專利名稱：輔助動力單元的性能檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛機設(shè)備運行狀態(tài)檢測的方法，特別地，涉及一種機載輔助動力單元的性能檢測方法。
背景技術(shù)：
機載輔助動力單元(Airborne Auxiliary Power Unit),簡稱輔助動力單元APU,是安裝在飛機尾部的一臺小型渦輪發(fā)動機。APU的主要功能是提供電源和氣源，也有少量的 APU可以向飛機提供附加推力。具體來說，飛機在地面上起飛前，由APU供電來啟動主發(fā)動機，從而不需依靠地面電、氣源車來發(fā)動飛機。在地面時，APU還提供電力和壓縮空氣保證客艙和駕駛艙內(nèi)的照明和空調(diào)。在飛機起飛時，APU可作為備用電源使用。在飛機降落后，仍由APU供應(yīng)電力照明和空調(diào)。APU的功能決定了其運行的穩(wěn)定性直接關(guān)系到飛機的飛行成本和服務(wù)質(zhì)量。而且，在缺乏地面電源和氣源保障的情況下，APU —旦發(fā)生故障將會直接導(dǎo)致飛機無法運行。目前，對于APU的故障的排除和維護(hù)幾乎都是事后處理。然而，在飛機設(shè)備中，APU是維修費用較高的設(shè)備。并且，APU整體部件價格較高，存儲備件成本大，故障后送修周期高達(dá)4 5個月。事后處理的維護(hù)方式使得APU的穩(wěn)定運行得不到保證。而且，由于APU送修后的耗時很長，這也直接導(dǎo)致飛機延誤，甚至停飛。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個或多個技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種輔助動力單元APU的性能檢測方法，包括獲取所述APU運行的排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT ;將所述EGT與LCIT的差EGT-LCIT、STA,TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較；為所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的各個比較結(jié)果指定各自的權(quán)重；以及基于加權(quán)后的所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的所述比較結(jié)果，判斷所述APU的性能。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出一種APU的性能檢測方法，包括獲取APU運行參數(shù)，所述參數(shù)選擇自由以下參數(shù)組成的群組=APU運行排氣溫度EGT、啟動時間STA、引氣壓力PT和IGV角度；判斷所述參數(shù)是否發(fā)生了顯著變化；基于所述參數(shù)是否發(fā)生了顯著變化，確定所述APU的性能。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提出一種APU的性能檢測方法，包括獲取APU運行參數(shù)，所述參數(shù)選擇自由以下參數(shù)組成的群組=APU運行排氣溫度EGT和引氣壓力PT ;判斷所述參數(shù)是否接近于所述參數(shù)的極限值；以及基于所述參數(shù)是否接近于所述參數(shù)的極限值，確定所述APU的性能。


下面，將結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的飛機APU的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進(jìn)口導(dǎo)向葉片控制結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的APU性能變化曲線的示意圖；
圖5是空客公司的A13報文的一個實例；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的APU性能的檢測方法的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的APU性能的檢測方法的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的APU性能的檢測方法的流程圖。
具體實施例方式圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的飛機APU的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，APU100包括發(fā)電機102、齒輪箱104，壓氣機部分106和熱段部分108。壓氣機部分106包括前端軸流離心壓氣機105，用于產(chǎn)生高壓氣體，向外提供引氣。熱段部分108包括后端軸流離心壓氣機107。后端軸流離心壓氣機107用于向熱段部分108的燃燒室120提供高壓氣體，供燃燒室120燃燒使用。APU的燃油系統(tǒng)(未示出)向燃燒室120提供燃油。燃燒室120通過燃燒燃油產(chǎn)生高溫高壓氣體對熱段部分108的渦輪140做功，使渦輪140轉(zhuǎn)動。渦輪140通過軸103帶動前端軸流離心壓氣機105產(chǎn)生高壓氣體，并同時經(jīng)過齒輪箱104傳動，帶動發(fā)電機102。發(fā)電機102發(fā)電，向外提供電力。APU 一般屬于軸流離心式發(fā)動機，如GTCP131-9A、APS3200等型號。APU與飛機的發(fā)動機最大的區(qū)別是APU轉(zhuǎn)子是恒速的，而飛機發(fā)動機的轉(zhuǎn)子是變速的。因此，APU始終以恒定轉(zhuǎn)速下向前端軸流離心壓氣機105提供壓縮氣體，供給后部負(fù)載。APU中具有一個引氣控制活門，其控制引導(dǎo)高壓氣體流向引氣負(fù)載還是流向排氣管排出。因此，引氣的壓力從側(cè)面反映出了前端壓氣機性能的好壞。當(dāng)引氣負(fù)載功率需求越大，前端軸流離心壓氣機105轉(zhuǎn)動起來的阻力越大。為了維持恒定轉(zhuǎn)速，需要熱段部分108提供更大的扭力。APU的燃油控制系統(tǒng)輸送更多的燃油去燃燒室120燃燒，以提供更多的熱能給渦輪140以帶動前端部分恒速轉(zhuǎn)動。APU還具有探測APU排出氣體的排氣溫度(Exhaust Gas Temperature, EGT)的溫度探測傳感器和進(jìn)口導(dǎo)向葉片(Inlet Guide Vane, IGV)組件。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件200基本呈圓盤形。在靠近圓盤底部的側(cè)面上設(shè)置有多個進(jìn)口導(dǎo)向葉片(IGV)0多個進(jìn)口導(dǎo)向葉片可以在控制下開啟不同的角度。進(jìn)口導(dǎo)向葉片的角度范圍從15度到115度。進(jìn)口導(dǎo)向葉片不會完全關(guān)閉，葉片被設(shè)定在15度位置以冷卻前端軸流離心壓氣機105。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進(jìn)口導(dǎo)向葉片控制結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖所示，進(jìn)口導(dǎo)向葉片控制結(jié)構(gòu)300包括進(jìn)口導(dǎo)向葉片致動器(Inlet Guide Vane Actuator, IGVA)301和與其相連的線性可變差動變壓器(Line Variable Differential Transformer,LVDT) 302。進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件200安裝到前端軸流離心壓氣機105的進(jìn)氣通道上。LVDT連接到進(jìn)口導(dǎo)向葉片組件200上的IGV上。根據(jù)飛機對壓縮空氣的要求，IGVA通過LVDT控制IGV開啟合適的角度。
APU的EGT溫度探測器探測APU的排氣溫度EGT。由于APU自身建造的材料限制，EGT有一個限制值，即紅線值EGTRedLine。APU控制系統(tǒng)為了避免APU在超溫時燒毀報廢，一般會把實際的EGT控制在紅線值EGTRedLine之內(nèi)。因此，當(dāng)溫度探接近超溫紅線值時，APU的燃油系統(tǒng)將減 少燃油供給，以降低排氣溫度。同時，由于燃油供給變少，要帶動原有的大負(fù)載必然導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降。但是，由于APU必須維持恒定轉(zhuǎn)速，為了降低前端壓氣機的負(fù)載，APU將通過IGVA調(diào)節(jié)IGV的角度以調(diào)小進(jìn)氣口，減少氣體輸入到前端壓氣機的量給前端壓氣機減負(fù)。由此，前端壓氣機輸出的引氣壓力變小，流量變小。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的APU性能變化曲線的示意圖。隨著使用時間的增加，所有的APU性能都會逐漸變差，即衰退指數(shù)逐漸增力卩。APU性能的衰退指數(shù)比較穩(wěn)定時，APU性能處于穩(wěn)定期；當(dāng)APU的性能衰退逐漸加快時，APU的性能進(jìn)入衰退期；當(dāng)超過某一個閾值時，APU的性能進(jìn)入故障期，可能隨時出現(xiàn)故障。當(dāng)APU進(jìn)入故障期后，既影響APU的使用，對服務(wù)質(zhì)量和飛行安全產(chǎn)生不利后果；又容易產(chǎn)生非計劃性的維修，造成航班的延誤和停飛?，F(xiàn)有技術(shù)中還沒有手段可以對APU的性能是否進(jìn)入衰退期進(jìn)行檢測。而本發(fā)明的某些實施例可以實現(xiàn)這種檢測。對于衰退期的檢測有如下好處第一，當(dāng)APU處于衰退期時，發(fā)生故障的概率仍然非常低。如果選擇在此時機對飛機進(jìn)行檢修，飛行安全和服務(wù)質(zhì)量是可以得到保障的。第二，當(dāng)檢測到APU處于衰退期后，航空公司可以適時地安排對飛機的檢修，從而避免了非計劃的維修，減少飛機的延誤。也同時避免了按硬時限進(jìn)行檢修時造成的檢修成本的浪費。當(dāng)然，本發(fā)明的實施例也可以適用于故障期的檢測。為了實現(xiàn)對APU性能的檢測，需要監(jiān)視飛機上APU的運行狀態(tài)，獲取APU運行的相關(guān)數(shù)據(jù)。隨著飛機系統(tǒng)越來越復(fù)雜，飛機數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能也越來越強大。例如，空客的Aircraft Condition Monitoring System (ACMS)系統(tǒng)以及波音公司的 Aircraft HeathMonitor(AHM)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的一個特點就是可以實時監(jiān)測飛機的運行數(shù)據(jù)，當(dāng)滿足一定的觸發(fā)條件時，自動生成包含特定數(shù)據(jù)的報文。以空客公司的ACMS系統(tǒng)為例，波音公司的AHM系統(tǒng)可以比照處理，ACMS系統(tǒng)包括飛行綜合數(shù)據(jù)系統(tǒng)Aircraft Integrated Data System (AIDS)。而數(shù)據(jù)管理單元DataManagement Unit (DMU)是AIDS系統(tǒng)的核心。DMU有以下兩個非常重要的功能-采集、處理和記錄飛機上的諸多參數(shù)，包括來自黑匣子數(shù)據(jù)。這些參數(shù)保存在DMU的內(nèi)部存儲器中或外部的記錄器，如AIDS數(shù)字記錄器Digital AIDS Recorder (DAR)中；-生成系統(tǒng)報文，當(dāng)飛機的狀態(tài)或系統(tǒng)參數(shù)滿足報文的觸發(fā)條件時觸發(fā)報文。這些報文均存儲在DMU的非易失存儲器中。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以利用飛機數(shù)據(jù)系統(tǒng)，例如ACMS或AHM系統(tǒng)，獲取APU的運行數(shù)據(jù)。ACARS系統(tǒng)由一個稱為ACARS管理單元(MU)的航電計算機和控制顯示器單元Control Display Unit (CDU)組成。MU用以發(fā)送和接受來自地面的甚高頻無線電數(shù)字報文。在地面，ACARS系統(tǒng)由具有無線電收發(fā)機構(gòu)的地面工作站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)組成，其可以接收或發(fā)送報文(數(shù)據(jù)鏈消息)。這些地面工作站一般由各個服務(wù)提供商所擁有，其將接收到的報文分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上的不同航空公司的服務(wù)器上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，利用獲取的APU的運行數(shù)據(jù)生成APU報文，并將APU報文通過ACARS發(fā)送到地面的服務(wù)器上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，APU報文也可以是通過航空電信網(wǎng)AviationTelecommunication Network (ATN)的通信裝置或系統(tǒng)傳輸?shù)?。實際上，對于現(xiàn)有的飛行數(shù)據(jù)系統(tǒng)而言，APU的性能監(jiān)視是已有的項目，因此，可以自動生成對應(yīng)的APU報文，并通過ACARS或ATN傳輸?shù)降孛?。但是，這些監(jiān)視的數(shù)據(jù)并沒有被用于APU性能的衰退期檢測。例如，空客公司的A13報文，S卩(APU MES/IDLE REPORT)，或者波音公司的APU報文就是這樣的APU報文的實例。在以下實施例中，以空客公司的A13報文為實例進(jìn)行說明。波音公司APU報文的處理與此類似。 圖5是空客公司的A13報文的一個實例。如圖所示，A13報文主要包含了 4部分信息，分別為報頭、APU履歷信息、啟動飛機發(fā)動機的運行參數(shù)及APU啟動參數(shù)。報頭由CC和Cl段組成，主要包含了飛機的航班信息、報文產(chǎn)生航段階段、引氣活門狀態(tài)、總溫(即外界溫度)等信息。APU履歷信息由El段組成包括APU序號、運行小時和循環(huán)等信息。啟動飛機發(fā)動機的運行參數(shù)由NI至S3段組成；其中N1、S1表示的是啟動第一臺飛機發(fā)動機時的運行情況，N2、S2表示啟動第二臺飛機發(fā)動機時的運行情況，N3、S3為APU啟動發(fā)動機完成后APU慢車時的情況。A13報文中包括了多項與APU運行狀況相關(guān)的參數(shù)。在啟動發(fā)動機運行參數(shù)中包括了 EGT溫度、IGV開口角度、壓氣機進(jìn)口壓力、負(fù)載壓氣機進(jìn)口溫度、引氣流量、引氣壓力、滑油溫度、APU發(fā)電機負(fù)載。APU啟動時參數(shù)包括了啟動時間、EGT峰值、在EGT峰值時的轉(zhuǎn)速、負(fù)載壓氣機進(jìn)口溫度。除了 A13報文中的參數(shù)以外，APU的性能還可能與其他的參數(shù)有關(guān)。以空客A320飛機為例，飛機采集到的系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以高達(dá)13000多個。這其中的許多參數(shù)也都能直接或間接地反映APU的性能。因此，如何從眾多的APU性能參數(shù)中選擇合適的參數(shù)，并且生成與之對應(yīng)的適當(dāng)算法來準(zhǔn)確反映APU的性能是本發(fā)明所要解決的問題之一。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的APU性能的檢測方法的流程圖。如圖所示，本實施例的APU性能的檢測方法6000中，在步驟6100，獲取飛機APU運行的如下信息排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT。在步驟6200，將EGT與LCIT的差EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述閾值是各個參數(shù)的極限值。在步驟6300，為EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自閾值的比較結(jié)果指定各自的權(quán)重。在步驟6400，將考慮權(quán)重后EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自閾值的比較結(jié)果的整合。在步驟6510，確定整合后的結(jié)果是否超過第一預(yù)定值。如果整合后的結(jié)果沒有超過第一預(yù)定值，則在步驟6520，判斷APU性能良好；在步驟6610，確定整合后的結(jié)果是否超過第二預(yù)定值。如果沒有超過第二預(yù)定值，則在步驟6620，判斷APU性能的正常；在步驟6710，判斷整合后的結(jié)果大于第三預(yù)定值。如果沒有超過第三預(yù)定值，則在步驟6720判斷APU性能已經(jīng)進(jìn)入衰退期。如果整合后的結(jié)果超過第三預(yù)定值，則在步驟6800，判斷APU性能的已經(jīng)進(jìn)入故障期。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，步驟6100中所需的信息可以從例如A13報文的APU報文中獲取。例如，從國際航空電訊集團(tuán)SITA網(wǎng)控制中心和中國民航數(shù)據(jù)通信公司ADCC網(wǎng)控制中心可以遠(yuǎn)程實時獲取飛機APU運行的A13報文，通過報文解碼器將所述的飛機APU運行狀態(tài)A13報文解碼，得到具有飛機APU運行信息。如果飛機數(shù)據(jù)系統(tǒng)中不自動生成APU運行狀態(tài)報文，則增加相應(yīng)的傳感器和觸發(fā)條件以生成所需的APU報文。如果飛機數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的已有的APU報文沒有完全涵蓋排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT中的一個或多個，則修改APU報文的生成條件，增加所缺少的一個或多個測量參數(shù)。由于APU報文可以通過ACARS或者ATN系統(tǒng)實時傳輸?shù)胶娇展镜臄?shù)據(jù)服務(wù)器中，因此可以實現(xiàn)APU性能的實時監(jiān)控。當(dāng)然，報文傳輸?shù)姆绞揭部梢员苊饬巳斯し绞降母叱杀竞腿藶殄e誤。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，步驟6100中所需的信息可以直接從飛機數(shù)據(jù)系統(tǒng)中獲取，而不需要生成APU報文。
步驟6200 中，EGT 與 LCIT 的差 EGT-LCIT 的閾值是 EGTKeadline。EGTEeadline 是 APU 的EGT紅線值。EGTKeadline取決于APU的型號。不同型號的APU具有不同的EGT紅線值，其可以通過查找相關(guān)的手冊獲得。STA的閾值是STAwamingune,是STA性能衰減值，其也取決于APU型號。TSR的閾值是TSRrt，其含義是某一型號APU的在翼時間可靠性為70%所對應(yīng)的時間。PT的閾值是PTMin，其含義是某一型號APU的所需最小提供引氣壓力?；蛘?，PT的閾值采用PTBaseUne，其含義是某一型號APU正常運行時的最低固有引氣量。將EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較可以反映出當(dāng)前APU的性能與APU的標(biāo)準(zhǔn)性能的偏離程度，從而反映出APU性能的變差程度。EGTKeadline、STAwamingune和PTMin或者ΡΤΒ_*，可以通過查找相關(guān)的飛機手冊或者從制造商處獲得。當(dāng)然，它們也可以通過實際的實驗獲得。但是，TSRrt因為受到地理和維護(hù)環(huán)境等其他因素的影響，往往與標(biāo)準(zhǔn)值有一定的偏差。發(fā)明人經(jīng)過長期的觀察和分析發(fā)現(xiàn)，APU的時效模式是泊松分布。為了獲得更加準(zhǔn)確TSRrt數(shù)據(jù)，可以根據(jù)實際數(shù)據(jù)通過泊松分布來計算所需的TSRrt。例如，可以首先計算實際使用時間TSR所遵循的泊松分布的參數(shù)(如均值等)，然后利用獲得的實際所遵循的泊松分布的參數(shù)計算當(dāng)故障率為30% (穩(wěn)定率為70%)時所對應(yīng)的使用時間TSRrt。EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較的方式可以采用比值的方式，也可以采用做差的方式。為了方便考慮各個參數(shù)的權(quán)重，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在步驟6200中，計算EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值的比值。EGT-LCIT、STA、TSR和PT對APU性能的影響不同，因此需要為它們指定不同的權(quán)重。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在獲得EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值的比值情況下，取 R1，R2，R3 和 R4 為 EGT_LCIT、STA、TSR 和 PT 各自的權(quán)重，且 Rl+R2+R3+R4=l。根據(jù)發(fā)明人的觀察和分析發(fā)現(xiàn)，TSR的影響最大，所以R3 —般大于O. 25 ;而EGT-LCIT和STA的影響，針對不同型號的APU可能不同；相比而言，PT影響比較小，R4最小。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，針對 APS3200 型號的 APU，R3=0. 35，R2=0. 3，R1 = O. 2,R4=0. 15。針對 GTCP131-9A型號的 APU, R3=0. 35，Rl=O. 3，R2=0. 2，R4=0. 15。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采用以下公式來評估APU的性能
權(quán)利要求
1.一種輔助動力單元APU的性能檢測方法，包括 獲取所述APU運行的排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT ； 將所述EGT與LCIT的差EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較； 為所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的各個比較結(jié)果指定各自的權(quán)重；以及 基于加權(quán)后的所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的所述比較結(jié)果，判斷所述APU的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述EGT-LCIT的閾值是所述APU的EGT紅線值EGTReadline。
3.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述STA的閾值是STA性能衰減值STAWamingUne。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述TSR的閾值是所述APU的在翼時間可靠性為70%所對應(yīng)的時間TSRrt。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述TSRrt根據(jù)實際數(shù)據(jù)通過泊松分布計算。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中所述PT的閾值是所述APU的最小引氣壓力PTMin，或者所述PT的閾值是所述APU正常運行時的固有最低引氣量PTBaseUne。
7.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中將所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比 較的步驟包括計算所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的比值或差。
8.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中TSR的權(quán)重最大，并且PT的權(quán)重最小。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中設(shè)Rl，R2，R3和R4為所述EGT_LCIT、STA、TSR和PT各自的權(quán)重，如果所述APU的型號為APS3200型號，Rl = O. 2，R2=0. 3，R3=0. 35，且R4=0. 15。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中設(shè)Rl，R2，R3和R4為所述EGT_LCIT、STA、TSR和PT各自的權(quán)重，如果所述APU的型號為GTCP131-9A型號，Rl=O. 3，R2=0. 2，R3=0. 35，且R4=0. 15。
11.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中基于加權(quán)后的所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的所述比較結(jié)果，判斷所述APU的性能的步驟包括基于如下公式進(jìn)行判斷 PD! = m KGT — Ln丨、R2 STA ++ R4^ !'SR, PT 其中，PDI是性能檢測指數(shù)，反映APU性能；R1，R2，R3和R4為所述EGT-LCIT、STA, TSR和PT各自的權(quán)重；式中PTMin可用 ^^BaseLine 代替。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括如果所述PDI小于第一預(yù)定值，所述APU性能良好；如果PDI大于所述第一預(yù)定值，小于第二預(yù)定值，所述APU性能正?？捎?；如果roi大于所述第二預(yù)定值，所述APU已經(jīng)進(jìn)入衰退期；如果PDI大于第三預(yù)定值，則所述APU已經(jīng)進(jìn)入故障期。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述第一預(yù)定值是O.7 ;所述第二預(yù)定值是O. 85 ;所述第三預(yù)定值是O. 95。
14.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中基于加權(quán)后的所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的所述比較結(jié)果，判斷所述APU的性能的步驟包括基于如下公式進(jìn)行判斷 J = P] Ε(Π- +R2 STA +1B^+R4^I^dhnc STAiwinc TSRn PT1,,.其中，PDI是性能檢測指數(shù)，反映APU性能；R1，R2，R3和R4為所述EGT-LCIT、STA, TSR和PT各自的權(quán)重；EGT·是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的EGT，PT。。,是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的引氣壓力，式中PTMin可^^BaseLine 代替。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括如果所述PDI小于第一預(yù)定值，所述APU性能良好；如果PDI大于所述第一預(yù)定值，小于第二預(yù)定值，所述APU性能正?？捎?；如果roi大于所述第二預(yù)定值，所述APU已經(jīng)進(jìn)入衰退期；如果PDI大于第三預(yù)定值，則所述APU已經(jīng)進(jìn)入故障期。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述第一預(yù)定值是O.7 ;所述第二預(yù)定值是O. 8 ;所述第三預(yù)定值是O. 85。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述PT·根據(jù)如下公式計算
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所述EGT·是根據(jù)如下公式計算
19.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其中獲取所述APU運行的排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT的步驟包括從APU報文中獲得所述EGT、LCIT、STA, TSR 和 PT。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述APU報文是空客飛機的A13報文或者波音飛機的APU報文。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括生成包含所述APU運行的所述EGT、LCIT、STA、TSR和PT信息的APU報文。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括利用ACARS或者ATN將所述APU報文傳輸?shù)椒?wù)器中。
23.—種APU的性能檢測方法，包括 獲取APU運行參數(shù)，所述參數(shù)選擇自由以下參數(shù)組成的群組APU運行排氣溫度EGT、啟動時間STA、引氣壓力PT和IGV角度； 判斷所述參數(shù)是否發(fā)生了顯著變化； 基于所述參數(shù)是否發(fā)生了顯著變化，確定所述APU的性能。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述運行參數(shù)包括EGT、STA、PT和IGV角度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 獲取一段時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值；擬合所述參數(shù)的多個值，得出斜率項；以及 將所述斜率項與參考斜率項比較，判斷斜率項是否發(fā)生了顯著變化。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 獲取所述參數(shù)在APU裝機后的初始值作為基準(zhǔn)值； 獲取一段時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值； 計算所述參數(shù)的所述多個值與基準(zhǔn)值的所述參數(shù)多個變化值； 擬合所述參數(shù)的多個變化值，得出斜率項；以及 將所述斜率項與參考斜率項比較，判斷斜率項是否發(fā)生了顯著變化。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 獲取一段時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值，作為一個樣本； 獲取之前等長時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值，作為另一個樣本；以及 將所述兩個樣本進(jìn)行獨立樣本比較，判斷發(fā)生了顯著變化。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 獲取一段時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值，以及 對所述參數(shù)的所述多個值進(jìn)行多點平滑處理。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括 獲取一段時間內(nèi)所述參數(shù)的多個值，以及 根據(jù)以下公式對所述參數(shù)所述多個值進(jìn)行平滑處理 ^new-C I XSII1ooth+C2X0id 其中，Xtjld是平滑處理前的數(shù)值，即實際測量的數(shù)值；xnew是平滑處理后的數(shù)值3—是鄰近值經(jīng)平滑后的值，或者附近幾個值平均值；C1和C2是權(quán)重值。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中Cl是O.8，C2是O. 2。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括將獲取的EGT和PT折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的EGTcor 和 PTCOT。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述PT·根據(jù)如下公式計算
33.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中所述EGT·是根據(jù)如下公式計算
34.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中獲取所述參數(shù)的步驟包括從APU報文中獲得所述參數(shù)。
35.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述EGT、PT、STA和IGV角度中任意一者發(fā)生顯著變化，則判斷APU的性能進(jìn)入衰退期。
36.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，其中所述EGT、PT、STA和IGV中任意二者發(fā)生顯著變化，則判斷APU的性能進(jìn)入衰退期。
37.一種APU的性能檢測方法，包括 獲取APU運行參數(shù)，所述參數(shù)選擇自由以下參數(shù)組成的群組APU運行排氣溫度EGT和引氣壓力PT ； 判斷所述參數(shù)是否接近于所述參數(shù)的極限值；以及 基于所述參數(shù)是否接近于所述參數(shù)的極限值，確定所述APU的性能。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述EGT的極限值是所述APU的EGT紅線值EGTReadline。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中所述PT的極限值是發(fā)動機啟動時所需的最低的引氣壓力ΡΤ_。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中包括對于PT采用如下公式 DT=DT -DT 1 1 Tolerance 1 1 cor 1 1 Req 其中，PTlolerance表示PT的裕度，即PT與發(fā)動機啟動時所需的最低的引氣壓力的距離；當(dāng)PTMeranc;e接近O時，APU性能進(jìn)入衰退期； 其中PT·根據(jù)如下公式計算
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中包括對已EGT采用如下公式 EGTTolerance-EGTRedLine-EGTcor 其中，EGTlolerance表示EGT的裕度，即EGT距離EGTKedLine的距離；當(dāng)EGTt-接近O時，表明APU進(jìn)入衰退期； 所述EGTcot是根據(jù)如下公式計算
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中獲取所述參數(shù)步驟包括從APU報文中獲取所述參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種輔助動力單元APU的性能檢測方法，包括獲取所述APU運行的排氣溫度EGT、壓氣機進(jìn)口溫度LCIT、啟動時間STA、使用時間TSR和引氣壓力PT；將所述EGT與LCIT的差EGT-LCIT、STA、TSR和PT與各自的閾值進(jìn)行比較；為所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的各個比較結(jié)果指定各自的權(quán)重；以及基于加權(quán)后的所述EGT-LCIT、STA、TSR和PT與所述各自閾值的所述比較結(jié)果，判斷所述APU的性能。
文檔編號G01M15/00GK102866014SQ20121023661
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者顧祝平, 王炳正, 鄭逢亮, 馬洪濤, 黃磊, 毛浩權(quán) 申請人:中國國際航空股份有限公司