CN111542442A - 确定飞行器轮胎的推荐充气压力的方法及相关维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定在配备有压力和温度传感器的飞行器轮胎中的预计充气压力的方法。本发明还涉及一种飞行器轮胎的辅助维护方法，以及一种旨在用于辅助维护的便携式电子设备。

Description

确定飞行器轮胎的推荐充气压力的方法及相关维护方法

技术领域

本发明属于航空领域，并且更具体地，属于飞行器轮胎的保养和维护领域。更具体地，本发明涉及飞行器轮胎压力的监测。

背景技术

众所周知，飞行器轮胎的不良充气会引起许多问题。因此，过度充气会由于胎面的不均匀磨损或使胎面对有害的机械变化更敏感而导致胎面退化。相反，充气不足会大大增加轮胎的应力和发热，这会缩短轮胎的使用寿命，甚至会引起安全隐患，例如轮胎爆裂或胎面剥离。

为了克服这种情况，轮胎制造商建议对轮胎的压力进行日常监测。此外，通常规定总是在轮胎较冷时(即轮胎的内部温度基本等于环境温度时)进行该监测。也不建议对较热的轮胎放气。

因此，已知一些文件，其中包括关于飞行器轮胎的冷充气的建议，以及根据轮胎的类型、轮胎的尺寸以及可选地根据飞行器的载荷而施加的设定压力(P_c)。这些文件还指出了根据与P_c的差异的压力维护建议。

实际上，随着空中交通的增加，越来越频繁地发生以下情况：飞行器在着陆和下一次起飞之间没有停留在地面上足够长的时间以在轮胎冷却的时候进行轮胎维护。此外，起飞和降落机场之间的环境温度差异很大，例如，范围从大于50℃到小于-20℃，这可能会使检测操作产生偏差。因此，目前要确保在所有条件下令人满意的飞行器轮胎压力变得越来越复杂。

因此，本发明旨在提供一种克服上述缺点的解决方案。

发明内容

因此，本发明涉及一种用于确定飞行器轮胎的预计充气压力的方法，所述飞行器轮胎包括与轮胎的充气气体接触的压力和温度传感器。该方法包括以下步骤：

-在预备步骤，将在时间t₀测量的轮胎的压力P₀和温度T₀记录在压力和温度传感器的存储器中。优选地还记录了时间t₀。

-在时刻t，测量轮胎的内部空气温度T_m和环境空气温度T_amb，并对这两个值进行比较。优选地，在时间t和t₀之间没有发生压力维持操作。

-如果两个温度相等或基本相等，则以P_{attendue_hom}＝P₀*T_m/T₀的形式确定时刻t时的预计压力P_{attendue_hom}。

-如果两个温度不同，则以P_{attendue_het}＝F(T_m，P₀，T₀和θ)的形式确定时刻t时的预计压力P_{attendue_het}，其中F是线性函数和/或多项式函数，并且θ取决于压力和温度传感器时刻t时在轮胎中的位置。

术语“预计压力”应理解为是指在轮胎完全密封的情况下，对于内部温度T_m，在时刻t时在轮胎中理论上应存在的压力。

因此，根据本发明的方法采用两种不同的定律：

-“同质性”定律，在轮胎处于环境温度，并且因此可以假定整个轮胎的温度均匀的情况下；以及

-“异质性”定律，在轮胎尚未完全冷却至环境温度的情况下。

在第二种情况下，已经发现，轮胎中的冷却不是均匀地进行的，因此为了获得正确的数据，有必要在测量时考虑传感器的位置。这是因为，当轮胎处于冷却阶段时，存在于轮胎中的充气气体的下部的温度低于轮胎的充气气体的上部的温度。为了考虑该差异，于是将取决于传感器位置的参数引入异质性公式中。根据实施方案，该参数θ可以对应于传感器相对于地面的高度，或者对应于传感器的角位置或方位角。这是因为，这两个信息可以确定在前面提到的三个区域中，传感器位于哪个区域。

因此，无论轮胎所处的温度条件如何，根据本发明的方法都可以确定轮胎的预计压力，从而可以在飞行器着陆后立即提供维护操作，而不必等待轮胎完全冷却。

在有利的实施方案中，函数F是线性函数，然后存在P_{attendue_het}(t)＝A(θ)*(T_m(t)-T₀)+P₀，其中，A(θ)＝p₁*θ+p₂，p₁和p₂为预定常数。

在另一个有利的实施方案中，函数F是多项式函数，然后存在

P_{attendue_het}＝A(θ)*(T_m(t)-T₀)²+B(θ)*(T_m-T₀)+P₀

其中A(θ)和B(θ)是预定的多项式函数。

本发明还涉及一种用于检测飞行器轮胎的压力损失的方法，其包括以下步骤：

-使用上述方法确定轮胎的预计压力P_att，

-测量时刻t时的轮胎的内部气压P_m，

-对值P_att和P_m进行比较，以及

·如果P_att＝P_m，则没有检测到压力损失，

·如果P_att>P_m，则确定压力损失率V_p，

·如果V_p小于预定阈值，则检测出压力损失是可接受的，如果V_p大于该预定阈值，则检测出压力损失是不可接受的。

在一个优选的实施方案中，预定阈值表示为百分比，并且例如在每24小时4％和10％之间，优选地在5％/24h的数量级。

在一个优选的实施方案中，如下计算压力损失率：V_p＝(P₀–P_0,eq)/P_c*(t-t₀)，其中P_0,eq是在时刻t₀必须具有的压力，从而使得时刻t时的预计压力等于P_m。

在一个优选的实施方案中，P_0,eq的计算取决于轮胎的热状态(同质或异质)：

-如果热状态是同质的，则计算P_0,eq＝P_m/(T_m/T0+1)，

-如果热状态是异质的，则使用先前在[0012]段中提到的公式来计算P_0,eq。

本发明还涉及一种辅助维护飞行器轮胎的方法，包括以下步骤：

·使用前述方法计算预计压力，

·确定没有维护的情况下的起飞压力P_dec，

·计算起飞压力P_dec与根据轮胎类型、轮胎尺寸以及可选地根据飞行器载荷而施加的设定压力P_c的比率，并根据该比率的值命令维护操作员执行维护操作。

在一个有利的实施方案中，所述辅助维护的方法还包括以下步骤：

-通过使用上述方法检测是否存在压力泄漏，

-如果存在无法接受的压力泄漏，则指示维护操作员需要对装配的组件进行检查，并且不命令进行维护操作。

可替代地，在另一实施方案中，当检测到压力泄漏时，通知维护操作员，但是仍然命令进行维护操作。

在一个有利的实施方案中，如下确定没有维护的情况下的起飞压力P_dec：

-确定起飞时的轮胎温度T_dec，

-然后计算P_dec＝P₀*T_dec/T₀。

根据飞行器在着陆和下一次起飞之间的保持时间来确定起飞温度T_dec。这是因为，如果此保持时间大于3小时，则轮胎将完全冷却，然后将存在T_dec＝T_amb。如果飞行器在这3个小时的时间内再次起飞，则已知T_dec将位于T_m与T_amb之间。

在有利的实施方案中，对操作员执行维护操作的命令包括在包含以下指令的组中：

-如果P_dec/P_c的比率在100％和105％之间，为不执行任何操作的指令，

-如果该比率在95％和100％之间，为对轮胎充气的指令，

-如果该比率大于105％，为对轮胎放气的指令，

-如果该比率小于95％，为检查装配的组件的指令。

在需要对轮胎充气的情况下，则在一个优选的实施方案中对压差的计算进行规定。

优选地，在每次压力维护操作之后更新记录值P₀、T₀和t₀。

有利地，可以使用诸如电话或平板电脑之类的便携式电子设备来实施这种方法，所述设备包括：

-与安装在轮胎上的压力和温度传感器通信的装置，以读取记录在轮胎的存储器中的数据，

-直接确定或通过读取由飞行器上安装的传感器确定的温度来确定环境温度的装置，

-计算装置，其可以执行根据本发明的各种方法中实施的计算，

-图形界面，其能够显示发送给维护操作员的一条或更多条信息，所述信息包括在包含以下项的组中：测量的的压力和/或温度，计算出的压力，关于是否存在可接受的或不可接受的压力损失的指示，以及与要执行的维护操作有关的信息。

在具体实施方案中，该设备包括用于在传感器的存储器中写入的装置。

附图说明

本发明的其他目的和优点在由图1所示的以下优选但非限制性的实施方案的描述中清楚地显示，该实施方案以图形方式呈现了在根据本发明的轮胎的维护方法中采用的各个步骤。

具体实施方式

现在将描述在飞行器上的根据本发明的方法的示例性实施方案，该飞行器设置有轮胎，该轮胎设置有压力和温度传感器，该飞行器从机场1起飞并降落在机场2。在此规定，该示例将不对针对单个轮胎的方法的实施进行描述，而是描述以类似的方式在其他轮胎上实现的实施。

在从机场1起飞之前的时刻t₀，记下轮胎的压力和内部温度。然后将这些值P₀＝13.8巴和T₀＝15℃记录在传感器的存储器中。

当飞行器在T＝t₀+18小时的时刻降落在机场2时，执行以下测量：P_m，T_m和T_amb。在此示例中，P_m＝15.1巴，T_m＝70℃且T_amb＝25℃。压力和温度传感器相对于垂直线成45°角放置。

图中显示的各个步骤将随后应用：

-轮胎的热状态通过比较T_m和T_amb来确定＝>在T_m大于T_amb(“是”分支)的示例中，必须使用异质性定律(loi d'hétérogénéité)。

-然后在步骤2中，通过应用这种异质性定律来计算预计压力，并获得P_{att_het}＝15.41巴。

-然后将预计压力与测量的压力P_m相比较；存在P_{att_het}>P_m。

-当预计压力大于测量的压力(“是”分支)时，计算轮胎中的压力损失率V_p＝2.74％/24h。

-由于压力损失率在公差范围内(在小于5％/24h的情况下)，可以命令进行维护操作。

-为此，根据如上所述的方法，对起飞压力P_dec进行评估计算并计算P_dec/P_c的比率。起飞将在3小时内进行，起飞温度T_dec＝26.4℃。因此确定出起飞压力将为P_dec＝13巴。然后存在P_dec/P_c＝104％的比率，因此不需要采取任何操作。

Claims (11)

1.一种确定具有压力和温度传感器的飞行器轮胎中的预计充气压力的方法，该方法包括以下步骤：

-在预备步骤，将在时间t₀测量的轮胎的压力P₀和温度T₀记录在压力和温度传感器的存储器中，

-在时刻t，测量轮胎的内部空气温度T_m和环境空气温度T_amb，并对这两个值进行比较，

-如果两个温度相等或基本相等，则以P_{attendue_hom}＝P₀*T_m/T₀的形式确定时刻t时的预计压力P_{attendue_hom}，

-如果两个温度不同，则以P_{attendue_het}＝F(T_m，P₀，T₀和θ)的形式确定时刻t时的预计压力P_{attendue_het}，其中F是线性函数和/或多项式函数，并且θ取决于压力和温度传感器时刻t时在轮胎中的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，函数F是线性函数，并且P_{attendue_het}(t)＝A(θ)*(T_m(t)-T₀)+P₀，其中，p₁和p₂是预定常数，并且A(θ)是预定参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，函数F是多项式函数，并且P_{attendue_het}＝A(θ)*(T_m(t)-T₀)²+B(θ)*(T_m-T₀)+P₀，其中，A(θ)和B(θ)是预定的多项式函数。

4.一种检测具有压力和温度传感器的飞行器轮胎中的压力损失的方法，该方法包括以下步骤：

-使用根据权利要求1至3中的任一项所述的方法来确定轮胎的预计压力P_att，

-测量时刻t时的轮胎的内部气压P_m，

-对值P_att和P_m进行比较，

·如果P_att＝P_m，则没有检测到压力损失，

·如果P_att>P_m，则确定压力损失率V_p，

■如果V_p小于预定阈值，则检测出压力损失是可接受的，

■如果V_p大于该预定阈值，则检测出压力损失是不可接受的。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定阈值表示为百分比，并且在每24小时4％和10％之间。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，如下计算压力损失率：V_p＝(P₀–P_0,eq)/P_c*(t-t₀)，其中P_0,eq是时刻t₀时必须具有的压力，从而使得时刻t时的预计压力等于P_m。

7.一种辅助维护具有压力和温度传感器的飞行器轮胎的方法，其包括以下步骤：

-使用根据权利要求1至3中的任一项所述的方法来计算预计压力，

-确定没有维护的情况下的起飞压力P_dec，

-计算起飞压力P_dec与设定压力P_c的比率，并根据该比率的值，命令维护操作员执行维护操作。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，如下确定没有维护的情况下的起飞压力P_dec：

-计算起飞时的轮胎温度T_dec，

-然后计算P_dec＝P₀*T_dec/T₀。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在知道轮胎的设定压力P_c的情况下命令的维护操作包括在包含以下指令的组中：

-如果P_dec/P_c的比率在100％和105％之间，为不执行任何操作的指令，

-如果该比率在95％和100％之间，为对轮胎充气的指令，

-如果该比率大于105％，为对轮胎放气的指令，

-如果该比率小于95％，为检查装配的组件的指令。

10.一种用于辅助维护具有压力和温度传感器的飞行器轮胎的便携式电子设备，该设备包括：

-与安装在轮胎上的压力和温度传感器通信的装置，以读取记录在轮胎的存储器中的数据，

-直接确定或通过读取由飞行器上安装的传感器确定的温度来确定环境温度的装置，

-计算装置，其能够执行根据权利要求1至9中的任一项所述的方法中实施的计算，

-图形界面，其能够显示发送给维护操作员的一条或更多条信息，所述信息包括在包含以下项的组中：测量的压力和/或温度，计算出的压力，关于是否存在可接受的或不可接受的压力损失的指示，以及与要执行的维护操作有关的信息。

11.根据权利要求10所述的设备，其进一步包括用于在传感器的存储器中写入的装置。

Images