DE3620888A1 - Betriebslastenueberwachungseinrichtung fuer luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenerfassungs- und -verar­ beitungseinrichtung für die Überwachung von Betriebslasten an Strukturkomponenten von Luftfahrzeugen.

Es ist bekannt, daß bei modernen Luftfahrzeugen, wie zum Beispiel bei militärischen Kampfflugzeugen oder zivilen Verkehrsflugzeugen Geräte und Verfahren zum Einsatz kommen, die eine automatische Überwachung des technischen Zustandes der Triebwerke zwischen zwei Wartungszeitpunkten erlauben (American Society for Testing and Materials, Special Technical Publikation 671; 1979). Zur Überwachung werden alle relevanten Triebwerksparameter gemessen und einem Computer zugeleitet, der diese Daten auf geeigneten Datenspeichern abspeichert. Mit entsprechenden EDV-Programmen werden die so gesammelten Triebwerksdaten nach dem Flug in einer Datenverarbeitungsanlage auf dem Boden eingegeben, verarbeitet und von dieser einer dem einzelnen Triebwerk zugehörigen Datei zugeordnet. Aus dieser kann der technische Erhaltungszustand des Triebwerkes abgeleitet und eine vorzeitige Wartung oder gegebe­ nenfalls eine Verlängerung der Einsatzdauer des jeweiligen Trieb­ werkes bestimmt werden.

Diese Einrichtung ist für den Betreiber eines Flugzeuges sehr vorteilhaft, da zum einen die Betriebssicherheit des Antriebs­ systems ständig, und nicht nur zu den genau festgelegten War­ tungszeitpunkten, bekannt ist. Zum anderen erlaubt diese Einrich­ tung durchweg die Vergrößerung der Zwischenräume zwischen zwei Wartungen, da sich der Abstand zwischen solchen Triebwerksunter­ suchungen immer nach den ungünstigsten anzunehmenden Betriebs­ und Flugbedingungen richtet. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß die Betreiber großer Flugzeugflotten täglich mit einer sehr großen Menge an Datenmaterial über die Triebwerke versorgt werden, das in den oben beschriebenen EDV-Anlagen einzugeben und zu verarbeiten ist.

Da nicht nur die Antriebseinrichtung, sondern auch die Struktur­ teile wie Rumpf, Tragwerk und Leitwerk von Flugzeugen in bestimm­ ten Zeitintervallen auf ihre Betriebssicherheit überprüft werden, besteht der berechtigte Wunsch der Flugzeugbetreiber, auch eine automatische Überwachung dieser Strukturkomponenten während der Einsatzdauer der Flugzeuge vorzunehmen. Dabei sollten die anfal­ lenden Datenmengen soweit wie möglich auf relevante Größen redu­ ziert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zu entwic­ keln, die relevante Größen über die Belastungsarten und Belas­ tungsverläufe der Strukturkomponenten eines Flugzeuges zu Erfas­ sen, zu verarbeiten und in zusammengefaßter Form zur Verfügung zu stellen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen gekennzeichnet. Zur Erläuterung der Erfindung ist der Beschrei­ bung eine Zeichnung beigelegt. Sie zeigt ein Verkehrsflugzeug, bei dem von den Strukturschnitten A, B, C, D und F ausgehend eine dauernde Kontrolle der mechanischen Integrität der Flugzeugstruk­ tur durchgeführt wird (Fig. 1).

Bei Flugzeugen, (beispielsweise AIRBUS A 320), deren Flugsteue­ rungs- und -Überwachungssystem vollständig mit Hilfe der Digital­ technik arbeitet, besteht die Möglichkeit, die digitalen Informa­ tionen von Sensoren, die zum Beispiel für Fluggeschwindigkeit, Beschleunigung, Masse, Schwerpunktlage, Ruderausschläge und Klap­ penpositionen an Bord eines solchen Flugzeuges ohnehin vorhanden sind, für andere, nämlich der hier beschriebenen Aufgabe der Strukturüberwachung zu nutzen. Dabei werden die für die Laster­ mittlung der Flugzeugstruktur notwendigen Daten entsprechenden Sensoren entnommen und einem Computer zugeführt. Hier werden die­ se Signale mit für das jeweilige Flugzeug individuellen physika­ lisch-technischen Größen so verknüpft, daß sich die große während des Fluges anfallenden Datenmenge auf wenige relevante Größen re­ duzieren läßt. Da dieser Datenreduzierungsvorgang bereits während des Fluges stattfindet, besteht die Möglichkeit, insgesamt bis zu 500 Flüge mit ihren spezifischen Lastspektren für das Flugzeug abzuspeichern und nach dieser Einsatzdauer einer bodenseitigen Bewertung und Dokumentation zuzuführen.

Die Vorteile, die sich durch diese Einrichtung erzielen lassen sind erheblich. So ist zum Beispiel eine Überwachung der Bela­ stung der Struktur des Flugzeuges zwischen den vorgeschriebenen Terminen durch die Überprüfung der Lastspektren der einzelnen Flüge möglich. Dadurch können ebenso wie bei den Triebwerken, wenn die Beschaffenheit der Flugzeugstruktur dies zuläßt, die In­ spektions- und Überholungsintervalle verlängert werden. Zudem ist ein Vergleich der zur Zulassung des Flugzeugtyps in Belastungs­ versuchen an der Struktur vorgenommene Betriebsfestigkeitsnach­ weis mit den in der Realität eintretenden Lastspektren vergleich­ bar. Damit können die Vorschriften zum Betreiben eines solchen Flugzeuges verschärft oder, was der Regelfall sein wird, ent­ schärft werden, da auch hier wie bei den Triebwerksinspektionen bei Unkenntnis der tatsächlich aufgetretenen Betriebsbedingungen immer von den ungünstigsten Flug- und Betriebszuständen ausge­ gangen wird.

Claims (4)

1. Betriebslastenüberwachungseinrichtung für Strukturkom­ ponenten von Luftfahrzeugen, bestehend aus Sensoren für die Um­ wandlung physikalischer Größen in elektrische Signale, einem die­ se Signale zugeleiteten Computer zum Erfassen, Verarbeiten und internen Zwischenspeichern der lastrelevanten Größen, sowie einer geeigneten Datenspeicherungseinrichtung für eine bodengestützte Bewertung und Dokumentation, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Datenerfassung im Flugzeug für andere Flugfüh­ rungs- und Flugsteuerungsaufgaben vorhandene Sensoren eingesetzt werden, daß der Computer geeignete programmierbare Datenverarbei­ tungsstufen aufweist und damit alle für die Beurteilung der Be­ schaffenheit der Strukturkomponenten notwendigen Daten ableitet und diese Daten mit für das jeweilige Flugzeug individuellen physikalisch-technischen Konstanten zu Größen verknüpft, die die Belastung des Flugzeuges beschreiben, daß die zeitliche Aneinan­ derreihung dieser Größen Lastverläufe des Betriebes des Flugzeu­ ges darstellen, und daß die Lastverläufe mit geeigneten Verfahren zu Lastspektren reduziert und abgespeichert werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachten Strukturkomponenten des Luftfahrzeuges aus Rumpf, Tragflügel, Seiten- und Höhenleitwerk bestehen.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lastspektren der jeweiligen Flüge auf Audio­ cassetten als Datenspeichergeräte abgespeichert werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß Lastspektren von ca 500 Flügen abgespeichert werden, be­ vor ein Datenträger der Einrichtung ausgetauscht wird.