Способ и устройство мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий турбореактивного двигателя

Способ и устройство мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий турбореактивного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к общей области авиации.

В частности, оно касается мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий турбореактивного двигателя, которым оборудован летательный аппарат.

Под «переменными геометриями» в данном случае следует понимать размеры, формы и/или положения органов двигателя и/или положения или скорости органов агрегатов, отличных от вращающихся органов двигателя, которые можно менять в зависимости от обнаруженных событий или от режимов двигателя. Примерами «переменных геометрий» являются углы установки лопаток статора с регулируемым углом установки для направляющего аппарата компрессора, положения разгрузочных вентилей компрессора, зазоры в вершинах турбинных лопаток и положения топливного дозатора.

Традиционно эти изменения размеров, форм или положений осуществляют гидравлические приводные системы, использующие топливо в качестве рабочей жидкости. Этими приводными системами управляет электронный модуль регулирования ECU (Electronic Control Unit) или полностью автономный электронно-цифровой контроллер двигателя летательного аппарата (или FADEC от “Full Authority Digital Engine Control”) таким образом, чтобы адаптировать переменные геометрии к сценарию полета (или полетной задачи) летательного аппарата. Управление осуществляют при помощи контуров обратной связи.

Таким образом, понятно, что мониторинг приводных систем переменных геометрий в турбореактивном двигателе является важнейшей задачей с точки зрения обеспечения работы и КПД турбореактивного двигателя.

Деградация работы этих приводных систем выражается, в частности, в положениях и/или размерах органов турбореактивного двигателя, не соответствующих командам блока ECU в установившемся режиме, или в медленной реакции этих органов на команды в переходном режиме. Эти деградации являются предвестниками неисправности. Как правило, на первой стадии их компенсируют при помощи контуров обратной связи приводных систем или, что протекает без существенных последствий, посредством переконфигурирования приводных систем (например, смена активного канала управления).

Однако после некоторого периода времени, если деградации остаются и усугубляются, они уже не поддаются компенсации и могут привести к снижению характеристик или к невозможности работы турбореактивного двигателя. В этом случае система регулирования ECU выдает сообщение о неисправности.

Понятно, что обнаружение этих повреждений является слишком запоздалым, так как оно осуществляется только тогда, когда приводная система вышла из строя.

Таким образом, существует потребность в разработке эффективного способа мониторинга контуров обратной связи приводных систем переменных геометрий турбореактивного двигателя, в частности, чтобы можно было выдавать уведомление технического обслуживания этих приводных систем до того, как турбореактивный двигатель выйдет из строя или станет не эффективным, стараясь при этом свести к минимуму число бесполезных и несвоевременных операций обслуживания.

Например, документ FR 2939924 и не опубликованный на сегодняшний день документ FR 1058681 описывают методики обнаружения неисправностей в двигателе летательного аппарата, включающие в себя оценку множества индикаторов.

Документ “Hydraulic Actuation Loop Degradation Diagnosis and Prognosis”, E. Diez-Liedo, J. Aguilar-Martin, J-R. Massé, A. Sif et E. Griful, 1^st CEAS European Air and Space Conference, 2007 рассматривает использование методик диагностики и прогнозирования для мониторинга контура обратной связи систем привода лопаток статора с переменным углом установки.

ОБЪЕКТ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение призвано, в частности, удовлетворить эту потребность и предложить способ мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий турбореактивного двигателя, которым оборудован летательный аппарат, причем эта приводная система содержит сервоклапан, управляющий первым и вторым силовыми цилиндрами. Согласно изобретению, способ мониторинга содержит:

- этап оценки множества параметров мониторинга на основании данных работы контура обратной связи, причем эти параметры мониторинга выбирают, по меньшей мере, из одной из следующих категорий параметров:

категория параметров, характеризующих положение силовых цилиндров;

категория параметров, характеризующих скорость силовых цилиндров;

категория параметров, характеризующих коэффициенты авторегрессионных моделей, используемых для прогнозирования положения силовых цилиндров в зависимости от тока управления сервоклапаном; и

категория параметров, характеризующих ток управления сервоклапаном или интегральный ток контура обратной связи;

- этап получения множества индикаторов на основании параметров мониторинга;

- этап определения, по меньшей мере, одной сигнатуры на основании значений, по меньшей мере, части индикаторов; и

- этап обнаружения и локализации деградации, влияющей на контур обратной связи, в зависимости от указанной, по меньшей мере, одной определенной сигнатуры.

Соответственно, объектом изобретения является также устройство мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий турбореактивного двигателя, которым оборудован летательный аппарат, причем эта приводная система содержит сервоклапан, управляющий первым и вторым силовыми цилиндрами. Согласно изобретению, устройство мониторинга содержит:

- средства оценки множества параметров мониторинга на основании данных работы контура обратной связи, причем эти параметры мониторинга выбирают, по меньшей мере, из одной из следующих категорий параметров:

категория параметров, характеризующих положение силовых цилиндров;

категория параметров, характеризующих скорость силовых цилиндров;

категория параметров, характеризующих коэффициенты авторегрессионных моделей, используемых для прогнозирования положения силовых цилиндров в зависимости от тока управления сервоклапаном; и

категория параметров, характеризующих ток управления сервоклапаном или интегральный ток контура обратной связи;

- средства получения множества индикаторов на основании параметров мониторинга;

- средства определения, по меньшей мере, одной сигнатуры на основании значений, по меньшей мере, части индикаторов; и

- средства обнаружения и локализации деградации, влияющей на контур обратной связи, в зависимости от указанной, по меньшей мере, одной определенной сигнатуры.

Таким образом, изобретение предлагает надежные способ и устройство мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий. Такая приводная система является, например, приводной системой переменных геометрий, выбираемых среди:

- углов установки лопаток статора с регулируемым углом установки для направляющих аппаратов компрессора,

- расхода топлива,

- зазоров в вершинах лопаток турбины высокого давления или низкого давления, и

- положений разгрузочного клапана компрессора турбореактивного двигателя.

Следует отметить, что в рамках изобретения деградация, влияющая на контур обратной связи, может обозначать любой тип дефекта или повреждения, влияющего на этот контур обратной связи. Собственно говоря, речь идет о предвестниках неисправности, то есть деградация, следствием которой, если она сохраняется и усугубляется, может стать выход из строя или снижение эффективности турбореактивного двигателя.

Предпочтительно изобретение обеспечивает не только прогнозирование неисправностей, которые могут влиять на контур обратной связи, но также их локализацию (например, на уровне управления контуром обратной связи, схемы считывания реально применяемых команд и т.д.), в частности, благодаря использованию сигнатур (или симптомов), характеризующих работу контура обратной связи, за заранее определенный период времени.

В этом случае можно генерировать целевое превентивное уведомление технического обслуживания, касающееся приводной системы, позволяющее, с одной стороны, упредить неисправность турбореактивного двигателя и, с другой стороны, целенаправленно вмешаться в приводную систему.

Таким образом, за счет улучшения мониторинга приводной системы изобретение позволяет избежать избыточного и бесполезного обслуживания турбореактивного двигателя, одновременно обеспечивая возможность его работы и производительность. При этом изобретение позволяет сократить расходы на обслуживание и на топливо.

В варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, один из параметров оценивают на основании авторегрессионной модели, зависящей, по меньшей мере, от одной экзогенной переменной, выбираемой среди:

- давления воздуха камеры сгорания турбореактивного двигателя;

- дозированного расхода топлива, по меньшей мере, в одной форсунке камеры сгорания турбореактивного двигателя; и

- скорости вращения вала высокого давления турбореактивного двигателя.

Использование авторегрессионной модели позволяет применять предсказательный мониторинг приводной системы, то есть не только диагностировать неисправности приводной системы, но также прогнозировать их изменение и их развитие в течение срока службы турбореактивного двигателя. Этот признак может, таким образом, способствовать рациональному обслуживанию турбореактивного двигателя в зависимости от серьезности неисправности.

Кроме того, авторегрессионную модель или авторегрессионные модели можно корректировать в зависимости от условий окружающей среды турбореактивного двигателя. Поэтому, чтобы в полной мере использовать преимущества заявленного способа, нет необходимости добиваться равнозначных условий с точки зрения давления воздуха в камере сгорания турбореактивного двигателя, дозированного расхода топлива в форсунке или форсунках камеры сгорания и/или скорости вращения вала высокого давления турбореактивного двигателя.

Наоборот, изобретение позволяет адаптировать динамику рассматриваемой(ых) авторегрессионной модели или авторегрессионных моделей, например, в зависимости:

- от расхода топлива, обеспечиваемого топливным насосом, который зависит от скорости вращения вала высокого давления турбореактивного двигателя;

- от сопротивления воздуха на кинематике, зависящего от давления воздуха в камере сгорания турбореактивного двигателя; и/или

- от расхода, имеющегося для приводной системы и зависящего от дозированного расхода топлива в форсунках камеры сгорания турбореактивного двигателя.

Таким образом, авторегрессионные модели, используемые для оценки параметров, являются более точными и позволяют избежать ложных тревог, связанных с изменением коэффициентов авторегрессионной модели или авторегрессионных моделей по причине изменения этих окружающих условий.

Категория параметров, характеризующих положение силовых цилиндров, может содержать, например, по меньшей мере, один из следующих параметров:

- параметр, характеризующий измеренное моментальное положение первого силового цилиндра;

- параметр, характеризующий измеренное моментальное положение второго силового цилиндра;

- параметр, характеризующий прогноз положения первого силового цилиндра;

- параметр, характеризующий прогноз положения второго силового цилиндра;

- параметр, характеризующий прогноз общего положения силового цилиндра.

Предпочтительно в этом варианте выполнения множество индикаторов включает в себя:

- индикатор i_EVS, представляющий нормализованное среднее квадратичное отклонение между параметром, характеризующим прогноз общего положения силового цилиндра, и моментальным общим положением силовых цилиндров;

- индикатор i_EVA, представляющий нормализованное среднее квадратичное отклонение между параметром, характеризующим измеренное моментальное положение первого силового цилиндра, и параметром, характеризующим прогноз положения первого силового цилиндра;

- индикатор i_EVB, представляющий нормализованное среднее квадратичное отклонение между параметром, характеризующим измеренное моментальное положение второго силового цилиндра, и параметром, характеризующим прогноз положения второго силового цилиндра;

- индикатор i_CID, определяемый в зависимости от параметра, характеризующего средний ток управления сервоклапаном, нормализованного по параметру, характеризующему контрольный ток управления; и

- индикатор i_CINT, определяемый в зависимости от параметра, характеризующего средний интегральный ток контура обратной связи, нормализованного по параметру, характеризующему контрольный интегральный ток.

Эти индикаторы способствуют надежному мониторингу и позволяют существенно сократить ложные тревоги в том, что касается обнаружений деградаций «механического» типа приводной системы и прогнозирования неисправностей.

Под «деградацией механического типа приводной системы» в рамках изобретения следует понимать то, что деградированным оказывается механический элемент приводной системы (например, износ механической детали, такой как привод крутящего момента).

В частности, вышеуказанные индикаторы позволяют надежно обнаруживать механические деградации приводной системы, например, такие как сдвиг тока управления одного из силовых цилиндров, перекрывание диафрагмы охлаждения одного из силовых цилиндров, внутренний износ корпуса одного из силовых цилиндров, который может привести к увеличению его внутренней утечки.

Согласно варианту выполнения, положение первого силового цилиндра, соответственно второго силового цилиндра измеряют при помощи датчика положения, содержащего вторичные обмотки, при этом эффективные напряжения вторичных обмоток зависят от положения силового цилиндра, и множество индикаторов включает в себя:

- индикатор i_EPA, характеризующий отклонение предсказания положения первого силового цилиндра;

- индикатор i_EPB, характеризующий отклонение предсказания положения второго силового цилиндра;

- индикатор i_SOMA, определяемый в зависимости от параметра, представляющего среднее значение суммы эффективных напряжений вторичных обмоток датчика положения первого силового цилиндра, нормализованного по параметру, характеризующему среднее контрольное положение первого силового цилиндра;

- индикатор i_SOMB, определяемый в зависимости от параметра, представляющего среднее значение суммы эффективных напряжений вторичных обмоток датчика положения второго силового цилиндра, нормализованного по параметру, характеризующему среднее контрольное положение второго силового цилиндра;

- индикатор i_EWRAP, характеризующий среднее отклонение между током управления сервоклапаном и измеренным обратным током управления.

Эти индикаторы способствуют надежному мониторингу. Они позволяют существенно сократить ложные тревоги, касающиеся обнаружения деградаций «электрического» типа приводной системы, например, таких как неплотные контакты на цепях управления или измерения силовых цилиндров, а также прогнозирования неисправностей.

Кроме того, эти индикаторы способствуют идентификации и локализации деградированных компонентов в контуре обратной связи: силового цилиндра, сервоклапана, гидромеханического блока (HMU, Hydro Mechanical Unit), содержащего сервоклапан, электрических проводов (известных также под названием жгутов), передающих ток управления или индикации положения, и т.д.

В ДРУГОМ ВАРИАНТЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

- этапы оценки параметров мониторинга и получения индикаторов применяют для каждого полета из множества последовательных полетов летательного аппарата;

- в ходе этапа оценки оценивают параметр мониторинга, характеризующий ток управления сервоклапаном приводной системы и, по меньшей мере, один параметр мониторинга, характеризующий скорость силового цилиндра;

- в ходе этапа получения индикаторы получают посредством анализа изменений, упомянутого, по меньшей мере, одного параметра мониторинга, характеризующего скорость силового цилиндра, в зависимости от параметра мониторинга, характеризующего ток управления;

- в ходе этапа определения упомянутую, по меньшей мере, одну сигнатуру определяют на основании индикаторов, полученных за множество последовательных полетов летательного аппарата, и она характеризует изменение этих индикаторов в ходе этих полетов; и

- этап обнаружения включает в себя этап сравнения упомянутой, по меньшей мере, одной сигнатуры, по меньшей мере, с одной контрольной сигнатурой, соответствующей, по меньшей мере, одной заранее определенной деградации, которая может повлиять на контур обратной связи.

Соответственно в этом варианте выполнения устройство мониторинга отличается тем, что:

- средства оценки параметров мониторинга и средства получения индикаторов активируются для каждого полета из множества последовательных полетов летательного аппарата;

- средства оценки выполнены с возможностью оценки параметра мониторинга, характеризующего ток управления сервоклапаном приводной системы и, по меньшей мере, одного параметра мониторинга, характеризующего скорость силового цилиндра приводной системы;

- средства получения выполнены с возможностью получения индикаторов посредством анализа изменений, упомянутого, по меньшей мере, одного параметра мониторинга, характеризующего скорость силового цилиндра, в зависимости от параметра мониторинга, характеризующего ток управления;

- средства определения упомянутой, по меньшей мере, одной сигнатуры выполнены с возможностью определения упомянутой, по меньшей мере, одной сигнатуры на основании индикаторов, полученных за множество последовательных полетов летательного аппарата, при этом упомянутая, по меньшей мере, одна сигнатура характеризует изменение этих индикаторов в ходе этих полетов; и

- средства обнаружения включают в себя средства сравнения упомянутой, по меньшей мере, одной сигнатуры, по меньшей мере, с одной контрольной сигнатурой, соответствующей, по меньшей мере, одной заранее определенной деградации, которая может повлиять на контур обратной связи.

В этом варианте выполнения нас преимущественно интересует обнаружение деградаций типа «механических». Например, в случае контура обратной связи приводной системы, управляющего изменением углов установки лопаток статора с регулируемым углом установки (VSV, Variable Stator Vane), такая механическая деградация может привести к отклонению тока покоя сервоклапана приводной системы (по причине износа механических деталей приводной системы, в частности, таких как привод крутящего момента) или к утечке между камерами силового цилиндра приводной системы (называемой также междукамерной утечкой).

Предпочтительно изобретением предлагается предсказательный мониторинг приводной системы, основанный на отслеживании во времени (то есть, на нескольких последовательных полетах летательного аппарата) привилегированных индикаторов, построенных на основании данных работы контура обратной связи, измеряемых во время этих полетов.

Согласно изобретению, эти привилегированные индикаторы получают посредством анализа изменений, по меньшей мере, одного так называемого параметра мониторинга, характеризующего скорость силового цилиндра приводной системы, в зависимости от параметра мониторинга, характеризующего ток управления сервоклапаном приводной системы. Значения этих параметров мониторинга оценивают на основании данных работы, измеренных во время рассматриваемых последовательных полетов.

Следует отметить, что под параметром мониторинга, характеризующим скорость силового цилиндра приводной системы, следует понимать любой тип параметра, эквивалентный скорости силового цилиндра. Так, речь может идти о скорости отдельного силового цилиндра приводной системы или, если приводная система содержит несколько силовых цилиндров, - скорости, производной от общего положения, оцениваемого при помощи исправных каналов приводной системы.

Действительно, авторы изобретения установили, что изучение этих параметров мониторинга и вытекающих из них индикаторов позволяет не только обнаруживать механические деградации, влияющие на контур обратной связи, но также различать деградации относительно друг друга, то есть идентифицировать, на каких элементах они проявляются, иначе говоря, осуществлять их локализацию (сервоклапан или силовой(ые) цилиндр(ы) и, в случае необходимости, на каком(их) силовом(ых) цилиндре(ах)). Таким образом, изобретение является особенно примечательным тем, что оно предлагает надежный мониторинг контура обратной связи приводной системы, основанный на датчиках, уже присутствующих на летательном аппарате.

Для этого изобретение применяет, в частности, сравнение, по меньшей мере, одной сигнатуры, характеризующей изменение во времени индикаторов, получаемых на основании этих параметров, с контрольными сигнатурами, соответствующими заранее определенным деградациям.

Предпочтительно в этом варианте выполнения изобретения, по меньшей мере, один полученный индикатор соответствует характеристике, по меньшей мере, одной кривой, моделирующей изменения упомянутого, по меньшей мере, одного параметра, характеризующего скорость силового цилиндра, в зависимости от параметра, характеризующего ток управления сервоклапаном.

В рамках изобретения под характеристикой кривой следует понимать любой элемент, который может характеризовать всю или часть этой кривой, как, например, конкретную точку этой кривой, или ее абсциссу, или ее ординату, коэффициент направления части этой кривой и т.д.

Преимуществом таких индикаторов является их низкая чувствительность к окружающим условиям, в которых измеряют рабочие данные. Поэтому при таких индикаторах, чтобы использовать преимущества способа согласно изобретению, нет необходимости стараться применить равнозначные условия, в частности, с точки зрения давления воздуха в камере сгорания турбореактивного двигателя, дозированного расхода топлива в форсунке или форсунках камеры сгорания и/или скорости вращения вала высокого давления турбореактивного двигателя, или нормализовать эти индикаторы по отношению к этим окружающим условиям.

Кроме того, мониторинг, предлагаемый изобретением на основе этих индикаторов, имеет преимущество, являясь робастным по отношению к внешним усилиям, прикладываемым к одному и/или другому из силовых цилиндров (например, радиальная или осевая нагрузка, прикладываемая к штоку силового цилиндра или силовых цилиндров).

В предпочтительном варианте выполнения получают следующие индикаторы:

- ток покоя или равновесия контура обратной связи: этот ток соответствует току управления сервоклапаном, когда скорость силового цилиндра или силовых цилиндров является нулевой; и

- абсцисса или ордината, по меньшей мере, одной точки, для которой наблюдают изменение крутизны с двух сторон от этой точки.

По сути дела эти индикаторы связаны с местонахождением точки равновесия привода крутящего момента сервоклапана, то есть части сервоклапана, которая преобразует ток управления (иначе говоря, электрическую мощность) в перемещение силовых цилиндров (иначе говоря, в механическую мощность) за счет электромагнитного эффекта. Отслеживание местонахождения этой точки равновесия (и, следовательно, индикаторов) в ходе последовательных полетов летательного аппарата позволяет идентифицировать, изменились ли характеристики контура обратной связи и, в случае необходимости, определить, что приводная система вышла из своего нормального состояния.

Таким образом, изобретение обеспечивает относительно простой мониторинг контура обратной связи, поскольку он основан на относительно ограниченном числе индикаторов. Кроме того, вышеупомянутые индикаторы способствуют надежному мониторингу контура обратной связи и позволяют существенно сократить ложные тревоги в том, что касается обнаружения механических деградаций приводной системы и прогнозирования неисправностей.

В другом варианте выполнения изобретения в качестве индикатора дополнительно получают, по меньшей мере, один коэффициент направления прямой, полученной путем линейной регрессии точек, используемых для построения кривой.

Получение такого(их) индикатора(ов) позволяет повысить надежность мониторинга, осуществляемого в рамках изобретения.

В других вариантах выполнения можно предусмотреть, чтобы способ и устройство мониторинга в соответствии с изобретением имели все или часть вышеупомянутых признаков.

В частном варианте выполнения различные этапы способа мониторинга определены в командах компьютерных программ.

Следовательно, объектом изобретения является также компьютерная программа на носителе информации, причем эту программу можно применять в устройстве мониторинга или, в целом, в компьютере, причем эта программа содержит команды, адаптированные для осуществления этапов описанного выше способа мониторинга.

Эта программа может использовать любой язык программирования и может быть выполнена в виде исходного кода, объектного кода или в виде промежуточного кода между исходным кодом и объектным кодом, например, в компилированном виде или в любом другом требуемом виде.

Объектом изобретения является также носитель информации, считываемый компьютером и содержащий команды вышеупомянутой компьютерной программы.

Носитель информации может быть любым элементом или устройством, выполненным с возможностью записи на нем программы. Например, носитель может содержать средство хранения данных, такое как ROM, например, CD-ROM или ROM микроэлектронной схемы, или магнитное средство записи, например, дискета (floppy disc) или жесткий диск.

С другой стороны, носитель информации может быть передаваемым носителем, таким как электрический или оптический сигнал, который может проходить по электрическому или оптическому проводу, по радио или при помощи других средств. Программу в соответствии с изобретением можно, в частности, загружать через сеть типа Интернет.

В альтернативном варианте носитель информации может быть интегральной схемой, в которой установили программу, при этом схема выполнена с возможностью исполнения или участия в исполнении рассматриваемого способа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют не ограничительный пример выполнения и на которых:

Фиг. 1 - устройство мониторинга контура обратной связи приводной системы переменных геометрий в соответствии с изобретением в частном варианте выполнения изобретения.

Фиг. 2 - схема материальной архитектуры устройства мониторинга, показанного на фиг. 1, в частном варианте выполнения изобретения.

Фиг. 3 - блок-схема основных этапов способа мониторинга в соответствии с изобретением, когда его осуществляют при помощи устройства мониторинга, показанного на фиг. 1, согласно первому варианту выполнения изобретения.

Фиг. 4 - блок-схема основных этапов способа мониторинга в соответствии с изобретением, когда его осуществляют при помощи устройства мониторинга, показанного на фиг. 1, согласно второму варианту выполнения изобретения.

Фиг. 5 - пример кривой С, моделирующей изменения скорости силового цилиндра в зависимости от тока управления сервоклапаном при полете летательного аппарата, во втором варианте выполнения.

Фиг. 6А и 6В - несколько индикаторов, которые можно выделить на кривой С, показанной на фиг. 5, в двух частных вариантах выполнения.

Фиг. 7 иллюстрирует поведение кривой С, показанной на фиг. 5, в присутствии отклонения тока покоя сервоклапана.

Фиг. 8 иллюстрирует поведение кривой С, показанной на фиг. 5, в присутствии внутренней утечки в силовом цилиндре приводной системы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как было указано выше, изобретение касается мониторинга контуров обратной связи приводных систем переменных геометрий турбореактивного двигателя, которым оборудован летательный аппарат.

В представленных примерах будет рассмотрен мониторинг контура обратной связи приводной системы, управляющей изменением углов установки лопаток статора турбореактивного двигателя, известных также под названием VSV (Variable Stator Vane).

Вместе с тем, этот случай вовсе не является ограничительным. Изобретение можно применять также к другим приводным системам переменных геометрий, что будет показано ниже.

На фиг. 1 в своем окружении показано устройство 1 мониторинга в соответствии с изобретением в частном варианте выполнения. В данном случае устройство 1 мониторинга выполнено с возможностью отслеживания системы 2 привода VSV турбореактивного двигателя летательного аппарата (не показаны), при этом приводной системой 2 управляет контур 3 обратной связи или контур управления. Такая система привода VSV и такой контур обратной связи сами по себе известны, их описание представлено только в сжатом виде.

В рассматриваемом примере приводная система 2 содержит два резервированных силовых цилиндра 21 и 22, механически соединенных друг с другом.

Каждый силовой цилиндр связан с датчиком положения (соответственно 23 и 24), например, таким как датчик LVDT (Linear Variable Displacement Transducer), установленный в силовом цилиндре. Как известно, такой датчик LVDT содержит:

- первичную обмотку, питаемую переменным током;

- магнитный курсор; и

- две вторичные обмотки, обозначаемые ЕА и ЕВ.

Следует отметить, что положение магнитного курсора влияет на эффективные напряжения на контактах вторичных обмоток, обозначаемых Vi_EA и Vi_EB, i=23, 24 в зависимости от рассматриваемого датчика. Положение пропорционально количеству:

V i _ E A − V i _ E B V i _ E A + V i _ E B

Положением силовых цилиндров 21 и 22 управляет сервоклапан 25, которым, в свою очередь, управляет контур 3 обратной связи. В частности, сервоклапан 25 адаптирует гидравлическую мощность, подаваемую на силовые цилиндры 21 и 22, в зависимости от электрического тока управления iCMD, который поступает на него от контура 3 обратной связи.

Положения силовых цилиндров 21 и 22, измеряемые соответственно при помощи датчиков 23 и 24 и обозначаемые VSV1 и VSV2, поступают в блок 31 выбора контура 2 обратной связи.

Блок 31 выбора выполнен с возможностью оценки общего моментального положения VSVsel, которое он оценивает на основании положений VSV1 и VSV2.

Например, определяют достоверность положений VSV1 и VSV2, и VSVsel равно среднему значению измеренных положений VSV1 и VSV2, если оба они являются достоверными, или одному или другому из измеренных положений VSV1 и VSV2, если только одно из положений является достоверным. В частности, VSVsel=VSV1, если достоверно VSV1, а VSV2 недостоверно, и VSVsel=VSV2, если достоверно VSV2, а VSV1 недостоверно.

Контур 3 обратной связи содержит также, как известно, контрольный блок 32. Этот контрольный блок 32 выполнен с возможностью сравнения общего моментального положения VSVsel, выдаваемого блоком 31 выбора, с так называемым положением управления VSVCmd, характеризующим положение, в котором должны находиться силовые цлиндры в соответствии с правилами регулирования турбореактивного двигателя, применяемыми электронным блоком ECU через контур 3 обратной связи (VSVCmd является положением силового цилиндра, учитываемым для определения команды контура 3 обратной связи в рамках изобретения).

После этого контрольный блок 32 передает в блок 33 регулирования контура 3 обратной связи цифровой сигнал, отображающий отклонение положения между VSVsel и VSVCmd, типа интегральной пропорциональной поправки. Как известно, блок 33 регулирования выполнен с возможностью преобразования принятого цифрового сигнала сравнения в электрический ток управления iCMD и передачи этого тока на сервоклапан 25.

После этого сервоклапан 25 управляет положением силовых цилиндров 21 и 22, преобразуя электрический ток управления в гидравлическую мощность, как было указано выше.

В представленном примере устройство 1 мониторинга встроено в вычислительный блок ECU полностью автономного электронно-цифрового контроллера (FADEC) летательного аппарата, и контур 3 обратной связи, который содержит блоки 31, 32 и 33, реализуют при помощи компьютерной программы, исполняемой устройством 1 мониторинга. Таким образом, блоки 31, 32 и 33, показанные на фиг. 1, являются функциональными элементами, несмотря на то, что они показаны параллельно с конструктивными элементами приводной системы 2.

В варианте выполнения устройство 1 мониторинга установлено на борту летательного аппарата в концентраторе данных, который занимается алгоритмами обслуживания летательного аппарата.

В другом варианте выполнения устройство 1 мониторинга установлено в наземной системе.

В данном случае устройство 1 мониторинга имеет материальную архитектуру компьютера, как показано на фиг. 2.

В частности, оно содержит процессор 11, оперативную память 12, постоянную память 13 и средства 14 связи с оборудованием, установленным на борту летательного аппарата, например, таким как полностью автономный электронно-цифровой контроллер летательного аппарата, или с компонентами приводной системы 2 и контура 3 обратной связи. Как известно, это оборудование и устройство 1 мониторинга в соответствии с изобретением сообщаются друг с другом через линии или шины цифровых данных, которыми оборудован летательный аппарат и которые известны специалисту.

Устройство 1 мониторинга содержит также средства 15 связи с сервером эксплуатанта летательного аппарата (не показан). Эти средства содержат, например, сетевую карту для установления связи через сеть Интернет.

Постоянная память 13 содержит информативную программу в соответствии с изобретением, выполненную с возможностью осуществления основных этапов заявленного способа мониторинга, описание которых следует ниже в связи с двумя частными вариантами выполнения изобретения.

ПЕРВЫЙ ЧАСТНЫЙ ВАРИАНТ ВЫПОЛНЕНИЯ

На фиг. 3 представлены основные этапы способа мониторинга в соответствии с изобретением, когда его осуществляют при помощи устройства, показанного на фиг. 1, согласно первому варианту выполнения изобретения.

Согласно этому первому варианту выполнения, способ мониторинга содержит:

- этап оценки множества параметров мониторинга на основании данных работы контура обратной связи;

- этап получения множества индикаторов на основании параметров мониторинга;

- этап определения, по меньшей мере, одной матрицы сигнатуры, при этом каждая матрица сигнатуры характеризует значения, по меньшей мере, части индикаторов; и

- этап обнаружения и локализации деградации, влияющей на контур обратной связи, в зависимости от упомянутой, по меньшей мере, одной матрицы сигнатуры.

Кроме того, в ходе этапа оценки производят оценку множества параметров, выбираемых, по меньшей мере, из одной из следующих категорий:

- категория параметров, характеризующих положение силовых цилиндров;

- категория параметров, характеризующих коэффициенты авторегрессионных моделей, используемых для прогнозирования положения силовых цилиндров в зависимости от тока управления сервоклапаном; и

- категория параметров, характеризующих ток управления сервоклапаном или интегральный ток контура обратной связи.

Согласно этому первому варианту выполнения, мониторинг контура 3 обратной связи приводной системы 2 лопаток VSV осуществляют через различные группы данных, среди которых данные работы контура обратной связи, параметры мониторинга, индикаторы и сигнатуры (или симптомы). Далее со ссылками на фиг. 3 следует описание этих групп данных и их использования относительно друг друга для мониторинга контура 3 обратной связи.

Под данными работы контура обратной связи следует понимать данные, необходимые для работы приводной системы VSV и, в частности, контура обратной связи и/или характеризующие его работу.

В представленном примере будут рассмотрены следующие данные р