CN114619806A - 用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法 - Google Patents

用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114619806A
CN114619806A CN202111274920.9A CN202111274920A CN114619806A CN 114619806 A CN114619806 A CN 114619806A CN 202111274920 A CN202111274920 A CN 202111274920A CN 114619806 A CN114619806 A CN 114619806A
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
measured
pressure
tire pressure
tire
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.)
Pending
Application number
CN202111274920.9A
Other languages
English (en)
Inventor
阿南德·蓬塔姆贝卡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus SAS
Original Assignee
Airbus SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus SAS filed Critical Airbus SAS
Publication of CN114619806A publication Critical patent/CN114619806A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0474—Measurement control, e.g. setting measurement rate or calibrating of sensors; Further processing of measured values, e.g. filtering, compensating or slope monitoring
    • B60C23/0476—Temperature compensation of measured pressure values
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0486—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre comprising additional sensors in the wheel or tyre mounted monitoring device, e.g. movement sensors, microphones or earth magnetic field sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433—Radio signals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0422—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver characterised by the type of signal transmission means
    • B60C23/0433—Radio signals
    • B60C23/0435—Vehicle body mounted circuits, e.g. transceiver or antenna fixed to central console, door, roof, mirror or fender
    • B60C23/0444—Antenna structures, control or arrangements thereof, e.g. for directional antennas, diversity antenna, antenna multiplexing or antennas integrated in fenders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0474—Measurement control, e.g. setting measurement rate or calibrating of sensors; Further processing of measured values, e.g. filtering, compensating or slope monitoring
    • B60C23/0477—Evaluating waveform of pressure readings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
    • B60C23/0479—Communicating with external units being not part of the vehicle, e.g. tools for diagnostic, mobile phones, electronic keys or service stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/34—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface  wheeled type, e.g. multi-wheeled bogies
    • B64C25/36—Arrangements or adaptations of wheels, tyres or axles in general
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C2200/00—Tyres specially adapted for particular applications
    • B60C2200/02—Tyres specially adapted for particular applications for aircrafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
    • B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
    • B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
    • B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

公开了一种设备，该设备配置成确定飞行器轮胎在参考温度下的压力。该设备包括处理系统，该处理系统配置成：获得测量所得轮胎压力和与测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及通过使用预定的温度特性、测量所得温度的平方根和参考温度的平方根调整测量所得轮胎压力来确定参考温度下的轮胎压力。该预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。还公开了一种确定飞行器轮胎在参考温度下的压力的方法以及一种飞行器维护系统。

Description

用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法
技术领域
本发明涉及确定飞行器轮胎的轮胎气体压力。
背景技术
轮胎充气压力的监测是飞行器维护的重要部分。充气过度或充气不足的轮胎更有可能在起飞和/或着陆期间爆裂，并且轮胎爆裂可能对周围的飞行器结构造成严重损坏。因此，强制定期对商用飞行器进行轮胎压力检查。
轮胎压力检查的当前方法包括手动方法(使用压力计来手动地测量每个单独的轮胎)和自动方法(询问附接至每个机轮的压力传感器以测量相关的轮胎压力)。
为了给出可靠的结果，应在轮胎中的气体处于环境温度时测量轮胎压力。如果轮胎高于环境温度，这将使测量所得压力增大，使得可能无法正确识别需要维护的轮胎。如果在“较热”或高于环境温度时测量轮胎压力，则高于环境温度的额外气体温度将意味着压力更高，使得不会检测到充气不足。轮胎中的气体可能需要很长时间才能达到环境温度，因为它会受到附近制动系统部件、例如制动盘的加热，即使飞行器静止，制动系统部件也会在冷却时辐射热。这也可能影响在接较近热部件时进行手动测量的安全性。因此，空中客车在进行轮胎压力测量之前需要在飞行器静止的情况下等待至少三个小时。
该三个小时的要求会强加显著的操作限制、尤其在周转时间很短的情况下，因此进行轮胎压力测量的机会可能会受到限制。例如，只有当飞行器在夜间未使用并且已静止了所需的时间量时才有可能。一些在长途航线上运行的飞行器可能在夜间飞行，并且通常周转时间小于三个小时，因此很难计划所需的三个小时等待。
固定至飞行器机轮的自动压力感测装置可以包括温度传感器，但温度传感器并不直接测量气体温度。固定在机轮上的性质意味着虽然压力是直接感测的，但温度是通过感测装置内的温度传感器间接测量的。温度传感器间接联接到轮胎中的气体，因此不能假设测量所得的温度与轮胎中的气体温度相同。
希望改进飞行器轮胎维护和/或压力测量。
发明内容
根据第一方面，提供了一种设备，该设备配置成确定飞行器轮胎在参考温度下的压力。该设备包括处理系统，该处理系统配置成：获得测量所得轮胎压力和与测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及通过使用预定的温度特性、测量所得温度的平方根和参考温度的平方根调整测量所得轮胎压力来确定参考温度下的轮胎压力。该预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
自动压力感测装置允许以以前不可用的方式收集关于飞行器轮胎性质的数据。可以在飞行器日常运行中的许多不同时刻自动收集数据。从这些数据中可以深入了解到，在对轮胎气体压力和相关温度进行测量时，例如通过固定至机轮上的轮胎监测装置进行测量，压力与测量所得温度的平方根大体上呈线性趋势，使得可以将单一的压力测量值修正为期望的参考压力。梯度可以预先确定，然后用于将压力测量值修正到期望的温度。这种与温度的平方根的关系不可预期，并且表明测量所得温度与压力之间存在更复杂的关系。需要单一测量值，根据该测量可以确定参考温度下的轮胎压力，而不必等待三个小时。除了操作益处，这也允许比每三天一次更频繁地确定稳态压力，从而带来了安全益处。
使用这种设备，测量所得压力可以转化成在参考温度下表达的压力，而不需要等待三个小时来使气体压力和温度稳定下来，以及使机轮和制动部件冷却。可以使用任何合适的参考温度，例如15℃、20℃等，对可以使用的参考温度的数量没有限制。
设备可以采取几种形式，包括：航空电子系统、飞行器中的飞行计算机或驾驶舱系统；维护系统或服务器；以及手持装置，例如手持计算装置。
可选地，处理系统配置成将轮胎压力与阈值进行比较；以及基于该比较提供警报。这样的比较和警报可以提高安全性，并且在需要采取行动时及时对轮胎进行维护，例如再充气。阈值可以是再充气阈值，指示压力低于该阈值的轮胎应再充气。阈值也可以是更换阈值，指示压力低于该阈值的轮胎应被替换。在一些示例中，阈值取决于机轮位置，例如，前起落架的阈值与主起落架的阈值相比可能不同，这些不同的阈值反映了这些位置之间不同的推荐充气压力。警报可以是视觉、听觉或触觉警报和/或组合。例如，可以在飞行器驾驶舱和/或维护设备的显示器上提供视觉警告。
可选地，测量所得轮胎压力和测量所得温度对应于飞行周期中温度大致最低的时刻。这允许很好地确定参考温度下的压力，因为系统中任何热量的影响均得以减少。例如，测量所得轮胎压力和测量所得温度可以对应于接近触地的时间点，例如在距触地5分钟、3分钟或1分钟内。在这一时刻，飞行的冷却效果最大化(尤其是高温处的低温)。所使用的数据可以是触地之后较短时间内的数据，也可以是触地之前较短时间内的数据，因为触地后，着陆(例如轮胎屈曲、摩擦和制动)的热量转移到轮胎中的气体的时间有限。在包括集成到飞行器控制和数据系统中的轮胎监测系统的飞行器上，该数据可以从飞行器状态监测系统(Aircraft Condition Monitoring System，ACMS)报告中获得，该报告从触地开始收集数据。其他系统可以被触发以收集触地时刻的数据，例如，在与机轮或起落架相关的加速度计数据指示触地时存在的力的情况下。
可选地，预定的温度特性从在飞行器的飞行周期中的同一时刻的测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去数据中得出。例如，预定的温度特性可以从过去试飞的真实数据得出，例如触地时刻的过去数据。预定的温度特性也可以随时间更新，因为收集到来自触地的更多的数据来计算预定的温度特性。
从中得出预定的温度特性的过去数据可以专用于特定轮胎类型、特定轮胎型号和机轮(例如机轮位置)中的一者或更多者。轮胎类型可以是轮胎制造商、轮胎型号、轮胎等级和轮胎结构中的一者或更多者。其他示例可以附加地或替代性地使用关于下述方面中的一者或更多者的飞行器的过去数据：特定的地理区域(例如，在特定的国家或地区的触地)、特定的飞行器操作者、特定的维护供应商、特定的飞行器制造商和特定的飞行器型号。这可以使得反映操作和使用的差异的温度特性更加准确。随着自动轮胎监测系统变得更常见，可以从正常操作中相对快速地收集到所需的过去数据。
一些示例可以包括学习或校准时段，在此期间收集足够的数据以允许确定可靠的预定温度特性。例如，已经发现，可以从具有少至100个读数的数据集中观察到明显的相关性。100个读数可能需要不到一个月的时间从每天进行几次飞行的短途飞行器上获得。在某些情况下，该特性可以专用于特定飞行器，并且可以从该飞行器上的使用中记录的数据中得出。
除了使用来自作业飞行的过去数据来得出该特性外，该特性也可以从试飞数据中得出。这样的试飞数据可以形成初始数据集以计算预定的温度特性，并且随后使用来自作业飞行的数据进行补充或完善。
可选地，处理系统可以配置成：使用参考温度下的轮胎压力和预定的时间特性来确定用于未来预定时间段的未来轮胎压力，其中，预定的时间特性包括用于未来预定时间的梯度和偏移。未来时间段可以是，例如，1天、2天、3天、4天、5天或10天。这使得能够预测未来充气压力，这可以辅助进行维护计划。
可选地，预定的时间特性从测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去测量数据得出。例如，可以使用隔开期望的时间段但在其间未进行再充气的测量数据对得出时间特性。因此，对于时间段为1天的情况，可以使用隔开大约1天或24小时的数据对。
可选地，处理系统进一步配置成确定未来轮胎压力低于阈值并提供警报。这可以是与上述相同的阈值(例如再充气阈值或更换阈值)。一些示例可以使用不同的阈值，例如，阈值可以被调整为更高以反映估计时的不确定性。
根据第二方面，提供了一种确定飞行器轮胎在参考温度下的压力的方法。该方法包括：获得测量所得轮胎压力和与测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及通过使用预定的温度特性、测量所得温度的平方根和参考温度的平方根调整测量所得轮胎压力来确定参考温度下的轮胎压力，其中，预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
根据第三方面，提供了一种飞行器维护系统，包括：通信接口，该通信接口用于获得测量所得轮胎压力和与测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及处理器。该处理器配置成使用预定的温度特性、测量所得温度的平方根和参考温度的平方根基于测量所得轮胎压力来确定参考温度下的轮胎压力。该预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
将理解的是，第一方面特征中的任何特征同样可以应用于第二方面和第三方面。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式描述本发明的实施方式，在附图中：
图1示出了可以实践各实施方式的飞行器的示意图。
图2示出了包括轮胎压力传感器的飞行器驾驶舱信息系统的示意图。
图3示出了与轮胎压力传感器进行交互的手持装置的示意图。
图4示出了与轮胎压力传感器进行交互的维护系统。
图5A示出了在大约500次飞行中对同一飞行器轮胎在触地时测量所得的压力数据集。
图5B示出了使用本文描述的方法被调整为在相同的测量所得温度的平方根下表达的图5A的压力数据集。
图6是测量所得压力关于测量所得压力的平方根的散点图，其示出了轮胎再充气之前和之后的大约100次飞行的两个总体。
图7是示出了初始调整后的压力关于以psi表示的24小时内压力变化的飞行数据的散点图。
图8是示出不同时间段后轮胎压力高于特定压力的概率的图。
图9是根据一实施方式的方法的流程图。
具体实施方式
图1描绘了可以实施本发明的实施方式的飞行器。飞行器100包括带有轮胎102的前起落架和带有轮胎104的主起落架。在飞行器的使用和操作期间，轮胎102、104保持充气到正确的压力很重要。不正确充气的轮胎可能意外爆裂，导致潜在的安全问题。如下文将详细解释的，本发明的实施方式接收关于测量所得轮胎压力的数据并计算在参考温度下和/或未来表达的当前压力。一旦确定了参考温度下的轮胎压力，就可以将其与可接受的限度和阈值进行比较，并根据需要计划维护行动，例如再充气。图1描绘了具有单通道的飞行器，在这种情况下为空中客车A350。将理解的是，本发明可以应用于任何飞行器。
每个轮胎102、104均设置有轮胎监测装置。轮胎监测装置在不同时间记录压力和相关温度。例如，轮胎监测装置可以以定期的间隔或者在限定的特定事件、例如触地时生成并保存数据。
飞行器100还可以包括除轮胎监测装置外的其他系统，这些系统提供传感器数据。虽然该传感器数据中大部分用于飞行控制目的，但一些数据也可用于确定稳态轮胎压力，例如用于测量飞行器载荷的传感器数据。来自飞行器上所有传感器的数据可以聚合到单一的数据系统中，该数据系统可以以定期间隔时间或在特定事件发生时提供传感器状态报告。替代性地或另外地，轮胎中的传感器可以与其他飞行器系统分开地进行询问。现在将参照图2至图4来描述能够接收传感器数据并使用该传感器数据来确定轮胎压力的系统的更多细节。
图2描述了飞行器轮胎监测系统200。该系统包括驾驶舱系统202，驾驶舱系统202包括处理器204、通信接口206和存储器208。处理器204可以是任何合适的处理器，包括单核处理器或多核处理器、处理系统等。存储器208是固态驱动器或硬盘，它既可以存储由处理器204执行的计算机程序指令，也可以存储从整个飞行器的传感器系统接收的数据。通信接口206是有线通信接口，经由数据网络连接至整个飞行器的传感器。驾驶舱系统202还与位于驾驶舱的显示器210连接。经由显示器210，驾驶舱系统202可以显示信息和/或警告。
通信接口206接收来自位于整个飞行器上的传感器的数据。这包括轮胎监测装置212和其他传感器，例如载荷传感器214。为了清楚起见，仅描述了单个轮胎监测装置212和载荷传感器214。将理解的是，这些项目可能多于一个，例如，飞行器的每个轮胎通常将具有相关的轮胎监测装置212。
轮胎监测装置212包括温度传感器216和气体压力传感器218。气体压力传感器218配置成测量轮胎内的气体压力。温度传感器216不与轮胎内的气体直接接触，因此测量指示气体温度的温度，而不是实际气体温度。轮胎气体压力与气体温度成比例，但由于气体温度没有被直接测量，因此难以将测量所得气体压力转换为已知参考温度下的压力。这使得难以将测量所得压力与用于安全操作的预期的参考压力进行比较。因此，目前规定飞行器必须停放三个小时以允许轮胎、机轮和制动系统达到稳态，从而减少着陆时的热量影响。如下文将更详细解释的，本发明的实施方式应用了新颖技术来分析来自轮胎压力传感器的数据，使得可以确定参考温度下预期(likely)的轮胎压力，而不必等待三个小时。
驾驶舱系统202可以经由通信接口206直接从传感器获得信息，和/或从存储器208检索历史数据。然后，处理器204可以处理这些数据以确定参考温度下的轮胎压力。一旦知晓该参考温度下的轮胎压力，就可以与安全阈值进行比较，如果已经超过阈值，就可以经由显示器210提供警告。
驾驶舱系统202可以根据所确定的参考温度下的压力提供各种警告或指示。例如，一旦轮胎气体压力下降到推荐充气压力的95％以下，则可以推荐对轮胎进行再充气。如果轮胎气体压力已经下降到推荐充气压力的90％以下，则可以指示更换轮胎。这样，驾驶舱信息系统可以指示可能影响飞行员安全的紧急维护要求。
在某些情况下，驾驶舱系统也可以分析历史趋势。例如，可以确定参考温度下的轮胎压力随时间的变化率。使用本文所述的方法，可以确定稳态压力，而不必等待三个小时，因此有可能在每个飞行周期内确定稳态压力。如果压力趋势表明压力在未来将低于阈值中的一个阈值，则可以经由显示器给出信息、警告或警报。例如，轮胎压力趋势可能表明，尽管当前测量所得轮胎压力是可接受的，但它将在两天内下降到95％以下，因此应在接下来两天内对轮胎再充气。
在图2的系统200中，使用驾驶舱系统202进行处理和发出警告。这对于向飞行员提供警告是方便的，但是对于维护人员则不太方便。例如，维护人员不太可能在驾驶舱内接收显示器上的信息或警告。在图3的实施方式中，手持装置302取代了驾驶舱系统202。手持装置302可以是便携式计算装置，例如智能手机、平板电脑或膝上型计算机，并且包括通信接口304——在这种情况下为具有天线312的无线通信接口，以及带有存储器308的处理器306，其方式与驾驶舱信息系统202类似。然而，由于该手持装置更加便携，它可以被携带到需要维护的地方。手持装置不是永久地连接至飞行器内的传感器系统。手持装置可以通过直接对传感器本身进行查询来获得传感器数据，例如直接对轮胎监测装置进行查询，轮胎监测装置本身存储有历史测量数据。替代性地或另外地，手持装置也可以对驾驶舱系统202进行查询来接收传感器数据。
一旦手持装置接收到数据，手持装置则可以以与上述驾驶舱系统202大致相同的方式处理数据。例如，手持装置可以在手持装置的显示器310上提供警告。
驾驶舱系统202和手持装置302两者均在飞行器附近操作。在图4的实施方式中，远程维护系统402、在这种情况下为远程维护服务器、取代了驾驶舱系统202。维护服务器402并未位于飞行器附近，而是远离飞行器。与驾驶舱系统类似，维护服务器402包括处理系统404、通信接口406和存储器408。维护系统402经由通信接口406接收传感器数据，例如，当进行飞行器维护时，数据可以经由互联网412从飞行器上传，也可能通过经由图3的实施方式的手持装置302转送而接收传感器数据。维护系统402也可以从飞行器接收数据，例如，无线数据遥测连接。这样的遥测连接可以以定期间隔发送传感器数据，无论是否进行维护。
维护服务器402可以以各种方式提供警报和指示。例如，信息可以经由网页或电子邮件系统提供给服务中心的操作员。维护服务器402也可以使用接收到的传感器数据以基于传感器数据计划维护行动，例如轮胎再充气或更换。
现在将描述在不必等待至少三个小时以使轮胎气体冷却的情况下确定参考温度下的轮胎气体压力的方法。在飞行周期中，轮胎气体的最冷时刻一般刚好在触地之前。这提供了用于分析轮胎压力的良好时刻，因为机轮系统(包括轮胎和制动器)在冷却时一般更接近于稳态，所以温度数据更紧密接近于飞行周期中该时刻的轮胎气体温度。从大量试飞中收集到的数据已经显示出在触地前后时刻轮胎气体压力与温度的平方根之间的相关性。
图5A示出了在大约500次飞行中针对同一飞行器轮胎在触地时测得的一组压力数据。轮胎在飞行300次左右进行再充气。可以看出，该数据显示出明显的变化，尽管再充气由于基线压力的总体转变而可以清楚地看到。图5B示出了被调整为在相同的测量所得温度的平方根下表达的同一组压力数据。每个压力测量值均与温度测量值T相关联。为了调整数据，取温度的平方根
Figure BDA0003329117910000081
(以℃表示)并确定总体均值(在这种情况下，温度的均方根约为6.5)。使用线性回归来确定测量所得温度的平方根与测量所得压力之间的梯度。然后，通过使用该梯度调整测量所得压力直到平方根温度与均方根温度相匹配，将该梯度用于将每个测量所得压力归一化为在温度的均方根下表达。(用于归一化的另一基线可以以同样的方式使用。)如从图5A和图5B的比较中可以看出的，这种技术显著减小了数据的变化。
然后，对轮胎再充气附近的数据子集进行分析，取紧接在再充气之前和之后的100个样本。在图6中可以清楚地看出再充气的影响，图6示出了测量所得压力值。有两个数据群，一个数据群的压力普遍较高(再充气之后)，另一个数据群的压力普遍较低(再充气之前)。两组数据均具有类似的梯度，从而表示梯度在轮胎再充气后得以维持，因此该梯度对调整轮胎压力具有普遍适用性。
使用这些结果，提出了一种将测量所得轮胎气体压力修正为在参考温度下表达的新方法。对在飞行周期中的同一飞行时刻的测量所得轮胎压力和温度的历史数据进行分析，以确定趋势线的梯度，a，例如通过使用线性回归。然后使用以下关系式可以将测量所得压力归一化为在参考温度下表达：
Figure BDA0003329117910000091
其中，Pref是在参考温度Tref下表达的压力，单位为℃或K；a为趋势线的梯度，例如通过线性回归计算得出；Pm为测量所得压力；Tm为相关的测量所得温度，单位为℃。该关系式可以用于使用在触地时或接近触地时、例如在30秒、1分钟或2分钟内获得的数据对在参考温度下的测量所得轮胎压力进行比较。没有必要在测量压力之前等待三个小时，无论在机场的周转时间有多短，均可以获得该压力。
在轮胎气体压力如何随时间变化的历史数据中观察到存在类似关系，由此对历史数据的分析给出预定的趋势，该预定的趋势可以用于从当前测量值预测未来预期轮胎气体压力。为了计算该趋势，首先识别出相隔期望的未来时段的历史数据对。例如，可以识别相隔24小时、相隔48小时等的触地次数。目前的预测方法已被证明可以提前至10天起作用，但随着未来时段变长，预测的准确性会下降。
用上面讨论的方法(使用梯度和温度的平方根)将每个数据对归一化成参考温度，并且计算出两个数据点之间的压力差。然后绘制随着初始调整后的压力(即，这对数据中的、归一化成参考压力的最早的压力)变化的该压力差。根据这个数据，使用线性回归来确定梯度为b并且截距为c的趋势线。该趋势线然后可以用于根据以下关系式预测随时间而变化的始自于调整后的压力测量值Padj的压力的变化：
ΔP＝bPadj+c
ΔP为所预测的在该时间段内的轮胎气体压力的变化，b为来自历史数据分析的趋势线的梯度，并且c为截距。
图7中示出了初始调整后的压力关于24小时内压力变化的散点图。对于相隔不同时间段的数据对，可以获得类似的图。根据该数据，使用线性回归拟合出一条线，并且记录梯度b(斜率)和截距c。在温度以℃表示的情况下，截距适用。在下面的表1中给出结果。可以看出，每个时间段适用有不同的斜率和截距，因此梯度和截距专用于所讨论的时间段。
时间段(小时) 梯度(b) 截距(a)
24 -0.47 97.95
48 -0.51 107.50
72 -0.56 117.62
96 -0.59 124.78
120 -0.62 130.88
144 -0.63 133.66
168 -0.65 136.42
192 -0.66 138.64
216 -0.66 138.64
240 -0.66 140.04
表1-用于预测未来轮胎压力的梯度和截距
为了验证该方法的准确性，将该关系应用于测量所得数据，该关系从该测量所得数据得出，并且计算出所预测的压力变化与实际压力变化之间的误差。然后确定该误差的标准偏差。在下表中示出结果：
时间段(小时) 调整后的轮胎压力变化的误差的标准偏差(psi)
24 5.80
48 6.03
72 6.17
96 6.33
120 6.37
144 6.43
168 6.46
192 6.45
216 6.51
240 6.51
表2-所预测的轮胎压力中误差的标准偏差
随着时间段变长，误差的标准偏差增加，但这仍然是有用的预测值。
在另一实施方式中，可以根据调整后的压力对的数据集估计出在某一时刻处压力超过特定阈值的概率。例如，如果轮胎压力被测量为调整后的压力为227psi，而再充气的阈值为206psi，则该数据可以用于计算压力高于206psi的概率。识别出始自于调整后的压力为227psi的数据对，并且计算出该时间段内压力为206psi的概率。可以在图8中看出示出这种概率的示例图。
图8示出，对于调整后的轮胎压力为227psi的测量值，轮胎压力在24小时内将至少为206psi的概率为0.9948，并且在240小时内将至少为206psi的概率为0.9824。这些概率可以告知维护决策。例如，可以设置概率阈值以指示何时可能需要对轮胎进行再充气，从而可以计划对轮胎进行再充气的维护。
图9描述了根据一实施方式的方法，该方法可以由一设备实现，例如上述的驾驶舱系统、手持装置和远程维护服务器。首先，在框902处，获得测量所得轮胎气体压力和温度。如上所述，这些值优选地来自触地前后的时刻。数据可能已经可用，例如由驾驶舱系统存储在存储器中，或者可能响应于来自传感器本身的查询而接收到数据。在某些情况下，信息可以在检测到触地时自动发送。现有的传感器数据和/或传感器报告可能是合适的，例如来自飞行器状态监测系统(ACMS)、飞行操作和维护交换机(Flight Operations andMaintenance Exchanger，FOMAX)或客户支持测试工具(Customer Support Test Tool，CSTT)的那些传感器数据和/或传感器报告。这些系统可以以任何合适的方式提供传感器数据，例如经由到维护装置的直接连接，或者经由到远程服务器的远程连接，例如到远程服务器的移动数据连接。在任何情况下，获得测量所得数据，并存储测量所得数据以准备进行处理。
接下来，在框904处，获得温度特性。如上所述，温度特性是预定的，使得可以调整测量所得温度并将其以共同的平方根温度表达出，进而以允许与其他数据进行比较。接下来，在步骤906处，使用温度特性调整测量所得轮胎气体压力。
可选地(图9中未描述)，可以基于调整后的轮胎气体压力采取行动。例如，如果调整后的压力低于预定阈值、例如理想压力的95％，则可以提供警告或警报，指示应当进行轮胎再充气。也可以使用其他阈值。例如，为理想压力的90％的阈值可以以所提供的适当的警告或警报来指示轮胎应当被更换。
在框908处，获得时间特性。该时间特性可以针对单一的未来时段，例如提前24小时，或针对多个时段。在使用多个时段的情况下，将获得多个时间特性。在框910处，使用如以上参照图7讨论的时间特性来估计未来轮胎压力。根据所预测的未来轮胎压力的值，可以提供警告或警报。
尽管以特定的顺序讨论图9的各个框，将理解的是，其他实施方式可以使用不同的顺序。例如，时间特性可以与温度特性同时获得，或在温度特性之前获得。其他实施方式可以省略步骤908和步骤910，并且简单地计算调整后的轮胎气体压力。
图9的方法的另外的实施方式可以附加地或替代性地按照以上参照图8讨论的方法计算在未来轮胎气体压力低于阈值的概率。然后，该概率可能导致提供警报或指示，例如，在轮胎达到阈值的概率低于可接受的风险水平的情况下。
在图9的一些实施方式中，可以获得历史数据以及当前数据，并且每次都可以确定温度特性和/或时间特性。这将比使用预定的版本需要更多的计算能力和数据传输，但可以更准确地反映每个单独的机轮系统(包括轮胎和制动器)的具体特性。例如，轮胎可能以下述方式被固定：使其压力以与飞行器轮胎中的其他轮胎不同的速率下降。
如上所述，本文所述的实施方式提供了用于比较测量所得轮胎压力的替代性参考系统。与其寻求基于测量时的相关温度来调整测量所得气体温度，不如基于相关温度的平方根来进行调整。在一些示例中，相关温度为制动器温度。类似地，用作用于轮胎维护决策的阈值的参考压力可以在预定的制动器温度的平方根而不是气体温度下表达。已经发现，当根据计算出的趋势线将值调整为在相同的制动器温度的平方根下表达时，该系统表现出较低的测量值变化。从这种方法中还可以获得其他的优点。例如，参考平方根温度可以被选择为用于计算趋势线的数据的平均值。这意味着，在数据总体中，对温度进行最小的调整，从而提高准确性。相比之下，现有的方法依赖于接近周围环境的温度，以方便测量。
应当注意的是，除非另有明确说明，否则本文中所使用的术语“或”应当被解释为表示“和/或”。
以上实施方式应理解为本发明的说明性示例。应当理解的是，关于任何一个实施方式所描述的任何特征可以被单独使用、或者与描述的其他特征结合使用，并且也可以与实施方式中的任何其他实施方式或者实施方式中的任何其他实施方式的任何组合的一个或更多个特征结合使用。此外，在不脱离本发明的于所附权利要求书中限定的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和改型。

Claims (17)

1.一种设备，所述设备配置成确定飞行器轮胎在参考温度下的压力，所述设备包括处理系统，所述处理系统配置成：
获得测量所得轮胎压力和与所述测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及
通过使用预定的温度特性、所述测量所得温度的平方根和所述参考温度的平方根调整所述测量所得轮胎压力来确定所述参考温度下的轮胎压力，其中，所述预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理系统配置成：
将所述轮胎压力与阈值进行比较；以及
基于所述比较提供警报。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述测量所得轮胎压力和所述测量所得温度对应于飞行周期中温度大致最低的时刻。
4.根据权利要求1、2或3所述的设备，其中，所述预定的特性从测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去数据中得出。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述预定的特性专用于飞行器、轮胎类型和机轮中的一者或更多者。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的设备，其中，所述处理系统配置成：
使用所述参考温度下的所述轮胎压力和预定的时间特性来确定未来预定时间段的未来轮胎压力，其中，所述预定的时间特性包括用于所述未来预定时间的梯度和偏移。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述预定的时间特性从测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去测量数据得出。
8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述处理系统进一步配置成确定所述未来轮胎压力低于阈值并提供警报。
9.一种确定飞行器轮胎在参考温度下的压力的方法，所述方法包括：
获得测量所得轮胎压力和与所述测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及
通过使用预定的温度特性、所述测量所得温度的平方根和所述参考温度的平方根调整所述测量所得轮胎压力来确定所述参考温度下的轮胎压力，其中，所述预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
10.根据权利要求9所述的方法，包括基于确定所述参考温度下的所述轮胎压力低于阈值而提供警报。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述测量所得轮胎压力和所述测量所得温度对应于飞行周期中的温度大致最低的时刻。
12.根据权利要求9、10或11所述的方法，其中，所述预定的特性从测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去数据中得出。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的方法，其中，所述预定的特性专用于飞行器、轮胎类型和机轮中的一者或更多者。
14.根据权利要求9至13中的任一项所述的方法，包括：
使用所述参考温度下的所述轮胎压力和预定的时间特性来确定未来预定时间段的未来轮胎压力，其中，所述预定的时间特性包括未来所述预定时间的梯度和偏移。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述预定的时间特性从测量所得轮胎压力和测量所得温度的过去测量数据得出。
16.根据权利要求14或15所述的方法，包括在确定所述未来轮胎压力低于阈值时提供警报。
17.一种飞行器维护系统，包括：
通信接口，所述通信接口用于获得测量所得轮胎压力和与所述测量所得轮胎压力相关的测量所得温度；以及
处理器，所述处理器配置成使用预定的温度特性、所述测量所得温度的平方根和所述参考温度的平方根基于所述测量所得轮胎压力来确定所述参考温度下的轮胎压力；
其中，所述预定的温度特性是温度的平方根与轮胎压力之间的关系的梯度。
CN202111274920.9A 2020-12-10 2021-10-29 用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法 Pending CN114619806A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN202041053843 2020-12-10
IN202041053843 2020-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114619806A true CN114619806A (zh) 2022-06-14

Family

ID=78332538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111274920.9A Pending CN114619806A (zh) 2020-12-10 2021-10-29 用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11667162B2 (zh)
EP (1) EP4011651B1 (zh)
CN (1) CN114619806A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2600460A (en) * 2020-10-30 2022-05-04 Airbus Operations Ltd Aircraft system and method
GB2601783A (en) * 2020-12-10 2022-06-15 Airbus Operations Ltd Apparatus and method for determining aircraft tire pressure

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144361B4 (de) * 2001-09-10 2005-09-29 Siemens Ag Verfahren und System zum Detektieren eines Druckabfalls in einem Reifen
JP4059037B2 (ja) 2002-08-28 2008-03-12 トヨタ自動車株式会社 タイヤ保護装置
US8599044B2 (en) 2010-08-11 2013-12-03 The Boeing Company System and method to assess and report a health of a tire
DE102013219849A1 (de) * 2013-10-01 2015-04-02 Aktiebolaget Skf Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren einer Druckveränderung in einem Reifen
CA2943345C (en) * 2014-03-21 2022-07-19 Eldec Corporation Tire pressure cold check system
US9139090B1 (en) 2014-10-01 2015-09-22 Sung Jung Minute Industry Co., Ltd. Method for judging abnormal loading of vehicles
GB2536497A (en) * 2015-03-20 2016-09-21 Airbus Operations Ltd Method of monitoring the pressure of an aircraft tyre
GB2536496A (en) 2015-03-20 2016-09-21 Airbus Operations Ltd Method of checking the pressure of an aircraft tyre
GB2540414A (en) 2015-07-16 2017-01-18 Airbus Operations Ltd Tyre pressure sensor device
JP6715066B2 (ja) * 2016-04-19 2020-07-01 株式会社ブリヂストン 航空機用タイヤの管理方法及び航空機用タイヤの管理装置
US11655053B2 (en) * 2017-10-27 2023-05-23 Compagnie Generale Des Etablissements Michelin Method for determining a recommended inflation pressure for an aircraft tire, and associated maintenance methods
GB2569383A (en) 2017-12-18 2019-06-19 Airbus Operations Ltd Tyre monitoring device and method
GB2586213B (en) 2019-07-30 2021-10-06 Airbus Operations Ltd Tyre monitoring
GB2600459A (en) * 2020-10-30 2022-05-04 Airbus Operations Ltd Aircraft system and method
GB2600462A (en) * 2020-10-30 2022-05-04 Airbus Operations Ltd Aircraft system and method
GB2601783A (en) * 2020-12-10 2022-06-15 Airbus Operations Ltd Apparatus and method for determining aircraft tire pressure

Also Published As

Publication number Publication date
US11667162B2 (en) 2023-06-06
US20220185039A1 (en) 2022-06-16
EP4011651A1 (en) 2022-06-15
EP4011651B1 (en) 2024-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11772434B2 (en) Method of monitoring the pressure of an aircraft tire
US11845306B2 (en) Tire pressure sensor device
US9505502B2 (en) Tire pressure monitoring system
US20180208300A1 (en) Fault detection based on brake torque and temperature
CN114619806A (zh) 用于确定飞行器轮胎压力的设备和方法
US20220134812A1 (en) Aircraft system and method
US20220139119A1 (en) Aircraft system and method
EP3991994B1 (en) Method of compressing data
US11845540B2 (en) Apparatus and method for determining aircraft tire pressure
EP3991995B1 (en) Aircraft system and method
GB2603147A (en) Apparatus and method for determining aircraft tire pressure
EP3991999B1 (en) Aircraft system and method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20220614

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication