[发明专利]用于测量飞机机械部件疲劳的系统和方法以及飞机维修方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量例如飞机的飞机机械部件的疲劳的系统和方法，以及维修该飞机的方法。

背景技术

安全规则要求航空公司监测他们所操作飞机的部件的疲劳，这些部件经受较大的机械应力(或载荷)。因此对这些部件以规律和周期的方式进行检修(或维修)。

例如，用于将涡轮喷气发动机悬挂在飞机上的部件受到严格检查。对悬架的每次检修必须停止飞机的运转，并将该悬架去除，以进行测试。检修的频率事先确定，检修在每次预置时间周期(例如每2600飞行周期(起飞-飞行-着陆))期满时系统地进行，而不考虑部件的真实疲劳状态。以避免在需要例如修理或更换这样的干涉措施的疲劳状态出现之后太久进行检修的风险，此时间周期必须作为部件产生断裂风险的最小周期而(通过计算或凭经验)被选择，即使此风险在统计学上是临界的。因此此最小周期对应于经受偶然应力的部件的情况；因此，许多检修在可长期无危险使用的部件上进行，因为它们未经受异常应力。最后，在未对部件受到的真实应力进行分析的情况下，通常针对可能出现的应力的损害而考虑最差情况，这导致经常过早进行检修。

而且，为了安全原因，部件的使用时间比它们能实际使用的要短，以使得它们不到达断裂风险超过一确定阈值的周期。再者，在未对部件的真实使用条件进行分析的情况下，选择对应于最差情况的标准，为此，在航空学领域，一部件通常在理论服务寿命的一半被更换，而不管其真实的疲劳状态如何。部件的最终有效利益率(部件的有效使用周期与其理论能力之比)因此在50％的等级，这希望得到改进。

而且，由于频繁的检修(必须将悬架从飞机上移除，然后将其重新安装在一预先不同的飞机上)和飞机上各种部件的不同使用寿命，对悬架使用寿命的监测是复杂的。特别是，可能发生蚀刻在属悬架上的序列号随着时间的推移而被磨掉的情况；在这种情况下，无法参照其历史，为了不承担风险，对其使用周期的估计必须基于最悲观的假定做出，例如考虑此悬架被安装在配备有此种类型悬架的第一架飞机中，并从此连续飞行；实际上，该部件的使用小于此悲观想象的假定，使得该悬架过早更换。

而且，尽管目前存在悬架疲劳的间接指示器，但它们仅为近似值，并提供不确定的信息。这样，为了估计悬架的疲劳状态，有时使用通过飞机的惯性单元测量的数据，该惯性单元确定是否该飞机已受到例如硬着陆这样的异常应力；于是，从该惯性单元传送到该部件的载荷进行计算。然而，尽管硬着陆可实际上在悬架上施加异常载荷，但当着陆实际上压到该悬架时检修该悬架并不是系统的情况，例如因为该力被吸收，未传到该悬架上。

现有技术并未真正解决测量疲劳，以预期该检修的问题；它更着重于消除部件的断裂，例如以本申请人名义的专利申请FR 2,923,540中。

发明内容

本发明的目的是减轻这些缺点，并且更容易地测量飞机机械部件的疲劳，以改善它们检修的针对性并优化它们的使用。

本发明特别适合应用于飞机的涡轮喷气发动机的悬架，形成这些悬架的部件受到非常大的应力。然而，该申请人并不想将其权利的范围仅限制于此应用，本发明以更通常的方式应用到受到应力的任何飞机部件上并获得优点。

因此本发明涉及一种系统，用于测量受到机械应力的飞机部件的疲劳，该系统包括多个安装在该部件上的应力传感器，每个传感器设置为探测一预定机械应力阀值，并传递表示此阀值被超过的数据信号，该系统包括用于记录这些数据的工具，所述传感器设置为探测不同的应力阀值，以便可基于由该系统记录的数据来计算由于所述机械应力而产生的该部件的疲劳。

由该系统记录的数据优选为每个所述阀值的被超过的发生次数。

因此可具有与其受到的应力相关的部件的真实疲劳的准确估值。以某种方式，所述传感器可“计算”超过不同阀值的应力的发生次数，这些发生由该系统记录，这可从其推断对该部件的损害结果(指疲劳)。所有的应力都增加地分解，传感器的每个阀值都形成一个增量。

因此可优化该部件的使用。具体为，基于其疲劳的知识，可决定一部件的检修的适当性，此选择是基于该部件实际受到的疲劳而做出，而非响应于不管实际吸收的应力(它们是通常使用的应力还是偶然或异常的应力)为何而应用到所有部件上的通常统计。

由该系统记录的数据还使得在只有当其真实损坏证明为正当时可更换部件，而不象现有技术中那样，部件在一预定时间期间之后即被丢弃，而不管它们真实的疲劳状态如何。