IT202100019682A1 - Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica - Google Patents

Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica Download PDF

Info

Publication number
IT202100019682A1
IT202100019682A1 IT102021000019682A IT202100019682A IT202100019682A1 IT 202100019682 A1 IT202100019682 A1 IT 202100019682A1 IT 102021000019682 A IT102021000019682 A IT 102021000019682A IT 202100019682 A IT202100019682 A IT 202100019682A IT 202100019682 A1 IT202100019682 A1 IT 202100019682A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
similarity
signal
time
engines
function
Prior art date
Application number
IT102021000019682A
Other languages
English (en)
Inventor
Felice Menafro
Original Assignee
Leonardo Spa
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 Leonardo Spa filed Critical Leonardo Spa
Priority to IT102021000019682A priority Critical patent/IT202100019682A1/it
Priority to US17/861,771 priority patent/US20230044799A1/en
Priority to EP22185796.4A priority patent/EP4123126B1/en
Priority to ES22185796T priority patent/ES2966847T3/es
Publication of IT202100019682A1 publication Critical patent/IT202100019682A1/it

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/14—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to other specific conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02—Arrangement of sensing elements
    • F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/20—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles
    • F02C6/206—Adaptations of gas-turbine plants for driving vehicles the vehicles being airscrew driven
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/14—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object using acoustic emission techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4454—Signal recognition, e.g. specific values or portions, signal events, signatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/323—Application in turbines in gas turbines for aircraft propulsion, e.g. jet engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/80—Diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/333—Noise or sound levels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/50—Control logic embodiments
    • F05D2270/54—Control logic embodiments by electronic means, e.g. electronic tubes, transistors or IC's within an electronic circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/70—Type of control algorithm
    • F05D2270/701—Type of control algorithm proportional
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/70—Type of control algorithm
    • F05D2270/703—Type of control algorithm integral
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/70—Type of control algorithm
    • F05D2270/708—Type of control algorithm with comparison tables
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
    • F05D2270/81—Microphones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?METODO E DISPOSITIVO PER IL MONITORAGGIO DEL FUNZIONAMENTO DI UNA COPPIA DI MOTORI TURBOELICA MEDIANTE ELABORAZIONE NUMERICA DI UNA GRANDEZZA ACUSTICA?
Campo dell?invenzione.
La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad un dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica.
Sfondo dell?invenzione.
Studi condotti sulle propulsioni aeronautiche, hanno dimostrato che le tecnologie a turboelica o turboprop (motore aeronautico costituito da un'elica aeronautica azionata da una turbina) hanno consumi inferiori rispetto alle tecnologie turboventola o Turbo Fan (che come ? noto ? una particolare categoria del motore turbogetto che utilizza due flussi d?aria separati).
I motori turboelica, pur non essendo in grado di raggiungere prestazioni di crociera paragonabili a quelle dei motori turboventola, presentano il massimo rendimento termodinamico alla velocit? operativa tipica dei voli regionali e si prestano
all?integrazione nella propulsione ibrida.
Per contro i motori turboelica necessitano di un continuo monitoraggio della prestazioni fornite per prevedere con adeguato anticipo funzionamenti anomali.
Ad esempio, la specifica Federale USA FAR Part 43 Appendix D prevede in relazione al controllo della propulsione turboelica di ?...eseguire un'ispezione annuale o di ogni 100 ore volo in merito ai seguenti eventi: crepe, fessurazioni, perdite di olio, ?.?; per tale motivo i motori turboelica sono sottoposti a manutenzione periodica programmata indipendentemente dalla rilevazione di guasti.
Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un metodo e un dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica (una coppia o in pregresso) mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica, in particolare livelli di pressione sonora acquisiti in volo.
La domanda di brevetto europea EP2305958B1 descrive un metodo in cui ? rilevato il livello di pressione sonora generato dai motori turboelica in volo per un prefissato regime di funzionamento, analizzando e confrontando, nel dominio del tempo, il comportamento memorizzato dei motori turboelica o confrontandoli in coppia. Uno o pi? dei suoni memorizzati di impatti corrispondono a condizioni meteorologiche sfavorevoli. Il metodo prevede determinare se il rumore degli impatti delle particelle corrispondano a uno o pi? suoni di impatti memorizzati.
Scopo della presente invenzione.
Il precedente scopo ? raggiunto dalla presente invenzione in quanto questa ? relativa ad un metodo e ad un dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica del tipo descritto nella rivendicazione 6 e 1.
Breve descrizione dei disegni
La figura 1 illustra, in sezione trasversale semplificata, un velivolo propulso da una coppia di motori turboelica; e
La figura 2 illustra una variante al velivolo illustrato nella figura 1.
Descrizione dell?esempio preferito di attuazione.
Nella figura 1 il numerale 1 indica un velivolo (di tipo noto) il quale comprende una fusoliera 2 provvista di una coppia di ali 3. Il velivolo ? provvisto di un primo motore turboelica 4 e di un secondo motore turboelica 5 che nell?esempio descritto sono disposti al di sotto delle ali. La disposizione dei motori potrebbe essere per? diversa ad esempio questi potrebbero essere disposti in coda al velivolo e disposti da parte opposta di un impennaggio di coda sagomato a T (si veda la figura 2).
Secondo la presente invenzione ? previsto un primo sensore acustico 6 (tipicamente un microfono disposto a filo della fusoliera) configurato per rilevare la pressione sonora generata dal primo motore turboelica 4 generando un rispettivo primo segnale politonale x(t) ed un secondo sensore acustico 7 (tipicamente un microfono disposto a filo della fusoliera) configurato per rilevare la pressione sonora generata dal secondo motore turboelica 5 generando un rispettivo secondo segnale politonale y(t). I sensori 6 e 7 sono disposti da parti opposte della fusoliera 2 del velivolo e sono disposti a fronte del piano delle eliche del primo e del secondo motore 4,5 rispetto alla porzione anteriore della fusoliera 2.
Una unit? elettronica di elaborazione 8 riceve in ingresso il primo ed il secondo segnale x(t),y(t) e fornisce in uscita dati indicativi dello stato di funzionamento del primo e/o del secondo motore turboelica 4 e 5. L?unit? elettronica 8 ? inoltre convenientemente atta a registrare parametri di volo quali quota, velocit? di crociera, percorso, ecc.
Secondo la presente invenzione l?unit? elettronica 8 ? configurata per calcolare iterativamente mediante una funzione Rxla somiglianza tra il primo segnale x(t) ad un tempo T1 ed il primo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1 oppure, mediante una funzione Ry, la somiglianza tra il secondo segnale y(t) ad un tempo T1 ed il secondo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1.
Tipicamente la funzione Rx ? realizzata dalla funzione auto correlazione che per un segnale di energia finita x ? definita come:
La funzione Rx Ry fornisce, nell?intervallo ? (spazio dei ritardi), il grado di somiglianza del primo /del secondo segnale in due tempi diversi.
Come noto un grado di somiglianza prossimo ad un primo valore 1 indica due segnali molto simili o sostanzialmente uguali mentre un grado di somiglianza prossimo ad un secondo valore (zero) indica due segnali che non hanno alcuna similitudine.
La unit? elettronica 8 ? atta a rilevare e memorizzare i gradi di somiglianza calcolati in iterazioni successive per rilevare situazioni di normale funzionamento dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati per iterazioni successivi (e quindi per voli successivi) permangono in un intervallo di sicurezza di un primo valore prossimo ad 1 e rilevare una di potenziale anomalia dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati in iterazioni successive si allontanano da tale intervallo di sicurezza tendendo ad un secondo valore pari a zero e quindi minore del primo valore.
Tali operazioni saranno illustrate dagli esempi seguenti.
Esempio 1
il grado di somiglianza '0' ore volo vale 1,000;
il grado di somiglianza a '1000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,950 (prima iterazione);
il grado di somiglianza a '2000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,900 e rispetto a 1000 ore di volo vale 0,92 (seconda iterazione);
il grado di somiglianza a '5000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,85, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,87 e rispetto a 2000 ore di volo vale 0,88 (terza iterazione); e
il grado di somiglianza a '10000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,8, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,81, rispetto a 2000 ore di volo vale 0,83 e rispetto a 5000 ore di volo 0,86 (quarta iterazione).
I dati sopra illustrati indicano una discesa lenta del grado di somiglianza all?interno dell?intervallo di sicurezza durante iterazioni successive e sono indicativi di un degrado normale delle prestazioni del motore che richiede una sessione di manutenzione ordinaria.
Esempio 2
il grado di somiglianza '0' ore volo vale 1,000;
il grado di somiglianza a '1000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,950 (prima iterazione);
il grado di somiglianza a '2000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,900 e rispetto a 1000 ore di volo vale 0,92 (seconda iterazione);
il grado di somiglianza a '5000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,85, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,82 e rispetto a 2000 ore di volo vale 0,84 (terza iterazione);
il grado di somiglianza a '10000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,8, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,69, rispetto a 2000 ore di volo vale 0,73 e rispetto a 5000 ore di volo 0,79 (quarta iterazione).
Come si pu? vedere tra 5000 e 1000 ore di volo si ha una decrescita veloce del grado di somiglianza che si allontana bruscamente dall?intervallo di sicurezza (ad esempio l?intervallo di sicurezza pu? variare tra 1 e 0,8). Si ha quindi un?indicazione per procedere in anticipo rispetto alla manutenzione prefissata.
Esempio 3
il grado di somiglianza '0' ore volo vale 1,000;
il grado di somiglianza a '1000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,950 (prima iterazione);
il grado di somiglianza a '2000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,900 e rispetto a 1000 ore di volo vale 0,92 (seconda iterazione);
il grado di somiglianza a '5000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,85, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,87 e rispetto a 2000 ore di volo vale 0,64 (terza iterazione);
il grado di somiglianza a '10000' ore volo rispetto a quello a '0' vale 0,8, rispetto a 1000 ore di volo vale 0,81, rispetto a 2000 ore di volo vale 0,43 e rispetto a 5000 ore di volo 0,39 (quarta iterazione).
Da tale tabella risulta evidente il significativo peggioramento del grado di somiglianza a 5000 ore rispetto alle 2000 ore che ? confermato dalla ulteriore diminuzione a 0,43 rispetto alle 2000 ore e 0,39 rispetto alle 5000 ore.
In questo caso ? richiesto un intervento manutentivo immediato per riparare un guasto di "entit? grave".
In altre parole la unit? elettronica 8 ? atta a calcolare la derivata del grado di somiglianza tra interazioni successive e rilavare una situazione di potenziale pericolo qualora tale derivata superi un valore superiore ad una soglia.
In aggiunta alle funzioni di ausilio alla manutenzione sopra illustrata secondo la presente invenzione vengono anche fornite indicazioni relative al funzionamento dei motori.
A tale scopo l?unit? elettronica 8 ? configurata per calcolare la funzione correlazione incrociata dei segnali x(t) e y(t) che per due segnali di energia finita ? definita come:
La funzione Rxy fornisce, nell?intervallo ? (spazio dei ritardi), il grado di somiglianza tra il primo ed il secondo segnale e fornisce un?indicazione al pilota sul funzionamento dei due motori che dovrebbero rotare allo stesso regime di rotazione.
Poich? i regimi di rotazione dei motori sono di tipo sinusoidale, un valore alto di grado di somiglianza (prossimo ad 1) significa che i due motori ruotano alla stessa velocit?, un valore molto basso di grado di somiglianza indica che i due motori ruotano a differenti velocit?. In questo caso il pilota pu? agire manualmente su uno dei due motori in modo da ridurre la variazione di velocit?.
Esempio 4
Ad esempio la cross-correlazione tra i due segnali x(t) e y(t) al variare delle ore di assume i seguenti valori:
? 1 - zero ore di volo;
? 1 - 1000 ore di volo;
? 1 - 2000 ore di volo;
? 0,98 - 5000 ore di volo; e
? 0,97 - 10.000 ore di volo
Come illustrato nelle tabella sotto indicata:
Il valore di cross correlazione si mantiene pertanto nell?intervallo di sicurezza 1-0,8 per voli successivi pur segnalando un inizio di degrado dopo 5000 ore volo.
Numeri.
1 velivolo
2 fusoliera
3 ali
4 primo motore turboelica
5 secondo motore turboelica
6 primo sensore acustico
x(t) primo segnale
7 secondo sensore acustico
8 unit? elettronica di elaborazione

Claims (1)

  1. RIVENDICAZIONI 1- Dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica di un velivolo il quale comprende una fusoliera (2) provvista di una coppia di ali (3) ed ? provvisto di almeno un primo motore turboelica (4) e di un secondo motore turboelica (5); il dispositivo comprende un primo sensore acustico (6) configurato per rilevare la pressione sonora generata dal primo motore turboelica (4) generando un rispettivo primo segnale x(t) ed un secondo sensore acustico (7) configurato per rilevare la pressione sonora generata dal secondo motore turboelica (5) generando un rispettivo secondo segnale y(t); il dispositivo comprende un?unit? elettronica di elaborazione (8) che riceve in ingresso il primo ed il secondo segnale x(t),y(t) e fornisce in uscita dati indicativi dello stato di funzionamento del primo e/o del secondo motore turboelica (4 e 5), caratterizzato dal fatto che l?unit? elettronica (8) ? configurata per calcolare iterativamente mediante una funzione Rx la somiglianza tra il primo segnale x(t) ad un tempo T1 ed il primo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1 oppure, mediante una funzione Ry, la somiglianza tra il secondo segnale y(t) ad un tempo T1 ed il secondo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1; la unit? elettronica (8) ? atta a rilevare e memorizzare i gradi di somiglianza calcolati in iterazioni successive per rilevare situazioni di normale funzionamento dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati per iterazioni successive permangono in un intervallo di sicurezza di un primo valore e rilevare una di potenziale anomalia dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati in iterazioni successive si allontanano da tale intervallo di sicurezza tendendo da un secondo valore minore del primo. 2- Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il primo ed il secondo sensore (6,7) sono disposti da parti opposte della fusoliera (2) del velivolo e sono disposti a fronte del piano delle eliche del primo e del secondo motore (4,5) rispetto alla porzione anteriore della fusoliera (2). 3- Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 1 o 2 in cui la funzione Rx ? realizzata dalla funzione auto correlazione definita come:
    la funzione Rx fornisce, nell?intervallo spazio dei ritardi ?, il grado di somiglianza del primo /del secondo segnale nei due tempi diversi T1 e T2. 4- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la unit? elettronica di elaborazione (8) ? atta a calcolare la derivata del grado di somiglianza tra interazioni successive e rilavare una situazione di potenziale pericolo qualora tale derivata superi un valore superiore ad una soglia. 5- Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui la unit? elettronica di elaborazione (8) ? inoltre atta a calcolare la funzione correlazione incrociata Rxy dei segnali x(t) e y(t) definita come:
    la funzione Rxy fornisce, nell?intervallo spazio dei ritardi ? il grado di somiglianza tra il primo ed il secondo segnale e fornisce un?indicazione al pilota sul funzionamento dei due motori che dovrebbero rotare allo stesso regime di rotazione. 6- Metodo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica di un velivolo il quale comprende una fusoliera (2) provvista di una coppia di ali (3) ed ? provvisto di almeno un primo motore turboelica (4) e di un secondo motore turboelica (5); comprendente le fasi di: rilevare mediante un sensore acustico la pressione sonora generata dal primo motore turboelica (4) generando un rispettivo primo segnale x(t); rilevare mediante un sensore acustico la pressione sonora generata dal secondo motore turboelica (5) generando un rispettivo secondo segnale y(t); elaborare il primo ed il secondo segnale x(t),y(t) per fornire dati indicativi dello stato di funzionamento del primo e/o del secondo motore turboelica (4 e 5), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: calcolare iterativamente mediante una funzione Rx/Ry la somiglianza tra il primo segnale x(t) ad un tempo T1 ed il primo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1 oppure la somiglianza tra il secondo segnale y(t) ad un tempo T1 ed il secondo segnale ad un tempo T2 successivo al tempo T1; rilevare e memorizzare i gradi di somiglianza calcolati per rilevare situazioni di normale funzionamento dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati per iterazioni successive permangono in un intervallo di sicurezza di un primo valore e rilevare una potenziale anomalia dei motori quando i gradi di somiglianza calcolati in iterazioni successive si allontanano da tale intervallo di sicurezza tendendo da un secondo valore minore del primo. 7- Metodo secondo la rivendicazione 6 in cui la funzione Rx ? realizzata dalla funzione auto correlazione definita come:
    la funzione Rx fornisce, nell?intervallo spazio dei ritardi ?, il grado di somiglianza del primo /del secondo segnale nei due tempi diversi T1 e T2. 8- Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7 in cui ? prevista la fase di calcolare la funzione correlazione incrociata Rxy dei segnali x(t) e y(t) definita come:
    la funzione Rxy fornisce, nell?intervallo spazio dei ritardi ? il grado di somiglianza tra il primo ed il secondo segnale e fornisce un?indicazione al pilota sul funzionamento dei due motori che dovrebbero rotare allo stesso regime di rotazione. 9- Metodo secondo la rivendicazione 6, 7 o 8 comprendente la fase di calcolare la derivata del grado di somiglianza tra interazioni successive e rilavare una situazione di potenziale pericolo qualora tale derivata superi un valore superiore ad una soglia.
IT102021000019682A 2021-07-23 2021-07-23 Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica IT202100019682A1 (it)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000019682A IT202100019682A1 (it) 2021-07-23 2021-07-23 Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica
US17/861,771 US20230044799A1 (en) 2021-07-23 2022-07-11 Method and device for monitoring the operation of a pair of turboprop engines through the numerical processing of an acoustic magnitude
EP22185796.4A EP4123126B1 (en) 2021-07-23 2022-07-19 Method and device for monitoring the operation of a pair of turboprop engines through the numerical processing of an acoustic magnitude
ES22185796T ES2966847T3 (es) 2021-07-23 2022-07-19 Método y dispositivo para monitorear el funcionamiento de un par de motores turbohélice mediante el procesamiento numérico de una magnitud acústica

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000019682A IT202100019682A1 (it) 2021-07-23 2021-07-23 Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica

Publications (1)

Publication Number Publication Date
IT202100019682A1 true IT202100019682A1 (it) 2023-01-23

Family

ID=78463605

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
IT102021000019682A IT202100019682A1 (it) 2021-07-23 2021-07-23 Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230044799A1 (it)
EP (1) EP4123126B1 (it)
ES (1) ES2966847T3 (it)
IT (1) IT202100019682A1 (it)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2538034A2 (en) * 2011-06-23 2012-12-26 United Technologies Corporation MFCC and CELP to detect turbine engine faults
WO2015052438A1 (fr) * 2013-10-11 2015-04-16 Snecma Procédé, système et programme d'ordinateur d'analyse acoustique d'une machine
EP3217170A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-13 General Electric Company Engine health monitoring using acoustic sensors
EP2305958B1 (en) 2009-10-05 2018-07-04 Rolls-Royce plc An apparatus and method of operating a gas turbine engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2305958B1 (en) 2009-10-05 2018-07-04 Rolls-Royce plc An apparatus and method of operating a gas turbine engine
EP2538034A2 (en) * 2011-06-23 2012-12-26 United Technologies Corporation MFCC and CELP to detect turbine engine faults
WO2015052438A1 (fr) * 2013-10-11 2015-04-16 Snecma Procédé, système et programme d'ordinateur d'analyse acoustique d'une machine
EP3217170A1 (en) * 2016-03-08 2017-09-13 General Electric Company Engine health monitoring using acoustic sensors

Also Published As

Publication number Publication date
ES2966847T3 (es) 2024-04-24
EP4123126B1 (en) 2023-11-29
US20230044799A1 (en) 2023-02-09
EP4123126A1 (en) 2023-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Cambier et al. The Onera elsA CFD software: input from research and feedback from industry
Yamada et al. An explanation for flow features of spike-type stall inception in an axial compressor rotor
Van Zante Progress in open rotor research: A US perspective
US9043054B2 (en) Method for determining the speed air aircraft and aircraft equipped with means for implementation
EP2107216B1 (en) Method for determining the total pressure distribution across a fan entry plane
Doherty et al. Impact of turbofan intake distortion on fan noise propagation and generation
Goldberg et al. Method for simulating the performance of a boundary layer ingesting propulsion system at design and off-design
IT202100019682A1 (it) Metodo e dispositivo per il monitoraggio del funzionamento di una coppia di motori turboelica mediante elaborazione numerica di una grandezza acustica
Van Zante et al. Prediction of the aero-acoustic performance of open rotors
Christensen et al. Development and demonstration of a stability management system for gas turbine engines
RU2649715C1 (ru) Способ полетной диагностики авиационного турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
Beselt et al. Impact of hub clearance on endwall flow in a highly loaded axial compressor stator
Hughes et al. Effect of two advanced noise reduction technologies on the aerodynamic performance of an ultra high bypass ratio fan
Stephens Nearfield unsteady pressures at Cruise Mach numbers for a model scale Counter-Rotation Open Rotor
Beselt et al. Experimental and numerical investigations of rotating instability phenomenon in an axial compressor stator
RU2011119958A (ru) Способ диагностики турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
Colin et al. Installation effects on contra-rotating open rotor noise at high-speed
Gunn et al. An experimental study of loss sources in a fan operating with continuous inlet stagnation pressure distortion
Kingan Advanced open rotor noise prediction
Czech et al. Experimental studies of open rotor installation effects
de Vries et al. Aerodynamic Interaction Between an Over-the-Wing Propeller and the Wing Boundary-Layer in Adverse Pressure Gradients
Kusuda et al. Behaviors of fan tone noise under the influence of circumferentially non-uniform steady pressure perturbation
RU2665142C1 (ru) Способ полетной диагностики узлов турбореактивного двухконтурного двигателя со смешением потоков
Hughes et al. Effect of tip clearance on fan noise and aerodynamic performance
Kissner et al. The Challenge of Tonal Fan Noise Prediction for an Aircraft Engine in Flight