DE102016204038A1

DE102016204038A1 - Verfahren und System zur Erkennung von Schäden an Komponenten eines Luftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016204038A1
Application number: DE102016204038.3A
Authority: DE
Inventors: Christian Schaupmann; Jens Kosubek
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-12
Also published as: US10287029B2; DE102016204038B4; US20170259936A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs, das einen unbedruckten ersten Bereich (102) und einen bedruckten zweiten Bereich (104) aufweist, wird mindestens ein theoretischer Druckparameter, der für einen theoretischen Druck (ptheo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen theoretischen Druck (ptheo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine theoretische Druckdifferenz (Δptheo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, ermittelt. Ferner wird mindestens ein Ist-Druckparameter, der für einen Ist-Druck (pist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen Ist-Druck (pist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine Ist-Druckdifferenz (Δpist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, erfasst. Der theoretische Druckparameter wird mit dem Ist-Druckparameter verglichen. Ein eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs (102) verursachender Schadens an einer Komponentedes Luftfahrzeugs wird erkannt, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparamater und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Erkennung von Schäden an Komponenten eines Luftfahrzeugs.
Im Langzeitbetrieb eines Luftfahrzeugs können in Strukturbauteilen des Luftfahrzeugs beispielsweise als Folge von Materialermüdung auftretende Risse sowie Schäden an Komponenten, wie zum Beispiel Verbindungselementen, Kabeldurchführungen oder Dichtungen zu einer Dekompression eines bedruckten Luftfahrzeugbereichs führen. Insbesondere kann es zwischen bedruckten und unbedruckten Luftfahrzeugbereichen zu Druckausgleichsvorgängen kommen. Beispielsweise kann Luft aus einer Passagierkabine, die im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck in der Flughöhe des Luftfahrzeugs erhöhten Druck gehalten wird, in ein Radom oder einen anderen unbedruckten, aber nach außen geschlossenen Bereich des Luftfahrzeugs strömen. Derartige Druckausgleichsvorgänge erhöhen, selbst dann, wenn sie keinen plötzlichen und/oder vollständigen Druckausgleich zwischen einem bedruckten und einem benachbarten unbedruckten Luftfahrzeugbereich zur Folge haben, die auf die Strukturkomponenten in dem unbedruckten Luftfahrzeugbereich wirkenden Lasten. Infolge dessen müssen diese Strukturkomponenten entsprechend lastbeständig ausgelegt werden. Ferner werden, je nach Bedarf, Entlüftungsöffnungen zum Abbau von Überdrücken vorgesehen.
Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, ein Verfahren und ein System anzugeben, die es auf einfache Art und Weise ermöglichen, reparaturbedürftige Schäden an Komponenten eines Luftfahrzeugs, die zu unerwünschten Kompressionsvorgängen in einem unbedruckten Luftfahrzeugbereich führen können, zu erkennen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Bei einem Verfahren zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs, das einen unbedruckten ersten Bereich und einen bedruckten zweiten Bereich aufweist, wird mindestens ein theoretischer Druckparameter ermittelt. Unter einem ”unbedruckten Bereich” eines Luftfahrzeugs wird ein Bereich des Luftfahrzeugs verstanden, der nicht künstlich, d. h. beispielsweise mittels einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs, unter einem von dem Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs abweichenden Druck gehalten wird. Im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs stellt sich in dem unbedruckten Bereich daher ein von der Flughöhe des Luftfahrzeugs abhängiger Druck ein, der im Wesentlichen dem gegenüber dem Atmosphärendruck auf Meeresspiegelhöhe verringerten Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs entspricht. Der unbedruckte erste Bereich des Luftfahrzeugs kann beispielsweise ein unbedruckter Abschnitt eines Frachtraums oder eines Belly Fairings oder ein Radom sein. Im Gegensatz dazu bezeichnet der Begriff ”bedruckter Bereich” einen Bereich des Luftfahrzeugs, in dem, im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs, beispielsweise mithilfe einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs, ein gegenüber dem Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs erhöhter Druck eingestellt werden kann. Der bedruckte zweite Bereich des Luftfahrzeugs kann beispielsweise ein bedruckter Abschnitt eines Frachtraums, ein bedruckter Komponenteneinbauraum, eine Passagierkabine, ein Cockpit oder dergleichen sein.
Der im Rahmen des Verfahrens zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs ermittelte theoretische Druckparameter ist für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch. Der theoretische Druckparameter ist vorzugsweise unter der Annahme eines schadenfreien Luftfahrzeugs gewählt. Das heißt, der theoretische Druckparameter ist vorzugsweise für den theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, den theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder die theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch, der/die sich einstellt, wenn sich die Komponenten des Luftfahrzeugs, die die Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich beeinflussen können, in einem einwandfreien Zustand befinden.
Ferner wird mindestens ein Ist-Druckparameter erfasst, der für einen Ist-Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen Ist-Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist. Bei dem Ist-Druckparameter handelt es sich um eine gemessene Größe, die Aufschluss über den tatsächlichen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich oder dem bedruckten zweiten Bereich oder über die tatsächliche Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich gibt und die durch Schäden an Komponenten des Luftfahrzeugs, die die Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich beeinflussen, beeinflusst wird.
Im nächsten Schritt wird der theoretische Druckparameter mit dem Ist-Druckparameter verglichen. Bei diesem Vergleich können Abweichungen zwischen den theoretischen Druckparameter und dem Ist-Druckparameter festgestellt werden.
Ein eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachender Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, d. h. ein Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, der dazu führt, dass Luft unbeabsichtigt aus dem bedruckten zweiten Bereich in den unbedruckten ersten Bereich abströmt, wird dann erkannt, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparameter und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert ist vorzugsweise so hoch gewählt, dass übliche Schwankungen der Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich, die beispielsweise durch unterschiedliche Betriebs- oder Flugzustände des Luftfahrzeugs, Betriebsschwankungen einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs oder dergleichen verursacht werden, unberücksichtigt bleiben. Gleichzeitig ist der Schwellwert vorzugsweise jedoch niedrig genug gewählt, dass bereits kleinere Schäden, an Komponenten des Luftfahrzeugs, die die Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich beeinflussen, rechtzeitig erkannt werden.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Schäden, wie zum Beispiel Materialermüdungsrisse, an Komponenten des Luftfahrzeugs, die die Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich beeinflussen und eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachen, frühzeitig erkannt und entsprechend repariert werden. Typische Komponenten, deren Integrität mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht werden kann, sind zum Beispiel eine Trennwand zwischen dem ersten unbedruckten Bereich und dem zweiten bedruckten Bereich sowie im Bereich einer solchen Trennwand vorgesehene Verbindungselemente, Kabeldurchführungen oder Dichtungen.
Durch die Früherkennung etwaiger Schäden können die Reparaturkosten im Rahmen gehalten und eine Vergrößerung der Schäden verhindert werden. Darüber hinaus können für die Aufrechterhaltung der gewünschten Druckverhältnisse in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder dem bedruckten zweiten Bereich verantwortliche Komponenten in einem einwandfrei funktionsfähigen Zustand gehalten werden. Folglich können aus einer unerwünschten Kompression des unbedruckten ersten Bereichs resultierende Belastungen der Strukturkomponenten des Luftfahrzeugs verringert und diese Strukturkomponenten folglich leichtgewichtiger dimensioniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden ein erster theoretischer Druckparameter, der für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich oder einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, und ein zweiter theoretischer Druckparameter, der für eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, ermittelt. Ferner können ein erster Ist-Druckparameter, der für einen Ist-Druck in dem unbedruckten ersten Bereich oder einen Ist-Druck in dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, und ein zweiter Ist-Druckparameter, der für eine Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, erfasst werden. Der erste theoretische Druckparameter kann mit dem ersten Ist-Druckparameter verglichen werden. Der zweite theoretische Druckparameter kann dagegen mit dem zweiten Ist-Druckparameter verglichen werden. Ein eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachender Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs wird vorzugsweise dann erkannt, wenn eine Abweichung zwischen dem ersten theoretischen Druckparameter und dem ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder eine Abweichung zwischen dem zweiten theoretischen Druckparameter und dem zweiten Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden parallel ein Absolutdruck in dem unbedruckten ersten Bereich oder dem bedruckten zweiten Bereich und eine Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich zur Erkennung eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachenden Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs genutzt. Durch diese Redundanz ergibt sich eine erhöhte Verfahrenssicherheit. Falls gewünscht, können parallel auch drei Parameter, d. h. ein Absolutdruck in dem unbedruckten ersten Bereich, ein Absolutdruck in dem bedruckten zweiten Bereich und eine Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich durch entsprechende Vergleiche zwischen theoretischen und tatsächlich gemessenen Parameterwerten zur Erkennung eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachenden Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs herangezogen werden.
Der theoretische Druck in dem unbedruckten ersten Bereich wird vorzugsweise auf der Basis einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs ermittelt. Der theoretische Druck in dem bedruckten zweiten Bereich wird dagegen vorzugsweise unter Berücksichtigung einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs auf der Basis von flughöhenabhängigen Musterwerten und/oder auf der Basis eines Betriebszustands einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs ermittelt. Die Flughöhe des Luftfahrzeugs kann durch eine separate Antenne oder ein separates GPS-System ermittelt oder von einem anderen Mess- oder Steuerungssystem des Luftfahrzeugs abgefragt werden. Vorzugsweise arbeitet das Verfahren mit barometrischen Höhendaten. Andere bekannte Einflüsse, wie Fluglage, Strömungseffekte oder Temperatur können ggf. mathematisch korrigiert werden.
Die den jeweiligen Flughöhen zugeordneten theoretischen Drücke in dem unbedruckten ersten Bereich können in einem Speicher, beispielsweise in Form einer Lookup-Tabelle hinterlegt sein. Ferner können in einem Speicher für verschiedene Flughöhen Musterwerte für den theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich hinterlegt sein. Solche Musterwerte können beispielsweise flughöhenabhängige Soll-Kabinendrücke sein. Zusätzlich oder alternativ dazu können Daten, die für den Betriebszustand einer Luftfahrzeugklimaanlage charakteristisch sind, die den bedruckten zweiten Bereich im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs erhöhten Druck hält, für die Ermittlung des theoretischen Drucks in dem bedruckten zweiten Bereich herangezogen werden.
Der Ist-Druck in dem unbedruckten ersten Bereich kann mittels eines in dem unbedruckten ersten Bereich angeordneten ersten Absolutdrucksensors erfasst werden. In ähnlicher Weise kann der Ist-Druck in dem bedruckten zweiten Bereich mittels eines in dem bedruckten zweiten Bereich angeordneten zweiten Absolutdrucksensors erfasst werden. Die Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich wird vorzugsweise mittels eines Differenzdrucksensors erfasst. Dieser Differenzdrucksensor kann beispielsweise im Bereich einer Trennwand zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich angeordnet sein. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, die Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich aus den Messwerten, die von einem in dem unbedruckten ersten Bereich angeordneten ersten Absolutdrucksensor und einem in dem bedruckten zweiten Bereich angeordneten zweiten Absolutdrucksensor erfasst werden, zu errechnen.
Bei den zur Erfassung des Ist-Druckparameters eingesetzten Sensoren kann es sich um Sensoren handeln, die ausschließlich zur Lieferung von Messdaten zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden. Alternativ dazu ist es jedoch auch denkbar, ohnehin in dem Luftfahrzeug eingesetzte Sensoren, beispielsweise Kabinendrucksensoren, die Daten zur Steuerung der Luftfahrzeugklimaanlage bereitstellen, zur Lieferung von Messdaten für das Verfahren zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zu nutzen.
Das Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung mindestens eines im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelten Korrekturparameters. Die Verwendung mindestens eines Korrekturparameters ist insbesondere für die Ermittlung des theoretischen Drucks in dem unbedruckten ersten Bereich und folglich auch die Ermittlung der theoretischen Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich relevant, da der Druck in dem unbedruckten ersten Bereich nicht zwangsläufig genau dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs entspricht.
Beispielsweise können Strömungseffekte, die im Bereich von den unbedruckten ersten Bereich mit der Umgebung des Luftfahrzeugs verbindenden Entlüftungsöffnungen auftreten, für Abweichungen des Drucks in dem unbedruckten ersten Bereich von dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs sorgen. Derartige Abweichungen können im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelt und durch einen geeigneten Korrekturparameter kompensiert werden. Vorzugsweise werden für verschiedene Arten von unbedruckten ersten Bereichen unterschiedliche Korrekturparameter eingesetzt.
Der mindestens eine Korrekturparameter kann ein fester Korrekturwert sein. Alternativ dazu kann der Korrekturwert jedoch auch eine Korrekturfunktion sein, die die Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich in Abhängigkeit der gemessenen Flughöhe und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Luftströmungseffekten, die die Strömungsverhältnisse im Bereich von den unbedruckten ersten Bereich mit der Umgebung des Luftfahrzeugs verbindenden Entlüftungsöffnungen beeinflussen können, korrigiert.
Die bei der Ausführung des Verfahrens zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs von einem Sensor zur Messung des Absolutdrucks in dem unbedruckten ersten Bereich oder einem Differenzdrucksensor gelieferten Messwerte können auch dazu herangezogen werden, die korrekte Funktion der Entlüftungsöffnungen zu überwachen. Beispielsweise kann anhand der von dem Absolutdrucksensor oder dem Differenzdrucksensor gemessenen Werte ermittelt werden, ob sich die aufgrund der vorherrschenden Luftströmungseffekte erwartete Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich tatsächlich einstellt oder nicht. Wenn sich die tatsächliche Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich von der erwarteten Abweichung unterscheidet, kann dies als Hinweis auf eine Fehlfunktion der Entlüftungsöffnungen, beispielsweise eine Verstopfung der Entlüftungsöffnungen durch Eis oder Schmutz verstanden werden.
Ein System zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs, das einen unbedruckten ersten Bereich und einen bedruckten zweiten Bereich aufweist, umfasst eine Ermittlungseinrichtung zum Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist. Ferner umfasst das System eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen mindestens eines Ist-Druckparameters, der für einen Ist-Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen Ist-Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist.
Eine Vergleichseinrichtung des Systems ist dazu eingerichtet, den theoretischen Druckparameter mit dem Ist-Druckparameter zu vergleichen. Schließlich umfasst das System eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachenden Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparameter und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet. Die Ermittlungseinrichtung, die Vergleichseinrichtung und die Erkennungseinrichtung können als separate Einrichtungen ausgeführt oder als Software- oder Hardwarekomponenten in eine übergeordnete Steuereinrichtung integriert sein.
Die Ermittlungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen ersten theoretischen Druckparameter, der für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich oder einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, und einen zweiten theoretischen Druckparameter, der für eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, zu ermitteln. Ferner ist die Erfassungseinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, einen ersten Ist-Druckparameter, der für einen Ist-Druck in dem unbedruckten ersten Bereich oder einen Ist-Druck in dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, und einen zweiten Ist-Druckparameter, der für eine Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, zu erfassen.
Die Vergleichseinrichtung kann dann dazu eingerichtet sein, den ersten theoretischen Druckparameter mit dem ersten Ist-Druckparameter zu vergleichen und den zweiten theoretischen Druckparameter mit dem zweiten Ist-Druckparameter zu vergleichen. Ferner kann die Erkennungseinrichtung dazu eingerichtet sein, einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs zu erkennen, wenn eine Abweichung zwischen dem ersten theoretischen Druckparameter und dem ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder eine Abweichung zwischen dem zweiten theoretischen Druckparameter und dem zweiten Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Die Ermittlungseinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich auf der Basis einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs zu ermitteln. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Ermittlungseinrichtung dazu eingerichtet sein, den theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich unter Berücksichtigung einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs auf der Basis von flughöhenabhängigen Musterwerten und/oder auf der Basis eines Betriebszustands einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs zu ermitteln.
Die Erfassungseinrichtung kann einen in dem unbedruckten ersten Bereich angeordneten ersten Absolutdrucksensor zur Erfassung des Ist-Drucks in dem unbedruckten ersten Bereich und/oder einen in dem bedruckten zweiten Bereich angeordneten zweiten Absolutdrucksensor zur Erfassung des Ist-Drucks in dem bedruckten zweiten Bereich umfassen. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Erfassungseinrichtung mit einem Differenzdrucksensor zur Erfassung der Ist-Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich ausgestattet sein. Der Differenzdrucksensor kann beispielsweise im Bereich einer Trennwand zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich angeordnet sein.
Die Ermittlungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, mindestens einen theoretischen Druckparameter, der für einen theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich, einen theoretischen Druck in dem bedruckten zweiten Bereich oder eine theoretische Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich und dem bedruckten zweiten Bereich charakteristisch ist, unter Berücksichtigung mindestens eines im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelten Korrekturparameters zu ermitteln.
Der mindestens eine Korrekturparameter kann eine Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich korrigieren.
Der mindestens eine Korrekturparameter kann ein fester Korrekturwert oder eine Korrekturfunktion sein, die die Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck in dem unbedruckten ersten Bereich in Abhängigkeit der gemessenen Flughöhe und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Luftströmungseffekten korrigiert.
Ein erfindungsgemäßes Luftfahrzeug, das einen unbedruckten ersten Bereich und einen bedruckten zweiten Bereich aufweist, ist mit einem oben beschriebenen System zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs ausgestattet. Der unbedruckte erste Bereich ist vorzugsweise ein Radom, d. h. ein des Luftfahrzeugs, in dem eine Antenne angeordnet ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, von denen
1 eine erste Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt,
2 eine zweite Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt,
3 eine dritte Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt,
4 eine vierte Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt,
5 eine fünfte Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt und
6 eine sechste Ausführungsform eines Systems zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs zeigt.
In 1 ist ein Teilabschnitt eines Luftfahrzeugs gezeigt, das einen unbedruckten ersten Bereich 102 sowie einen bedruckten zweiten Bereich 104 aufweist. Im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs stellt sich in dem unbedruckten ersten Bereich 102 ein von der Flughöhe des Luftfahrzeugs abhängiger Druck ein, der im Wesentlichen dem gegenüber dem Atmosphärendruck auf Meeresspiegelhöhe verringerten Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs entspricht. In der in den Figuren gezeigten Anordnung ist der unbedruckte erste Bereich 102 in Form eines Radoms ausgebildet, in dem eine Antenne 106 angeordnet ist. Die Antenne 106 ist auf eine Adapterplatte 108 befestigt. Der in Form eines Radoms ausgebildete unbedruckte erste Bereich 102 ist durch eine Außenhaut 110 von der Umgebung des Luftfahrzeugs getrennt. In der Außenhaut 110 ist eine Mehrzahl von Entlüftungsöffnungen 112 ausgebildet, die dazu dienen, eventuelle Überdrücke in dem unbedruckten ersten Bereich 102 abzubauen.
Der unbedruckte erste Bereich 102 ist durch eine Trennwand 114 von dem bedruckten zweiten Bereich 104 getrennt. Durch die Trennwand 114 sind Verbindungselemente 116 und Kabeldurchführungen 118 abdichtend hindurchgeführt. Der unbedruckte erste Bereich 102, der in der in den Figuren gezeigten Anordnung in Form einer Passagierkabine ausgebildet ist, wird im Flugbetrieb des Luftfahrzeugs von einer nicht näher veranschaulichten Klimaanlage unter einem gegenüber dem Umgebungsdruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs erhöhten Druck gehalten.
Im Langzeitbetrieb eines Luftfahrzeugs können in der Trennwand 114, den Verbindungselementen 116, den Kabeldurchführungen 118 und/oder in im Bereich der Trennwand 114 vorgesehenen Dichtungen Risse oder andere Schäden entstehen, zu einer Dekompression des bedruckten zweiten Luftfahrzeugbereichs 104, d. h. einem Entweichen von Luft aus dem bedruckten zweiten Bereich 104 in den unbedruckten ersten Bereich 102 und somit zu einer Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 führen können. Um diese Schäden frühzeitig erkennen und reparieren zu können ist ein System 10 zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs vorgesehen.
Das System 10 umfasst eine Ermittlungseinrichtung 12 zum Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102, einen theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 oder eine theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist. Ferner umfasst das System 10 eine Erfassungseinrichtung 14 zum Erfassen mindestens eines Ist-Druckparameters, der für einen Ist-Druck P_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102, einen Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 oder eine Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist.
Eine Vergleichseinrichtung 16 des Systems 10 ist dazu eingerichtet, den theoretischen Druckparameter mit dem Ist-Druckparameter zu vergleichen. Schließlich umfasst das System 10 eine Erkennungseinrichtung 18 zum Erkennen eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs, beispielsweise der Trennwand 114, einem Verbindungselement 116, einer Kabeldurchführung 118 oder einer im Bereich der Trennwand 114 vorgesehenen Dichtung, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparameter und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet. In der in den Figuren gezeigten Anordnung sind die Ermittlungseinrichtung 12, die Vergleichseinrichtung 16 und die Erkennungseinrichtung 18 in eine Steuereinrichtung 20 integriert, sie können jedoch auch als separate Einrichtungen ausgeführt sein.
In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Systems 10 umfasst die Erfassungseinrichtung 14 einen in dem unbedruckten ersten Bereich 102 angeordneten ersten Absolutdrucksensor 22, der den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 misst. Der von dem ersten Absolutdrucksensor 22 erfasste und für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristische Messwert wird als Ist-Druckparameter an die Vergleichseinrichtung 16 übermittelt. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 als theoretischen Druckparameter den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102, den die Ermittlungseinrichtung 12 auf der Basis einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs ermittelt. Die Flughöhe des Luftfahrzeugs wird von einem GPS-System 120 gemessen, das ohnehin in dem in Form eines Radoms ausgebildeten unbedruckten ersten Bereich 102 vorgesehen ist.
Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den ihr von der Ermittlungseinrichtung 12 übermittelten und für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen Ist-Druckparameter. Wenn der Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 überschreitet, deutet dies darauf hin, dass Luft aus dem bedruckten zweiten Bereich 104 in den unbedruckten ersten Bereich 102 entweicht und dort für eine Druckerhöhung sorgt. Kleinere Druckschwankungen in dem unbedruckten ersten Bereich 102 sollten jedoch unberücksichtigt bleiben. Daher erkennt die Erkennungseinrichtung 18 auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckwertevergleichs nur dann einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.
Die in 2 veranschaulichte zweite Ausführungsform des Systems 10 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Erfassungseinrichtung 14 anstelle eines in dem unbedruckten ersten Bereich 102 angeordneten ersten Absolutdrucksensors einen zweiten Absolutdrucksensor 24 umfasst, der in dem bedruckten zweiten Bereich 104 angeordnet ist und den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 misst. Der von dem zweiten Absolutdrucksensor 24 erfasste und für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristische Messwert wird als Ist-Druckparameter an die Vergleichseinrichtung 16 übermittelt. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 als theoretischen Druckparameter den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104, den die Ermittlungseinrichtung 12 unter Berücksichtigung der von dem GPS-System 120 gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs auf der Basis von flughöhenabhängigen Musterwerten für den Druck in dem in Form einer Passagierkabine ausgebildeten bedruckten zweiten Bereich 104 ermittelt. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Ermittlungseinrichtung 12 bei der Ermittlung des theoretischen Drucks p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 auch auf Betriebszustandsdaten der für den Druckaufbau in dem bedruckten zweiten Bereich 104 verantwortlichen Klimaanlage des Luftfahrzeugs zurückgreifen.
Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den ihr von der Ermittlungseinrichtung 12 übermittelten und für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter. Wenn der Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 unterschreitet, deutet dies darauf hin, dass Luft aus dem bedruckten zweiten Bereich 104 in den unbedruckten ersten Bereich 102 entweicht, was zu einem Druckabfall in dem bedruckten zweiten Bereich 104 führt. Kleinere Druckschwankungen in dem bedruckten zweiten Bereich 104 sollten jedoch unberücksichtigt bleiben. Daher erkennt die Erkennungseinrichtung 18 auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckwertevergleichs nur dann einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.
Die in 3 veranschaulichte dritte Ausführungsform des Systems 10 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Erfassungseinrichtung 14 anstelle eines in dem unbedruckten ersten Bereich 102 angeordneten ersten Absolutdrucksensors einen Differenzdrucksensor 26 umfasst. Der Differenzdrucksensor 26 ist im Bereich der zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 vorgesehenen Trennwand 114 angeordnet und misst die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104. Der von dem Differenzdrucksensor 26 erfasste und für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristische Messwert wird als Ist-Druckparameter an die Vergleichseinrichtung 16 übermittelt. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 als theoretischen Druckparameter die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104. Die theoretische Druckdifferenz Δp_theo wird von der Ermittlungseinrichtung 12 durch Differenzbildung aus dem theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104, die von der Ermittlungseinrichtung 12, wie oben mit Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben, ermittelt werden, errechnet.
Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den ihr von der Ermittlungseinrichtung 12 übermittelten und für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter. Wenn die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 unterschreitet, deutet dies darauf hin, dass Luft aus dem bedruckten zweiten Bereich 104 in den unbedruckten ersten Bereich 102 entweicht, was zu einer Verringerung der Druckdifferenz zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 führt. Kleinere Druckschwankungen in dem unbedruckten ersten Bereich 102 und/oder dem bedruckten zweiten Bereich 104 sollten jedoch unberücksichtigt bleiben. Daher erkennt die Erkennungseinrichtung 18 auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckdifferenzwertevergleichs nur dann einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.
Die in 4 veranschaulichte vierte Ausführungsform des Systems 10 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Erfassungseinrichtung 14 neben einem oben im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen ersten Absolutdrucksensor 22 einen oben im Zusammenhang mit der 3 beschriebenen Differenzdrucksensor 26 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 14 erfasst somit (mittels des ersten Absolutdrucksensors 22) einen für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter sowie (mittels des Differenzdrucksensor 26) einen für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
In der Anordnung gemäß 4 empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 daher einen ersten theoretischen Druckparameter, der, wie oben im Zusammenhang mit 1 beschrieben, ermittelt wird und für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristisch ist. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 einen zweiten theoretischen Druckparameter, der, wie oben im Zusammenhang mit 3 beschrieben, ermittelt wird und für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist. Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter. Ferner vergleicht die Vergleichseinrichtung 16 den für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
Die Erkennungseinrichtung 18 erkennt auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckwerte- und Druckdifferenzwertevergleichs einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder die Abweichung zwischen dem für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Die in 5 veranschaulichte fünfte Ausführungsform des Systems 10 unterscheidet sich von der in 4 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Erfassungseinrichtung 14 anstelle eines ersten Absolutdrucksensors 22 einem oben im Zusammenhang mit der 2 beschriebenen zweiten Absolutdrucksensor 24 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 14 erfasst somit (mittels des zweiten Absolutdrucksensors 24) einen für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter sowie (mittels des Differenzdrucksensor 26) einen für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
Die Vergleichseinrichtung 16 empfängt von der Ermittlungseinrichtung 12 daher einen ersten theoretischen Druckparameter, der, wie oben im Zusammenhang mit 2 beschrieben, ermittelt wird und für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 einen zweiten theoretischen Druckparameter, der, wie oben im Zusammenhang mit 3 beschrieben, ermittelt wird und für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist. Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter. Ferner vergleicht die Vergleichseinrichtung 16 den für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
Die Erkennungseinrichtung 18 erkennt auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckwerte- und Druckdifferenzwertevergleichs einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder die Abweichung zwischen dem für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Schließlich unterscheidet sich die in 6 veranschaulichte sechste Ausführungsform des Systems 10 von der in 4 gezeigten Anordnung dadurch, dass die Erfassungseinrichtung 14 zusätzlich zu einem ersten Absolutdrucksensor 22 und einem Differenzdrucksensor 26 einen zweiten Absolutdrucksensor 24 umfasst. Die Erfassungseinrichtung 14 erfasst somit (mittels des ersten Absolutdrucksensors 22) einen für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter, (mittels des zweiten Absolutdrucksensors 24) einen für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen weiteren ersten Ist-Druckparameter sowie (mittels des Differenzdrucksensor 26) einen für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
Die Vergleichseinrichtung 16 empfängt von der Ermittlungseinrichtung 12 daher einen ersten theoretischen Druckparameter, der für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristisch ist und einen weiteren ersten theoretischen Druckparameter, der für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist. Ferner empfängt die Vergleichseinrichtung 16 von der Ermittlungseinrichtung 12 einen zweiten theoretischen Druckparameter, der für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist.
Die Vergleichseinrichtung 16 vergleicht den für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter. Ferner vergleicht die Vergleichseinrichtung 16 den für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen weiteren ersten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen weiteren ersten Ist-Druckparameter. Schließlich vergleicht die Vergleichseinrichtung 16 den für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten theoretischen Druckparameter mit dem ihr von der Erfassungseinrichtung 14 übermittelten und für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen zweiten Ist-Druckparameter.
Die Erkennungseinrichtung 18 erkennt auf der Basis des von der Vergleichseinrichtung 16 durchgeführten Druckwerte- und Druckdifferenzwertevergleichs einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs 102 verursachenden Schaden an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 charakteristischen ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet, wenn die Abweichung zwischen dem für den theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen weiteren ersten theoretischen Druckparameter und dem für den Ist-Druck p_ist2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen weiteren ersten Ist-Druckparameter einen weiteren ersten Schwellwert überschreitet und/oder die Abweichung zwischen dem für die theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen theoretischen Druckparameter und dem für die Ist-Druckdifferenz Δp_ist zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristischen Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Die Ermittlungseinrichtung 12 ermittelt mindestens einen theoretischen Druckparameter, der für einen p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102, einen theoretischen Druck p_theo2 in dem bedruckten zweiten Bereich 104 oder eine theoretische Druckdifferenz Δp_theo zwischen dem unbedruckten ersten Bereich 102 und dem bedruckten zweiten Bereich 104 charakteristisch ist, unter Berücksichtigung mindestens eines im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelten Korrekturparameters. Durch die Verwendung eines Korrekturparameters können beispielsweise Strömungseffekte, die im Bereich der in der Außenhaut 110 des unbedruckten ersten Bereich 102 vorgesehenen Entlüftungsöffnungen 112 auftreten und für Abweichungen des Drucks in dem unbedruckten ersten Bereich 102 von dem Atmosphärendruck in der Umgebung des Luftfahrzeugs sorgen, berücksichtigt und kompensiert werden. Der Korrekturparameter kann ein fester Korrekturwert sein. Alternativ dazu kann der Korrekturwert jedoch auch eine Korrekturfunktion sein, die die Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck p_theo1 in dem unbedruckten ersten Bereich 102 in Abhängigkeit der gemessenen Flughöhe und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Luftströmungseffekten, die die Strömungsverhältnisse im Bereich der Entlüftungsöffnungen 112 beeinflussen können, korrigiert.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs, das einen unbedruckten ersten Bereich (102) und einen bedruckten zweiten Bereich (104) aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, – Erfassen mindestens eines Ist-Druckparameters, der für einen Ist-Druck (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen Ist-Druck (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, – Vergleichen des theoretischen Druckparameters mit dem Ist-Druckparameter und – Erkennen eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs (102) verursachenden Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparamater und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei: – ein erster theoretischer Druckparameter, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) oder einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, und ein zweiter theoretischer Druckparameter, der für eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, ermittelt werden, – ein erster Ist-Druckparameter, der für einen Ist-Druck (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) oder einen Ist-Druck (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, und ein zweiter Ist-Druckparameter, der für eine Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, erfasst werden, – der erste theoretische Druckparameter mit dem ersten Ist-Druckparameter verglichen wird, – der zweite theoretische Druckparameter mit dem zweiten Ist-Druckparameter verglichen wird und – ein eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs (102) verursachender Schadens an einer Komponente des Luftfahrzeugs erkannt wird, wenn eine Abweichung zwischen dem ersten theoretischen Druckparamater und dem ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder eine Abweichung zwischen dem zweiten theoretischen Druckparamater und dem zweiten Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: – der theoretische Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) auf der Basis einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs ermittelt wird und/oder – der theoretische Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) unter Berücksichtigung einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs auf der Basis von flughöhenabhängigen Musterwerten und/oder auf der Basis eines Betriebszustands einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs ermittelt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: – der Ist-Druck (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) mittels eines in dem unbedruckten ersten Bereich (102) angeordneten ersten Absolutdrucksensors (22) erfasst wird und/oder – der Ist-Druck (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) mittels eines in dem bedruckten zweiten Bereich (104) angeordneten zweiten Absolutdrucksensors (24) erfasst wird und/oder – die Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) mittels eines Differenzdrucksensors (26) erfasst wird, der vorzugsweise im Bereich einer Trennwand (114) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) angeordnet ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, unter Berücksichtigung mindestens eines im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelten Korrekturparameters erfolgt.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der mindestens eine Korrekturparameter eine Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) korrigiert.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der mindestens eine Korrekturparameter ein fester Korrekturwert oder eine Korrekturfunktion ist, die die Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) in Abhängigkeit der gemessenen Flughöhe und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Luftströmungseffekten korrigiert.
System (10) zur Erkennung eines Schadens an einer Komponente eines Luftfahrzeugs, das einen unbedruckten ersten Bereich (102) und einen bedruckten zweiten Bereich (104) aufweist, wobei das System (10) umfasst: – eine Ermittlungseinrichtung (12) zum Ermitteln mindestens eines theoretischen Druckparameters, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, – eine Erfassungseinrichtung (14) zum Erfassen mindestens eines Ist-Druckparameters, der für einen Ist-Druck (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen Ist-Druck (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, – eine Vergleichseinrichtung (16) zum Vergleichen des theoretischen Druckparameters mit dem Ist-Druckparameter und – eine Erkennungseinrichtung (18) zum Erkennen eines eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs (102) verursachenden Schadens an einer Komponentedes Luftfahrzeugs, wenn eine Abweichung zwischen dem theoretischen Druckparamater und dem Ist-Druckparameter einen Schwellwert überschreitet.
System gemäß Anspruch 8, wobei: – die Ermittlungseinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, einen ersten theoretischen Druckparameter, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) oder einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, und einen zweiten theoretischer Druckparameter, der für eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, zu ermitteln, – die Erfassungseinrichtung (14) dazu eingerichtet ist, einen ersten Ist-Druckparameter, der für einen Ist-Druck (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) oder einen Ist-Druck (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, und einen zweiten Ist-Druckparameter, der für eine Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, zu erfassen, – die Vergleichseinrichtung (16) dazu eingerichtet ist, den ersten theoretischen Druckparameter mit dem ersten Ist-Druckparameter zu vergleichen und den zweiten theoretische Druckparameter mit dem zweiten Ist-Druckparameter zu vergleichen, und – die Erkennungseinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, einen eine Kompression des unbedruckten ersten Bereichs (102) verursachenden Schaden an einer Komponentedes Luftfahrzeugs zu erkennen, wenn eine Abweichung zwischen dem ersten theoretischen Druckparamater und dem ersten Ist-Druckparameter einen ersten Schwellwert überschreitet und/oder eine Abweichung zwischen dem zweiten theoretischen Druckparamater und dem zweiten Ist-Druckparameter einen zweiten Schwellwert überschreitet.
System gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei: – die Ermittlungseinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, den theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) auf der Basis einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs zu ermitteln, und/oder – die Ermittlungseinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, den theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) unter Berücksichtigung einer gemessenen Flughöhe des Luftfahrzeugs auf der Basis von flughöhenabhängigen Musterwerten und/oder auf der Basis eines Betriebszustands einer Klimaanlage des Luftfahrzeugs zu ermitteln.
System gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Erfassungseinrichtung (14) umfasst: – einen in dem unbedruckten ersten Bereich (102) angeordneten ersten Absolutdrucksensors (22) zur Erfassung des Ist-Drucks (p_ist1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) und/oder – einen in dem bedruckten zweiten Bereich (104) angeordneten zweiten Absolutdrucksensor (24) zur Erfassung des Ist-Drucks (p_ist2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) und/oder – einen Differenzdrucksensor (26) zur Erfassung der Ist-Druckdifferenz (Δp_ist) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104), der vorzugsweise im Bereich einer Trennwand (114) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) angeordnet ist.
System gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Ermittlungseinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, mindestens einen theoretischen Druckparameter, der für einen theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102), einen theoretischen Druck (p_theo2) in dem bedruckten zweiten Bereich (104) oder eine theoretische Druckdifferenz (Δp_theo) zwischen dem unbedruckten ersten Bereich (102) und dem bedruckten zweiten Bereich (104) charakteristisch ist, unter Berücksichtigung mindestens eines im Rahmen einer Kalibrierungsmessung ermittelten Korrekturparameters zu ermitteln.
System gemäß Anspruch 12, wobei der mindestens eine Korrekturparameter eine Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) korrigiert.
System gemäß Anspruch 13, wobei der mindestens eine Korrekturparameter ein fester Korrekturwert oder eine Korrekturfunktion ist, die die Abweichung zwischen dem in einer gemessenen Flughöhe vorherrschenden theoretischen Umgebungsdruck und dem theoretischen Druck (p_theo1) in dem unbedruckten ersten Bereich (102) in Abhängigkeit der gemessenen Flughöhe und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Luftströmungseffekten korrigiert.
Luftfahrzeug, das einen unbedruckten ersten Bereich (102) und einen bedruckten zweiten Bereich (104) aufweist, und das mit einem System (10) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 14 ausgestattet ist, wobei der unbedruckte erste Bereich (102) insbesondere ein Radom ist.