[发明专利]用于监控飞行器发动机的系统和方法

说明书

一种用于监控飞行器发动机的系统，包括：获取模块(3)，用于获取与飞行器发动机(15)相关的物理尺寸的当前测量值，物理尺寸被称为物理输入尺寸(ME)和物理输出尺寸(MS)；模块(5)，用于模拟飞行器发动机的物理行为，以根据输入物理尺寸(ME)的当前测量值来模拟输出物理尺寸(VS)；处理器，用于计算输出物理尺寸(VS)的模拟值和输出物理尺寸(MS)的所对应的当前测量值之间的物理裕度，物理裕度被称为实际无论裕度(MR)；用于预测裕度的学习模块(7)，所述裕度(MP)使用输入物理尺寸(ME)的当前测量值来预测，且处理器(9)配置成计算监控残差(R)，监控残差给出飞行器发动机的状态的指示。

技术领域

本发明涉及监控飞行器发动机的领域。具体地，本发明涉及一种用于跟踪发动机的状态以预测维护操作的监控方法和系统。

术语“飞行器发动机”指的是安装在飞行的飞行器尤其是直升机和飞机上的所有涡轮发动机。

背景技术

目前，通过在被称为发动机功率检查(EPC)的特定机动过程中计算裕度或指标，来跟踪飞行器发动机特别是直升机发动机的状态。使用模拟发动机的热力学行为的物理模型来计算裕度。更具体地，模型接收与发动机和飞行条件相关的数据作为输入，并根据输入数据输出估计数据。输出数据中的变量还由传感器实时记录，使得通过从对应于相同变量的记录中减去估计值来计算裕度。随后根据飞行日期显示这些裕度，允许通过视觉或统计技术对裕度进行分析，以检测裕度的异常和趋势。

然而，在启动自动数据分析程序之前，要求飞行员首先将飞行器置于稳定阶段的特定飞行条件下。这个问题通过专利FR3003032中描述的、用于执行这些稳定阶段的自动检测的方法来解决。该方法包括在计算裕度之前，检测验证了热力学模型的有效性限制的条件。

然而，这些裕度仅在物理模型保持有效的那些部分上保持有效，因此受到监控操作范围的限制。此外，由于稳定阶段的数据量较小，使得有时需要飞行员执行完全专用于计算裕度的飞行，这表示额外的工作量和成本。

因此，本发明的目的是提供一种用于监控和跟踪飞行器发动机的系统，该系统弥补了上述缺点，特别是通过最佳地利用在飞行期间测量的数据来确定发动机健康状态的准确指标，而弥补了上述缺点。

发明内容

本发明涉及一种适于监控飞行器发动机的监控系统，所述系统包括：

-获取模块，获取模块配置成在飞行器的飞行时间期间，获取与飞行器发动机及其环境相关的物理量的当前测量值，该物理量被称为物理输入量和物理输出量，

-用于模拟所述飞行器发动机的物理行为的模块，该模块配置成根据物理输入量的所述当前测量值来模拟物理输出量的值，

-处理器，处理器配置成计算物理输出量的所述模拟值和物理输出量的所对应的当前测量值之间的物理裕度，物理裕度被称为实际裕度，

-学习模块，学习模块配置成根据物理输入量的当前测量值来预测裕度，该裕度被称为预测裕度，且所述处理器还配置成计算所述实际裕度和所述预测裕度之间的监控残差，所述监控残差给出飞行器发动机的状态的指示。

该系统由模拟模块和学习模块之间的混合组合(而不是简单的并置)组成，从而产生协同作用，使得当然除了允许物理模型在其通常的操作模式下使用之外，还允许物理模型在其正常操作模式之外使用。这使得可以更好地利用模拟模块所使用的物理模型的有效性空间中的数据，还可获得该有效性空间之外的信息。还应当注意，如果学习模块单独使用，则学习模块需要考虑大量物理变量。这可使对学习的理解变得非常复杂，因为连接这些变量的物理定律可能不是线性的，因此对初始条件非常敏感，使得微小的差异可能导致非常不同的结果，致使预测非常嘈杂。

有利地，在所述飞行器的飞行的稳定阶段和瞬态阶段期间获取物理输入量和物理输出量的所述当前测量值。