[发明专利]无线引擎监控系统和关联的引擎无线传感器网络

说明书

多个无线引擎传感器，每个都包括感测作为引擎数据的引擎参数的感测电路。无线电收发器接收并发送关于感测到的引擎参数的引擎数据。引擎监控模块包括配置为安装在飞机引擎处的外壳。传感器接收器安装在外壳内并且从无线引擎传感器接收引擎数据。第一无线发送器被外壳承载。存储器被外壳承载，并且处理器被外壳承载并且耦接到存储器和第一无线发送器并且配置为收集并在存储器中存储关于由多个无线引擎传感器在飞机引擎的操作期间感测的引擎参数的引擎数据且经第一无线发送器发送引擎数据。

技术领域

本发明涉及飞机引擎的实时监控，并且更具体而言，本发明涉及为了引擎维修或其它分析而通过收集实时飞机引擎数据并且处理引擎数据来确定飞机引擎的当前性能的系统和相关方法。

背景技术

位于佛罗里达州墨尔本的Harris公司已经设计出利用与飞机的众多部件连接的地面数据链接单元记录飞机引擎的性能的系统和方法，地面数据链接单元包括数字飞行数据获取单元(DFDAU)、飞机数字飞行数据记录器(DFDR)，以及用于较大型喷气式涡轮引擎的通常被称为全权限数字引擎控制(FADEC)的数据多路复用系统或者有时就用在较小型飞机上的较小型喷气涡轮引擎而言被提到的引擎控制单元(ECU)，较小型飞机包括生成小于15000磅推力的涡轮螺桨引擎或者其它引擎。术语“FADEC/ECU”可以用来对应于本行业中所使用的术语“FADEC”或“ECU”。

这种地面数据链接单元的例子在共同受让的美国专利No.6,047,165中公开，该专利的全部公开内容通过引用被结合于此。利用这种地面数据链接单元的引擎监控系统在共同受让的美国专利No.6,148,179和No.6,353,734中公开，这两个专利的全部公开内容通过引用被结合于此。

在通过引用被结合的‘179和‘734专利中，通过在引擎操作期间，例如在地面数据链接单元中，收集引擎数据并且经宽带扩频通信信号把收集到的引擎数据下载到基于地面的扩频接收器，所公开的系统和方法可以提供对飞机引擎的性能的记录。信号在基于地面的扩频接收器中被解调以获得引擎数据供进一步处理。还有可能把数据上传到地面数据链接单元，诸如算法、飞行管理文件、视频和娱乐文件以及其它数据文件。

这种Harris公司的地面数据链路(GDL)单元优于采用例如在飞机最初起飞之后升高至1000英尺时基本引擎参数的“快照”的现有技术系统。数据局限于飞行期间的一个快照并且不是实时的。这些现有技术数据“快照”没有超越总指标和反应性维修技术。“快照”通常可以包含关于有限的引擎参数(例如，N1、N2、EGT和W_f)的数据，其中“快照”数据或者“机载(on board)”记录或者利用VHF通信数据链路经ACARS下载。其它监控系统需要飞行员把数据手动输入飞行日志或者需要诸如闪存驱动器和快速访问记录仪(QAR)的可移动介质。

在通过引用被结合的‘165、‘179和‘734专利中所公开的地面数据链接单元系统克服了与现有技术“快照”关联的缺陷，“快照”从来不会给出飞机飞行期间引擎性能的真实完整且完全的飞行指示。而且，所描述的这些非GDL的现有技术监控系统不仅具有有限价值的数据集合，而且由于有限的通信选项，例如来自FCC的在航空频谱可用的有限频率和窄带宽/频谱，而具有用于从飞机取回可以是或者可以不是全飞行引擎数据的高成本。过大的引擎数据文件需要高带宽，例如，大约10kbps直至大约36MB/FLT HR(无压缩)，那些非GDL系统可能不能输送这么大的文件。

虽然如在‘165、‘179和‘734专利中所公开的地面数据链接单元是优于现有技术引擎监控系统的主要改进，但是所公开的地面数据链接单元通常是安装在飞机上的大单元并且与如前所述的许多机载系统连接。因此，Harris公司开发出了无线引擎监控系统(WEMS)模块，该模块实时地监控飞机引擎，而不借助于与许多飞机系统连接的较大的地面数据链接单元。WEMS模块在共同受让的美国专利No.6,943,699、7,456,756、7,595,739和7,755,512中公开，这些专利的全部公开内容通过引用被结合于此。