[發明專利]一種監測直升機完好性與使用狀態的系統及其監測方法

有效

• 申請號: 201210545610.0
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102963533A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 莫固良;沈勇;汪慧云
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所
• 主分類號: B64D45/00
• 分類號: B64D45/00
• 代理公司: 上海和躍知識產權代理事務所(普通合伙) 31239
• 代理人: 杜林雪

技術領域

本發明涉及自動化控制領域中的直升機狀態監測與故障診斷技術，尤其涉及一種監測直升機完好性與使用狀態的系統及其監測方法。

背景技術

直升機在飛行過程中，起降次數多，發動機使用功率變化頻繁，傳動部件多、結構復雜，旋翼和尾槳引起的結構振動大，動力傳動部件易受損傷，以及直升機的飛行環境復雜等因素為直升機飛行安全保障和日常使用維修增加了難度，使得安全性與維護性問題日益突出。傳統的直升機維護方法是定時維修與事件觸發維修相結合，這樣做的結果是不僅耗時多、維護成本高，更重要的是無法對直升機的多工況運行狀態進行監控，不能及時發現直升機關鍵壽命部件的潛在安全隱患，對直升機飛行安全造成了威脅。發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種監測直升機完好性與使用狀態的系統（Health?andUsage?Monitoring?System，簡稱HUMS），該系統是以視情維護為主的維修方式，對影響直升機安全的關鍵部件進行監測，提高對影響直升機安全的關鍵部件診斷、健康管理的監測、準確能力及降低虛警率，建立直升機部件及飛行狀態數據庫；對直升機需要維護保障的設備進行綜合，組成自主保障維護系統替代原有定期維護方式。

解決本發明技術問題的技術方案如下：

一種監測直升機完好性與使用狀態的系統，系統由機載部分和地面部分組成，所述機載部分包括振動傳感器、轉速傳感器、軌跡傳感器、發動機傳感器、HUMS監測計算機、機載顯示器；

所述振動傳感器分別設置在旋翼、傳動系統、發動機系統、機體，通過各自位置上的振動傳感器導線與HUMS監測計算機上的相應接口連通；

所述轉速傳感器分別設置在主旋翼、尾槳、尾傳動軸，通過各自位置上的轉速傳感器導線與HUMS監測計算機上的相應接口連通；

所述軌跡傳感器設置在主旋翼，通過旋翼軌跡傳感器導線與HUMS監測計算機上的相應接口連通；

所述發動機傳感器設置在發動機系統上，通過發動機傳感器導線與HUMS監測計算機上的相應接口連通；

所述HUMS監測計算機對發動機參數、旋翼參數、振動參數、轉速參數、加速參數等信號進行采集、處理和分析，同時將原始數據及分析后的結論性數據傳送至機載顯示器，顯示并存儲；

所述機載顯示器安裝在直升機駕駛艙內，顯示接收到的機載采集器在飛行過程中的參數測量信息，并存儲所有信息及數據文件由地面軟件進行顯示回放；

所述地面部分包括快取記錄卡、地面處理系統；

所述快取記錄卡通過以太網接收機上記錄信息；

所述地面處理系統包括電源模塊、信調模塊、采集處理及監測告警模塊和總線模塊，地面處理系統通過讀取快取記錄卡信息獲得機上數據，并將處理分析結果生成數據報表。

進一步，本發明所述機載部分還包括一個機載接線盒，將HUMS監測計算機與傳感器交聯轉接。

進一步：HUMS監測計算機設有電源板一塊：其中電源濾波器及蓄電電容安裝在殼體上；信調板三塊；采集處理器及監測告警板一塊；總線模塊一塊；底板一塊；電源板、信調板、采集處理及監測告警板、總線模塊板都安裝于底板之上，電源板為其它電路板提供所需電能

一種監測直升機完好性與使用狀態的系統的監測方法，包括如下步驟：

步驟1）通過振動傳感器獲取旋翼、傳動系統、發動機系統、機體的振動狀態，轉速傳感器獲取主旋翼、尾槳和傳動軸的轉速參數，軌跡傳感器獲取主旋翼揮舞和擺振角度，發動機傳感器獲取發動機參數，并將所有獲取的狀態參數信息傳送至HUMS監測計算機。

步驟2）數據采集器對發動機參數、旋翼參數、振動參數、轉速參數、加速參數等信號進行采集、處理和分析，進行超限判斷及告警輸出。

步驟3）顯示器顯示接收到的機載采集器在飛行過程中的參數測量信息，發送告警指示（注意級）提醒駕駛員保障直升機飛行安全；

步驟4）快取記錄卡通過以太網接收機上記錄信息；

步驟5）地面處理系統通過讀取快取記錄卡信息獲得機上數據，并將處理分析結果生成數據報表。

進一步，步驟2的轉速參數的處理方法為：

步驟1）由轉速信調板對主旋翼、尾槳轉速信號進行限壓和整形處理；

步驟2）再將差分電壓信號變成方波信號；

步驟3）根據傳感器分辨率及方波個數計算出速度值。進一步，步驟2中加速參數信號的測量方法，包括：

步驟1）振動信調板對加速度信號進行降噪；

步驟2）再經低通濾波；