从设备一样工作。
在步骤600中,主设备400等待消息从从设备300(如从设备201、202或203)到达。
在步骤605中,主设备400接收来自从设备201、202或203中的一个从设备的包括由所述从设备进行的连续记录的全部或选定部分的消息,并且把连续记录的全部或选定部分记录在RAM402或存储模块STCK404中,在可能的情况下与所述从设备的标识符相关联地记录。对于主设备400来说该步骤605还对应于由同一主设备400执行的步骤520。换句话说,当主设备400已经选择从磁场传感器410获得的连续记录的全部或一部分时,主设备400在步骤605中把该记录的全部或一部分记录在RAM402或存储模块STCK404中。
在步骤610中,主设备400根据每个记录的时间戳来同步接收到的各个记录以便验证接收到的各个记录对应于同一事件,即由飞机接收到的同一雷电击中。根据实施例,该同步步骤610仅在存在最小数量的记录的情况下由主设备400执行,最小数量的记录或者从从设备接收,或者从主设备400的磁场传感器410获得。优选地,步骤610仅在四个记录的情况下执行,即,在三个从设备201、202和203中的每个从设备已经发送与由飞机接收的给定雷电击中对应的连续记录的全部或选定部分,同时主设备400也已经记录与给定的雷电击中相对应的记录的全部或选定部分时。主设备400可以考虑具有紧密分隔时间戳的所接收的记录对应于同一雷电击中以便允许所接收的记录之间的可能时间偏移。
在步骤615中,主设备400确定关于由飞机接收的雷电击中的场景。场景是说雷电在飞机上的“进入点-离开点”。在飞机100上各种进入点(或离开点)是可能的,最常见的有:
-飞机的机头,
-飞机的机尾,
-飞机的右机翼端部,以及
-飞机的左机翼端部。
因此考虑四个可能的进入点或离开点允许区分十六(16)个可能场景。为了区分这些不同场景,主设备400识别针对每个所接收的记录测量的磁场的符号(或极性)。因此主设备400在预定矩阵中发现与所接收的记录(包括由主设备400进行的记录)的极性的所识别出的组合相对应的场景,该预定矩阵例如记录在存储模块STCK404中。
在步骤620中,主设备400发现与四个设备200、201、202和203中的每个设备相关联的标量TF。具体地,对于每个设备200、201、202和203,标量TF的值与每个所识别出的场景相关联。换句话说,关于雷电对飞机100的“进入点-离开点”的场景的识别允许主设备400找到用于每个设备200、201、202和203的标量TF。针对每类飞机预先确定场景的矩阵(取决于由每个设备200、201、202和203测量的磁场的极性)以及用于每个场景的与每个设备相关联的标量TF。因此需要校准阶段来把系统安装到新类型的飞机中。根据测得的磁场和与场景/设备相关联的标量TF,主设备400可以针对每个设备200、201、202和203确定由雷电击中所注入的电流的评价。主设备400可以根据所确定的注入电流的四个值来确定平均注入电流以及标准差。主设备400还确定与在观察持续时间期间注入的平均电流的值的平方的积分相对应的作用积分(action integral),该观察持续时间即持续时间T(或者记录的选定部分的持续时间)。该作用积分因此与飞机接收的雷电击中的能量成比例。
在步骤625中,主设备400根据收集的数据进行评价飞机100接收的雷电击中,收集的数据即:
-与磁场的各测量相对应的记录(完整的或部分),
-所识别出的场景,
-平均注入电流,
-标准差,
-作用积分。
根据这些数据,并且在针对每个类型的飞机100执行校准阶段之后,主设备400可以从中推导三个选择:
(a)雷电击中对飞机引起的高概率的损坏,
(b)雷电击中对飞机引起的低概率的损坏,
(c)不确定。
“高“概率和”低”概率准则可以在系统的校准阶段中根据实验结果针对给定类型的飞机确定。
在步骤630中,主设备400确定对于飞机经历的雷电击中的严重性的评价而言,必须向飞机100的航空电子系统传送什么决定。
根据一个优选实施例,主设备400在步骤635中传送请求在雷电击中之后针对选择(a)和(c)检查飞机的指令,选择(a)和(c)即在主设备400已经确定(a)损害很可能有或者(c)不确定的情况下。
向飞机100的航空电子系统的传送是通过接口模块INT 406实现的,接口模块INT406符合由该航空电子系统使用的标准,例如ANIRC429或CAN标准。
在任何情况下,关于是否检查飞机的最终决定都是由飞机100的机长作出。本文中描述的系统旨在帮助机长在雷电击中的严重性意味着损害很可能时作出是否请求检查飞机的决定。
Claims (9)
1.一种用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统,被配置为要安装在飞机的内部,该机载系统包括:
主设备,和,
至少一个从设备,每个从设备包括处理器、存储器和放置在飞机的舷窗上的磁场传感器并且被配置为:
连续记录由磁场传感器测量的磁场,
通过根据测量的磁场来检测与雷电击中对应的力矩,确定雷电是否击中飞机,
根据检测的与雷电击中对应的力矩来选择连续记录的一部分,和
仅把该连续记录的选定部分传送给主设备,
该主设备被配置为:
从每个从设备接收所测量的磁场的连续记录的一部分,
根据一个或更多个所接收的记录部分来识别关于由飞机接收的雷电击中的场景,
针对每个从设备找到与所识别的场景相关联的预定传递函数,每个预定传递函数允许根据测量的磁场来确定由于雷电击中而注入到飞机中的电流,和
根据所接收的记录和注入的电流来确定由飞机经历的雷电击中的严重性的评价。
2.按照权利要求1所述的机载系统,其中,主设备包括放置在飞机的舷窗上的磁场传感器并且被配置为集成从设备的功能。
3.按照权利要求2所述的机载系统,其中,该机载系统位于具有对称平面的飞机上,该机载系统包括一个主设备和三个从设备,这些设备关于对称平面对称地成对放置,一对设备的磁场传感器被安装在飞机的机翼前面的舷窗上,另一对设备的磁场传感器被安装在飞机的机翼后面的舷窗上。
4.按照权利要求3所述的机载系统,其中,飞机具有机翼,四个设备的磁场传感器被安装在竖直地位于与机翼的前沿一致的一对舷窗上和安装在竖直地位于与机翼的后沿一致的一对舷窗上,每对舷窗中的舷窗被放置为关于对称平面对称。
5.按照权利要求1至4中的一项所述的机载系统,其中,该主设备还适于把评价由飞机经历的雷电击中的严重性的结果传送到飞机的航空电子系统。
6.一种从设备,该从设备被配置为要被包括在用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的机载系统中,该机载系统包括至少一个主设备,该从设备包括:
处理器、存储器和放置在飞机的舷窗上的磁场传感器,并且该从设备被配置为:
连续记录由磁场传感器测量的磁场,
通过根据测量的磁场来检测与雷电击中对应的力矩,确定雷电是否击中飞机,
根据检测的力矩来选择连续记录的一部分,和
把该连续记录的选定部分传送给主设备。
7.一种用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的方法,该方法由安装在飞机的内部的主设备执行,并且该主设备连接到至少一个从设备,每个从设备包括处理器、存储器和磁场传感器,该方法包括以下步骤:
从每个从设备仅接收与由从设备的磁场传感器测量的磁场相对应的记录的对应于雷电击中的一部分,
根据一个或更多个所接收的记录部分来识别关于由飞机接收的雷电击中的场景,
针对每个从设备找到与所识别的场景相关联的预定传递函数,每个预定传递函数允许根据测量的磁场来确定由于雷电击中而注入到飞机中的电流,和
根据所接收的记录部分和估计的注入的电流来确定由飞机经历的雷电击中的严重性的评价。
8.根据权利要求7所述的方法,包括把评价的结果传送到飞机的航空电子系统的随后步骤。
9.一种其上存储有计算机程序的计算机可读存储介质,其中该计算机程序包括指令,所述指令用于在所述计算机程序被处理器执行时使用该处理器实施如权利要求7或8所述的用于评价由飞机经历的雷电击中的严重性的方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1654549 | 2016-05-20 | ||
FR1654549A FR3051442B1 (fr) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Systeme embarque d'evaluation de la severite d'un foudroiement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107402328A CN107402328A (zh) | 2017-11-28 |
CN107402328B true CN107402328B (zh) | 2021-05-07 |
Family
ID=56787549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710350515.8A Active CN107402328B (zh) | 2016-05-20 | 2017-05-18 | 用于评价雷击严重性的机载系统 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10365311B2 (zh) |
CN (1) | CN107402328B (zh) |
FR (1) | FR3051442B1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3104300B1 (fr) * | 2019-12-05 | 2021-11-26 | Zodiac Aero Electric | Dispositif de prévention de risques de perturbations atmosphériques pour un aéronef en vol et au sol |
WO2023147061A1 (en) * | 2022-01-28 | 2023-08-03 | X Development Llc | Electromagnetic surveys with power transmission lines |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215294B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-04-10 | Ernest Wilson Coleman | Storm warning method and apparatus |
CN101602408A (zh) * | 2008-03-20 | 2009-12-16 | 波音公司 | 雷击检测 |
CN102087322A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-06-08 | 北京航空航天大学 | 一种动态飞机雷电效应测试装置 |
CN102099249A (zh) * | 2008-06-17 | 2011-06-15 | 空中客车营运有限公司 | 由雷暴对飞行器放电产生的雷电电流的引流系统 |
CN202171614U (zh) * | 2011-07-25 | 2012-03-21 | 中国西电电气股份有限公司 | 飞机闪电分区缩比模型试验出入点统计和电流测量用装置 |
CN102763007A (zh) * | 2009-11-27 | 2012-10-31 | 吉欧泰科航空物探有限公司 | 带有减噪效果的用于航空地球物理探测的接收器线圈组件 |
CN103293397A (zh) * | 2013-05-03 | 2013-09-11 | 北京航空航天大学 | 一种生成飞行器初始雷击附着点的方法 |
CN103323709A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-25 | 上海无线电设备研究所 | 一种低电平整机雷电间接效应扫频测量系统 |
JP2013195321A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Mitsubishi Aircraft Corp | 雷撃評価システム |
CN105372516A (zh) * | 2014-08-14 | 2016-03-02 | 空中客车营运有限公司 | 用于评估接头处的电流威胁影响的方法、装置及设备 |
CN105539867A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4672305A (en) * | 1983-07-22 | 1987-06-09 | Ernco Industries, Inc. | Storm warning method and apparatus |
US6560538B2 (en) * | 1998-06-15 | 2003-05-06 | Avidyne Corporation | Displaying lightning strikes |
US7714743B1 (en) * | 2007-09-14 | 2010-05-11 | Rockwell Collins, Inc. | Aircraft lightning strike detector |
US8264215B1 (en) * | 2009-12-10 | 2012-09-11 | The Boeing Company | Onboard electrical current sensing system |
US9567104B2 (en) * | 2011-04-12 | 2017-02-14 | The Boeing Company | Utilization of aircraft bondline embedded current sensors in the determination of a lightning damage index |
US20150293264A1 (en) * | 2012-11-15 | 2015-10-15 | Tohoku Electric Power Co., Inc. | Lightning-strike electric charge estimation system and method |
JP6309200B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2018-04-11 | 三菱重工業株式会社 | 雷電流計測装置及び雷電流計測方法 |
-
2016
- 2016-05-20 FR FR1654549A patent/FR3051442B1/fr active Active
-
2017
- 2017-05-17 US US15/597,233 patent/US10365311B2/en active Active
- 2017-05-18 CN CN201710350515.8A patent/CN107402328B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6215294B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-04-10 | Ernest Wilson Coleman | Storm warning method and apparatus |
CN101602408A (zh) * | 2008-03-20 | 2009-12-16 | 波音公司 | 雷击检测 |
CN102099249A (zh) * | 2008-06-17 | 2011-06-15 | 空中客车营运有限公司 | 由雷暴对飞行器放电产生的雷电电流的引流系统 |
CN102763007A (zh) * | 2009-11-27 | 2012-10-31 | 吉欧泰科航空物探有限公司 | 带有减噪效果的用于航空地球物理探测的接收器线圈组件 |
CN102087322A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-06-08 | 北京航空航天大学 | 一种动态飞机雷电效应测试装置 |
CN202171614U (zh) * | 2011-07-25 | 2012-03-21 | 中国西电电气股份有限公司 | 飞机闪电分区缩比模型试验出入点统计和电流测量用装置 |
JP2013195321A (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-30 | Mitsubishi Aircraft Corp | 雷撃評価システム |
CN103293397A (zh) * | 2013-05-03 | 2013-09-11 | 北京航空航天大学 | 一种生成飞行器初始雷击附着点的方法 |
CN103323709A (zh) * | 2013-06-04 | 2013-09-25 | 上海无线电设备研究所 | 一种低电平整机雷电间接效应扫频测量系统 |
CN105372516A (zh) * | 2014-08-14 | 2016-03-02 | 空中客车营运有限公司 | 用于评估接头处的电流威胁影响的方法、装置及设备 |
CN105539867A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-05-04 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 基于统一处理平台的通用飞机机载电子系统 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DEVELOPING AN IN-FLIGHT LIGHTNING STRIKE DAMAGE ASSESSMENT SYSTEM;s.alestra;《international conference on lightning and static electricity 2007》;20070831;第1-12页 * |
s.alestra.DEVELOPING AN IN-FLIGHT LIGHTNING STRIKE DAMAGE ASSESSMENT SYSTEM.《international conference on lightning and static electricity 2007》.2007, * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107402328A (zh) | 2017-11-28 |
FR3051442A1 (fr) | 2017-11-24 |
US20170336453A1 (en) | 2017-11-23 |
FR3051442B1 (fr) | 2021-07-16 |
US10365311B2 (en) | 2019-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104508624B (zh) | 在飞行器飞行期间请求和检索飞行器数据的方法和系统 | |
US20140043481A1 (en) | Strike Detection Using Video Images | |
CN109976374B (zh) | 无人机异常坠地的检测方法、装置、设备以及存储介质 | |
CN107402328B (zh) | 用于评价雷击严重性的机载系统 | |
US20100010708A1 (en) | Methods of Identifying Flight Profiles in Aircraft Maintenance Operations | |
CN111498113B (zh) | 抛放式飞行记录器系统和控制方法 | |
CN105824249A (zh) | 一种飞行器参数显示结果测试方法及测试系统 | |
US11757858B2 (en) | Analog waveform monitoring for real-time device authentication | |
CN113419517B (zh) | 航空器防控系统的测试方法、装置、存储介质及计算设备 | |
CN111295335B (zh) | 分布式飞行器记录器系统、方法和装置 | |
US11656328B2 (en) | Validating object detection hardware and algorithms | |
CN109495289A (zh) | 接收数据的电子设备和方法、通信系统和计算机存储介质 | |
CN106790328B (zh) | 机载分布式采集系统 | |
US10861259B2 (en) | Method for testing the integrity of the avionics of an aircraft, associated device and computer program product | |
KR101963889B1 (ko) | 비행 제어 성능을 측정하는 측정 장치 및 방법, 그리고 이를 이용하는 시스템 | |
KR20140141019A (ko) | 항공기의 무장 안전 분리 확인 방법 | |
CN110531664A (zh) | 一种飞翼无人机飞行控制执行机构的故障监测系统及方法 | |
Strelnitsky et al. | Data processing optimization in the aerospace surveillance system network | |
KR20200052792A (ko) | 계측 데이터 관리 시스템 | |
CN106355677B (zh) | 一种免维护航空记录器及状态检测方法 | |
US20210146940A1 (en) | Method and system for synchronizing at least two sensor systems | |
CN108733071A (zh) | 用于将飞行参数从引领飞行器传输至闯入飞行器的方法 | |
KR102172974B1 (ko) | 레이더를 이용한 무인 비행체 식별 장치 및 그 방법 | |
EP3456637B1 (en) | Systems and methods for detecting impacts to vehicle surfaces | |
CN107533095A (zh) | 用于定位飞行中的飞行器上的静电释放的方法和组合件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |