CN114641607A - 用于连接飞行器发动机的部件的装置及其使用方法 - Google Patents

用于连接飞行器发动机的部件的装置及其使用方法 Download PDF

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伊夫斯·罗兰·克罗什莫尔
阿尔梅里克·皮埃尔·路易斯·加尼尔
T·A·R·J·勒莫
弗兰克·塞尔吉·杰克斯·莱奥特
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Abstract

本发明涉及一种用于连接飞行器发动机的部件的装置。该连接装置包括：连接器，连接器适用于连接第一部件和第二部件以便在这些部件之间建立物理传输链路；和使其能够监测连接状态的构件，特别是借助于在由集成到所述连接器中的组件形成的电路中进行的阻抗测量进行监测。

Description

用于连接飞行器发动机的部件的装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及飞行器发动机部件的组装领域。本发明特别涉及一种用于连接飞行器发动机的部件的装置。本发明还涉及一种所述连接装置的使用方法。
背景技术
现有技术特别是包括文献EP-A1-2003384、EP-A1-2739842和EP-A2-1512901。
最近的预测表明在未来几十年中飞行器数量将增加一倍。这些预测本身是基于客运量增加的预报，客流量的增加导致到2030年乘客数量增加一倍，并且必然意味着流通中的飞行器数量的强劲增长。
为了满足这种增长，飞行器的生产和维护也必须大幅增加。对于飞行器的发动机也是如此。
为了解决在增加生产率方面的问题，正设想的一个解决方案是使用部件“快速”连接系统。目的是在组装线上获得简便性并且节省操作时间。特别地，这种解决方案包括将通常通过螺栓、螺纹或焊接连接在一起的部件替换为更加模块化的连接装置，该更加模块化的连接装置能够实现快速附接。
有利地，快速连接装置使得可以省去对螺纹连接在一起的各部件中固有的拧紧扭矩的监测。事实上，在飞行器中，螺纹连接意味着通过测量拧紧扭矩(例如使用扭矩扳手)来检查附接处的安全限制是否被遵守。
已知的快速联接方法使用例如卡口式连接器或推拉式连接器，上述连接器不需要进行扭矩监测。此外，据说这些系统速度很快，因为这些系统使得能够更快地组装或拆卸部件，因此与常规附接相比，可以缩短组装/拆卸操作的持续时间。
这些联接系统用于例如赛车运动领域，这些连接系统使得能够连接流体管道(例如空气、燃料或油)和电缆。
此外，这些联接系统还在组装/拆卸操作期间提供额外的安全性。事实上，肉眼难以察觉拧松螺纹连接的恶意行为。另一方面，在快速联接系统中，肉眼更容易察觉到对连接器的恶意操作。因此，使用这种系统可以降低因有缺陷的连接而发生IFSD(In Flight ShutDown，空中停车)事件的风险。
然而，即使使用快速联接系统，在组装和/或维护操作期间验证两个部件是否按照标称连接(即，按照连接装置制造商的预期)进行连接也可能非常耗时。
此外，非标称连接因为其作为不正确的组装或维护操作以及恶意行为的结果而更有可能发生。
已知可以对螺纹配件的扭矩进行监测。这种方法依赖于对该扭矩的动态测量以及对该扭矩演化的梯度与预定值的比较来识别联接是否足够。然而，这种方法需要复杂的测量并且不适用于快速连接。
专利申请EP2739842A1描述了一种用于监测锁定构件的方法。在这种情况下，监测适用于电动致动器类型的锁定构件，因此并不涉及用于物理传输链路的部件之间的连接。
发明内容
本发明提供了一种连接装置，该连接装置用于实时监测连接装置中包括的连接器之间的连接状态以及因此监测该连接装置所连接的部件之间的连接状态。换句话说，连接装置包含使其能够实现自我诊断的构件。此外，在一些实施例中，连接装置还可以分析连接状态的时间演化，并且使得实现更好地管理或者甚至能够对与缺陷连接相关联的故障进行预测。
为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于连接飞行器发动机的部件的装置，所述装置包括：第一连接器和第二连接器，所述第一连接器和第二连接器适于连接第一部件和第二部件以在所述第一和第二部件之间建立物理传输链路，所述连接装置的特征在于，所述连接装置还包括：
-发射构件，所述发射构件适于生成确定的物理信号；
-第一传输构件，所述第一传输构件适于在所述第一连接器和第二连接器的确定的至少第一组件、第二组件和第三组件之间传输所述确定的物理信号；
-所述第一组件，所述第一组件包括在所述第一连接器中，所述第一组件具有相对于所述物理信号的确定的第一阻抗；
-所述至少第二组件和第三组件，所述至少第二组件和第三组件包括在所述第二连接器中，所述至少第二组件和第三组件分别具有相对于所述物理信号的确定的第二阻抗和确定的第三阻抗，所述第二阻抗与所述第三阻抗不同；
-至少一个第一连接元件，所述至少一个第一连接元件包括在所述第一连接器中并与所述第一组件相关联，并且所述至少一个第一连接元件适于与至少一个第二连接元件和一个第三连接元件建立连接链路，其中，所述至少一个第二连接元件和一个第三连接元件包括在所述第二连接器中并且分别与所述第二组件和第三组件相关联；
-检测构件，所述检测构件适于测量在所述第一组件、第二组件和第三组件中循环的所述确定的物理信号的至少一个特征代表；
-第二传输构件，所述第二传输构件适于将测量数据从所述检测构件传输至第一处理构件；
-第一处理构件，所述第一处理构件适于从所述检测构件接收测量数据并且基于所述测量数据生成所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表；以及
-显示构件，所述显示构件适于显示所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
根据本发明的所述装置可以包括以下单独或相互组合使用的特征中的一个或多个：
-物理传输链路是流体的传输链路，或者是电信号的传输链路，或者是光信号的传输链路；
-所述确定的物理信号为电信号或光信号；
-确定的物理信号的特征代表包括在阻抗、所述物理信号的强度或者所述物理信号的幅度中；
-所述连接器的所述第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件设置在所述连接器的分开的部分上，使得两个连接元件之间的连接链路的建立取决于所述连接器的相应位置；
-所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表包括在以下信息中：
-没有连接，对应于在所述连接器的所述第一连接元件与第二连接元件或第三连接元件之间没有建立连接链路；
-连接不足(défaut)，对应于在所述第一连接器的所述第一连接元件与所述第二连接器的所述第二连接元件之间建立的连接链路；以及，
-标称连接，对应于在所述第一连接器的所述第一连接元件与所述第二连接器的所述第三连接元件之间建立的连接链路；
-所述显示构件包括在连接器中，或者包括在所述飞行器发动机中，或者包括在从所述飞行器发动机卸载的设备中；
-所述装置还包括：
-第二处理构件，所述第二处理构件适于处理连续获得的所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表，以确定所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化；以及，
-存储器，所述存储器适于存储飞行器发动机各部件之间的连接状态的信息代表。
根据第二方面，本发明还涉及一种根据第一方面的连接装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：
-发射至少一个物理信号；
-在所述发射构件、所述第一连接器的所述第一组件以及当连接链路建立时与所述第二连接器的通过所述第一连接元件和第二连接元件或第三连接元件连接到所述第一组件的组件之间传输所述物理信号；以及
-测量所传输的物理信号的至少一个特征代表；
-根据测量数据，生成所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表；以及，
-显示所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
根据本发明的方法还可以包括以下步骤：
-处理连续获得的所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表，以确定所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化；以及，
-在存储器中存储所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
附图说明
通过阅读以下非限制性示例的描述并参照附图，本发明将被更好地理解，并且本发明的其他细节、特征和优点将变得更清楚，在附图中：
图1是根据本发明的连接装置的实施例的示意图；
图2是根据本发明的连接装置的另一实施例的示意图；
图3是根据本发明的连接装置的又另一实施例的示意图；
图4是根据本发明的方法的实施例的步骤示意图；
图5是根据本发明的方法的另一实施例的步骤示意图。
在不同实施例中具有相同功能的元件在附图中具有相同的附图标记。
具体实施方式
现在将参照图1、图2和图3，对根据本发明的连接装置的实施例进行描述。
连接装置101用于连接飞行器发动机100的两个部件(图中未示出)。特别地，装置101包括第一连接器102和第二连接器103，该第一连接器和第二连接器适于连接第一部件和第二部件以便在这两个部件之间建立物理传输链路。例如，这些连接器分别附接到管道、电缆或光纤上。因此，所说的物理传输链路是指例如用于传输流体的链路、用于传输电信号的链路或用于传输光信号的链路。
此外，两个连接器中的一个可以是公型，另一个是母型，或者两者都是相同类型，只要两个连接器能够建立允许建立物理传输链路的连接。此外，连接器优选地是无螺纹的。换句话说，连接装置是所谓的快速连接装置，其连接器例如是卡口式或推拉式连接器。
特别地，根据本发明的连接装置使得能够对其提供的连接状态进行自我诊断。该能力基于连接装置中包含的一组构件。
发射构件104适于生成确定的物理信号。这种物理信号可以是例如电信号或光信号。传输构件105适于在连接器102和103的组件之间传输讨论中的所述信号。
更具体地，包括在第一连接器102中的第一组件106具有相对于所述物理信号的第一确定阻抗Z106。“相对于所述物理信号”是指取决于由发射构件104发射的信号是电信号还是光信号，该阻抗可以是电的或光学的。
包括在第二连接器103中的第二组件107和第三组件108分别具有相对于所述物理信号的第二阻抗Z107和第三阻抗Z108。第二阻抗Z107与第三阻抗Z108不同。
因此，在所示的示例中，由发射构件104发射的物理信号经由传输构件105在不同组件(即，组件106、107和108)之间循环。此外，本领域技术人员将理解的是，包括在这些连接器中且特别是在第二个连接器中的组件的数量可以大于两个。
包括在第一连接器102中的第一连接元件109与第一组件相关联，并且适于与第二连接元件110和第三连接元件111建立连接链路，其中，所述第二连接元件和第三连接元件自身分别与第二组件和第三组件相关联。换句话说，第一连接元件可以与第二连接元件110、与第三连接元件111建立连接链路，或者与这些连接元件中的任一个都不建立连接链路。以这种方式，所发射的物理信号仅流经第一组件、流经第一组件和第二组件、或者流经第一组件和第三组件，这取决于哪些连接元件实际被连接。
此外，连接器的第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件可以设置在连接器的分开的部分上，使得两个连接元件之间的连接链路的建立取决于所述连接器的相应位置。换句话说，信号在不同的电路中流动(即，具有不同的特性)，这取决于连接器是否或多或少连接良好。因此，在图1所示的示例中，连接元件109、110和111之间的连接链路的建立取决于第一连接器102插入到第二连接器103中。这种情况可以例如对应于“推拉”式连接器的使用。
在另一个示例中，如图3所示，连接器102和103具有圆形横截面，并且两个连接器102和103的相应连接元件设置在这些连接器的分开的径向部分上。以这种方式，连接链路是否建立取决于每个连接器的相对角位置。这种情况可以例如对应于卡口式连接器的使用。
检测构件112适于测量流经第一组件、第二组件和第三组件的确定的物理信号的至少一个特征代表。例如，所述物理信号的特征代表可以是阻抗、物理信号的强度或物理信号的幅度。特别地，该特征根据不同连接元件之间是否建立连接链路并且由此根据信号在其中流动的组件而变化。以这种方式，该特征可以用于确定两个连接器之间的连接状态，并且由此确定马达的两个部件之间的连接状态。
传输构件113适于将测量数据从检测构件传输到处理构件114，处理构件转而又适于接收此类数据并且基于此类数据生成飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。在一个特别的实施例中，第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表可以是：
-没有连接，对应于在连接器的第一连接元件与第二连接元件或第三连接元件之间没有建立连接链路(如图3的左侧所示)；
-连接不足，对应于第一连接器的第一连接元件与第二连接器的第二连接元件之间建立的连接链路(如图3的中间所示)；以及，
-标称连接，对应于第一连接器的第一连接元件与第二连接器的第三连接元件之间建立的连接链路(如图3的右侧所示)。
总的来说，特定连接链路的建立改变了由各种连接组件形成的电路的特性，这影响了检测构件执行的测量，并且反映在处理构件生成的信息代表中。例如，将具有确定值的新阻抗添加到信号在其中循环的电路中会导致检测到的阻抗的修改，这使得能够决定连接的精确状态。
最后，显示构件115、116和117适于显示飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。在图1和图2所示的示例中，显示构件115被包括在连接器102中，显示构件116被包括在飞行器发动机100中(即，不在连接器中)，并且显示构件117被包括在飞行器发动机的外接设备中。
因此，显示构件115使得操作者可以直接在待连接的连接器上检查连接状态。显示构件115可以由例如位于连接器上的简单发光二极管(light-emitting diode，LED)组成，所述发光二极管根据连接状态显示红色、橙色或绿色(即分别对应没有连接、连接不足或标称连接)。
显示构件116使得操作者可以在涡轮机的特定显示器上检查连接状态。此外，由于这些构件并没有集成到任何连接器中，这些构件例如通过使用屏幕或LED盒使得可以实现更完整的显示器。特别地，这种显示构件可以显示多对部件的连接状态，并且由此概括飞行器发动机中所有连接的状态。如果需要的话，这种显示器可以对故障连接链路进行指导并采取纠正措施。在这种实施例中，集成到显示构件中的级联模块集中来自不同连接装置的多个处理单元的信息，以使这些显示构件能够显示所有这些信息。
最后，显示构件117使得可以通过飞行器发动机外部的咨询构件来检查连接状态。例如，可以是智能手机、平板电脑、计算机或增强现实装置(诸如例如眼镜)。
特别地，与显示构件116和117相关联的实施例使得能够对连接装置采用“测试触发”方法。即，是如下方法：与对连接状态进行诊断相关联的操作仅在操作者希望时才被激活而不是在连续的基础上被激活。
此外，在所有上述实施例中，要显示的信息通过合适的传输构件118在所有设备119和显示构件之间传输，该传输构件可以是有线的也可以是无线的。
总的来说，由于该装置，通过对连接器正确锁定的简化验证，组装操作变得更加安全。也有利于对连接链路状态的维护检查或在维护操作之后对连接器的正确重新连接的验证。此外，由于不再需要通过常规且耗时的方式检查所有连接器，而只需对需要检查的连接器(即连接处于非标称状态的连接器)进行操作，因此便于进行维护过程。
至于参照图2描述的连接装置的实施例，除了对连接状态进行监测之外，还旨在使得可以建立预测，以能够预料连接状态的未来演化。
特别地，处理构件201适于处理连续获取的飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。该连续获取的信息用于确定飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化。例如，在特定实施例中，处理构件201包括算法处理模块202和报告模块203，该算法处理模块被配置为确定连接状态的演化趋势(“趋势监测”)，并且该报告模块被配置为根据所确定的趋势确定未来演化的预测。
此外，存储器204用于存储连续获取的飞行器发动机各部件之间的连接状态的信息代表。
通常，在这种实施例中，连接器可以包括具有大于两个的不同阻抗的多个组件。以这种方式，连接装置使得能够更准确地跟踪标称连接状态随时间向非标称连接状态的演化，并且因此更好地预测连接状态的演化以及从标称状态到非标称状态的可能退出。此外，这种类型的预测不仅使得可以考虑重新连接连接器以恢复连接状态的标称状态的纠正行为，而且还可以从连接器磨损的角度来解释获取的信息以优化连接器更换的条件。
最后，在特定实施例中，连接装置可以包括与飞行器的驾驶舱集成的警报装置205，以基于连接状态的信息代表向用户传达警报。
参照图4，我们现在将描述实现根据本发明的连接装置的使用方法的方法。该方法的步骤因此通过参照图1、图2和图3描述的连接装置执行。
步骤401包括：发送(émission)至少一个物理信号，随后在步骤402中，在发射构件、第一连接器的第一组件以及当连接链路建立时与第二连接器的通过第一连接元件和第二连接元件或第三连接元件连接到第一组件的组件之间传输该物理信号。
步骤403包括：测量所传输的物理信号的至少一个特征代表，步骤404包括：根据该测量数据生成飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
最后，步骤405包括：显示飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
在参照图5描述的方法的另一个实施例中，该方法还包括步骤501和步骤502，其中步骤501为对连续获取的飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表进行处理，以确定飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化；步骤502为在存储器中存储飞行器发动机的第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。

Claims (10)

1.一种用于连接飞行器发动机(100)的部件的装置(101)，所述装置包括：第一连接器(102)和第二连接器(103)，所述第一连接器和所述第二连接器适于连接第一部件和第二部件以在所述第一部件和所述第二部件之间建立物理传输链路，所述连接装置的特征在于，所述连接装置还包括：
-发射构件(104)，所述发射构件适于生成确定的物理信号；
-第一传输构件(105)，所述第一传输构件适于在所述第一连接器和第二连接器的确定的至少第一组件、第二组件和第三组件之间传输所述确定的物理信号；
-所述第一组件(106)，所述第一组件包括在所述第一连接器中，所述第一组件具有相对于所述物理信号的确定的第一阻抗；
-至少第二组件(107)和第三组件(108)，所述至少第二组件和第三组件包括在所述第二连接器中，所述至少第二组件和第三组件分别具有相对于所述物理信号的确定的第二阻抗和确定的第三阻抗，所述第二阻抗与所述第三阻抗不同；
-至少一个第一连接元件(109)，所述至少一个第一连接元件包括在所述第一连接器中并与所述第一组件相关联，并且所述至少一个第一连接元件适于与至少一个第二连接元件(110)和一个第三连接元件(111)建立连接链路，其中，所述至少一个第二连接元件和一个第三连接元件包括在所述第二连接器中并且分别与所述第二组件和第三组件相关联；
-检测构件(112)，所述检测构件适于测量在所述第一组件、第二组件和第三组件中循环的所述确定的物理信号的至少一个特征代表；
-第二传输构件(113)，所述第二传输构件适于将测量数据从所述检测构件传输至第一处理构件；
-第一处理构件(114)，所述第一处理构件适于从所述检测构件接收测量数据，并且基于所述测量数据生成所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表；以及
-显示构件(115，116，117)，所述显示构件适于显示所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
2.根据权利要求1所述的连接装置，其中，物理传输链路是流体的传输链路，或者是电信号的传输链路，或者是光信号的传输链路。
3.根据权利要求1或2所述的连接装置，其中，所述确定的物理信号为电信号或光信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的连接装置，其中，确定的物理信号的特征代表包括在阻抗、所述物理信号的强度或者所述物理信号的幅度中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的连接装置，其中，所述连接器的所述第一连接元件、第二连接元件和第三连接元件设置在所述连接器的分开的部分上，使得两个连接元件之间的连接链路的建立取决于所述连接器的相应位置。
6.根据权利要求5所述的连接装置，其中，所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表包括在以下信息中：
-没有连接，对应于在所述连接器的所述第一连接元件与第二连接元件或第三连接元件之间没有建立连接链路；
-连接不足，对应于在所述第一连接器的所述第一连接元件与所述第二连接器的所述第二连接元件之间建立的连接链路；以及，
-标称连接，对应于在所述第一连接器的所述第一连接元件与所述第二连接器的所述第三连接元件之间建立的连接链路。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的连接装置，其中，所述显示构件包括在连接器中，或者包括在所述飞行器发动机中，或者包括在从所述飞行器发动机卸载的设备中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的连接装置，还包括：
-第二处理构件(201)，所述第二处理构件适于处理连续获得的所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表，以确定所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化；以及，
-存储器(204)，所述存储器适于存储飞行器发动机各部件之间的连接状态的信息代表。
9.一种根据权利要求1至8中任一项所述的连接装置的使用方法，所述方法包括以下步骤：
-发射(401)至少一个物理信号；
-在所述发射构件、所述第一连接器的所述第一组件以及当连接链路建立时与所述第二连接器的通过所述第一连接元件和第二连接元件或第三连接元件连接到所述第一组件的组件之间传输(402)所述物理信号；
-测量(403)所传输的物理信号的至少一个特征代表；
-根据测量数据，生成(404)所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表；以及，
-显示(405)所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
10.根据权利要求9所述的使用方法，还包括以下步骤：
-处理(501)连续获得的所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表，以确定所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的时间演化；以及，
-在存储器中存储(502)所述飞行器发动机的所述第一部件和第二部件之间的连接状态的信息代表。
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