CN107560767A - 一种机载结构应力监控设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机载结构应力监控设备，属于航空电子技术领域，特别是应用于飞机结构应力监控设备。本发明通过感知飞机各主要结构部分的应变，通过长期监控其应变变化趋势，分析飞机结构应力变化，为飞机的健康诊断、维护提供依据。
Description
技术领域
本发明属于航空电子技术领域，特别是应用于航空机载电子设备。
背景技术
因结构疲劳造成的飞行事故有很多。虽然飞机在设计、试飞过程都会对飞机结构进行各种强度方面的测试试验，但这些都只是短期的、对飞机结构极限应力的测试。试验并不能完全代表飞机交付后数十年的实际工况。在实际使用中，往往需要对飞机进行复杂的定期检修，维护工作较为繁重，因此，针对飞机的健康诊断显得尤为重要。如何实现机载健康实时诊断系统已经成为现今飞机设计中重要的研究内容，如直升机的健康管理系统、发动机健康管理系统等。
直升机的健康管理系统、发动机健康管理系统涉及到复杂的发动机振动监控判别，目前尚处于研究阶段，还没有形成良好的产品。而通过对机体结构的长期应力监控是一种较为简便而有效的飞机健康监控措施，其主要优势在于结构件是否疲劳有明确的理论判别条件，便于实现。
因此，本发明的目的是实现一种结合飞行状态的基于结构应力趋势判断的机载设备，达到对飞机结构监控、预警的目的。
发明内容
发明目的：实现一种结合飞行状态的基于结构应力趋势判断的机载设备，达到对飞机结构监控、预警的目的。
技术方案：本发明所述机载结构应力监控设备与方法，硬件上采用应变片[1]、应变信号采集模块[2]、应力趋势分析模块[3]和飞行状态采集模块[4]组成，其中应变片布置在飞机主要结构件上。
提供一种机载结构应力监控设备，其特征在于，包括至少一个应变片[1]、应变信号采集模块[2]、应力趋势分析模块[3]和飞行状态采集模块[4]，所述的应变片布置在飞机主要结构件上；
应变片将飞机主要结构件的应变状况反馈给应变信号采集模块[2]，应变信号采集模块[2]获得飞机主要结构件应变状态；飞行状态采集模块[4]同步的采集表征飞机飞行状态的机载传感器的检测信号，例如三轴加速度传感器信号、空速传感器信号、发动机转速传感器信号；应力趋势分析模块[3]接收应变信号采集模块[2]和飞行状态采集模块[4]的输出信息，并将飞机主要结构件应变状态信息与同步的飞行状态信息进行一一对应，形成飞行状态信息-飞机主要结构件的对应关系表。
软件上，由应变信号采集模块[2]中软件实现应变信号的采集控制，由飞行状态采集模块[4]中软件实现飞机其它飞行数据的采集控制，最后由应力趋势分析模块[3]中软件获取所有的应变数据以及飞行数据，根据飞行数据中特定的姿态提取相应的应变数据，保存，并结合存储的历史数据进行趋势判断，当接近设定的阈值时，则输出预警信息。
有益效果：本发明所述的机载结构应力监控设备与方法，通过长期监控飞机的主要结构件应力变化情况，能够提前预警飞机的主要结构件结构疲劳情况，降低事故率，简化维护工作。
附图说明
图1为本发明所述机载结构应力监控设备示意图。
应变片[1]、应变信号采集模块[2]、应力趋势分析模块[3]、飞行状态采集模块[4]
具体实施方式
下面对发明的一种实施例作进一步详细描述，请参阅图1。
提供一种机载结构应力监控设备，其特征在于，包括至少一个应变片[1]、应变信号采集模块[2]、应力趋势分析模块[3]和飞行状态采集模块[4]，所述的应变片布置在飞机主要结构件上；
应变片将飞机主要结构件的应变状况反馈给应变信号采集模块[2]，应变信号采集模块[2]获得飞机主要结构件应变状态；飞行状态采集模块[4]同步的采集表征飞机飞行状态的机载传感器的检测信号，例如三轴加速度传感器信号、空速传感器信号、发动机转速传感器信号；应力趋势分析模块[3]接收应变信号采集模块[2]和飞行状态采集模块[4]的输出信息，并将飞机主要结构件应变状态信息与同步的飞行状态信息进行一一对应，形成飞行状态信息-飞机主要结构件的对应关系表。
具体方法为
首先确定飞机上需要监控的主要结构应力点，典型的如飞机的机翼与机体连接处、起落架连接处等，分析这些部位主要的应力方向，确定应变片的选型以及粘贴方式。
设计应变信号采集模块[2]，根据机上传感器特征，设计飞行状态采集模块[4]，主要采集三轴加速度、空速、发动机转速、高度以及各个舵面角度等飞行数据，便于还原飞机的实际飞行姿态。飞行数据的采样率应当能够反映飞机姿态的真实变化情况，而应变数据的采样率与飞行数据采样率相同且同步采集。
所有采集的数据发送到应力趋势分析模块[3]，由应力趋势分析模块[3]的软件对数据特性进行提炼，如根据飞机设计的理论特性，在垂直加速度与机翼应变有对应的线性关系，那么可以通过计算该系数的方式来分析应力趋势。所有提炼的数据均需要存放在内部存储器中，作为历史数据，进行后续的趋势分析。
分析的结果可以通过状态信息传递到机载显示器、记录设备或直接下载到地面处理设备进行查看。
Claims (2)
1.一种机载结构应力监控设备，其特征在于：包括至少一个应变片[1]、应变信号采集模块[2]、应力趋势分析模块[3]和飞行状态采集模块[4]，所述的应变片布置在飞机主要结构件上；
应变片将飞机主要结构件的应变状况反馈给应变信号采集模块[2]，应变信号采集模块[2]获得飞机主要结构件应变状态；飞行状态采集模块[4]同步的采集表征飞机飞行状态的机载传感器的检测信号；应力趋势分析模块[3]接收应变信号采集模块[2]和飞行状态采集模块[4]的输出信息，并将飞机主要结构件应变状态信息与同步的飞行状态信息进行一一对应，形成飞行状态信息-飞机主要结构件的对应关系表。
2.如权利要求1所述的一种机载结构应力监控设备，其特征在于：例如三轴加速度传感器信号、空速传感器信号、发动机转速传感器信号、飞行高度传感器信号和舵面角度传感器信号。
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| CN201710764648.XA CN107560767A (zh) | 2017-08-30 | 2017-08-30 | 一种机载结构应力监控设备 |
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Publications (1)
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