用于監(jiān)測飛行器的網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及返回電流系統(tǒng)領域，并且特別地用于航空應用。
【背景技術】
[0002]飛行器通常包括多個內部設備(飛行控制裝置，各種傳感器、座椅、燈等)，這些內部設備由遞送電流到所述設備的供電電路進行供電。為了向所述設備提供最佳供電，必須提供電流的返回，例如返回到供電電路的電接地(electrical earth)的電流。
[0003]對于包括金屬外部機殼(本領域技術人員將其稱為“表層(skin) ”)的飛行器，返回電流通常由這一金屬機殼實現(xiàn)，金屬機殼的電勢被連接至電接地。由于外部機殼可從飛行器的任意內部空間容易地接觸到，所以該返回電流易于實現(xiàn)。金屬外部機殼還提供故障電流的釋放、電氣設備的電壓參考、閃電保護、電磁保護、天線接地參考等。
[0004]為了減小飛行器的重量以及提高其疲勞強度，已經(jīng)提出了具有由復合材料制成的結構的飛行器。該飛行器特別地包括由例如碳纖維的復合材料制成的外部機殼。參考圖1，飛行器通常包括由碳制成的結構框架71，該結構框架71被碳表層72所外部包圍。這樣的復合機殼72具有減小的重量但是卻不導電，這使得無法經(jīng)由復合機殼形成任何返回電流。
[0005]為了消除這一缺陷，飛行器的各種金屬元件(座椅導軌、橫向構件或電纜導管等)被放入網(wǎng)絡以提供返回電流。在實踐中，返回電流網(wǎng)絡包括在飛行器中垂直疊加的多個縱向子網(wǎng)絡S1、S2、S3。
[0006]參考圖1，距離來說，返回電流網(wǎng)絡I包括:
[0007]上部縱向子網(wǎng)絡SI，其包括形成行李艙支承件73、電纜導管、中央支承件74等的一部分的金屬元件；
[0008]中部縱向子網(wǎng)絡S2，其包括形成座椅導軌75、電纜導管、橫梁77等的一部分的金屬元件；以及
[0009]底部縱向子網(wǎng)絡S3，其包括形成貨物導軌76、電纜導管、橫梁78等的一部分的金屬元件。
[0010]為了建立等電位的返回電流網(wǎng)絡，各個縱向子網(wǎng)絡SI至S3由電氣接線I進行連接，電氣接線I可以是剛性的以提供機械支持以及電或柔性連接。
[0011]電氣接線I中的故障可在各個子網(wǎng)絡SI至S3之間造成返回電流故障，這呈現(xiàn)出了缺點。此外，也不再能確保電磁保護。
[0012]難以實現(xiàn)對網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡中的電氣接線I的監(jiān)測。這是因為電氣接線I通常在包覆飛行器的分隔墻或天花板之后以得到保護，這使得該飛行器之外或之內的操作員無法對其進行檢查。為了檢測故障，僅有的已知解決方案要求拆除飛行器的分隔墻和天花板以對電氣接線I進行可視地觀察，這成為主要的缺點，因為其必須使飛行器停止不動。
[0013]克服這一缺點的解決方案為當飛行器停泊時直接測量電氣接線I的端子處的電阻或電壓。然而，由于返回電流是網(wǎng)狀以及冗余的，接線的毀壞只會造成很小的電阻差異，大約在0.1毫歐姆(接線被連接的情況下)至I毫歐姆(接線被斷開的情況下)，所述很小的電阻差異只有使用昂貴的儀器才能測量，使得不可能對網(wǎng)狀網(wǎng)絡進行整體監(jiān)測。此外，這樣的解決方案也要求移除飛行器的包層。
[0014]有鑒于此，為了對網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡崩潰的風險進行限制，電氣接線是冗余的，這增加了飛行器的重量并且呈現(xiàn)出了缺點。

【發(fā)明內容】

[0015]為了消除這些確定中至少一些，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測飛行器上的網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡的方法，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡包括由多個電氣接線電連接的至少兩個子網(wǎng)絡，所述方法包括:
[0016]測量至少一個電氣接線中的電流強度的步驟，在所述飛行器的給定飛行條件下，一標稱電流在所述至少一個電氣接線中流動；
[0017]對測量電流強度值進行無線傳輸?shù)牟襟E；
[0018]接收所述測量電流強度的步驟；
[0019]將所述測量電流強度與在所述給定飛行條件下針對所述電氣接線所確定的所述標稱電流的參考強度相比較的步驟；以及
[0020]比較步驟之后診斷所述電氣接線的完好性的步驟。
[0021]所述網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡的子網(wǎng)絡是指單個金屬元件(橫梁、行李艙支承件)以及一組互聯(lián)的單位元件。
[0022]在飛行器飛行時測量電流強度的步驟使得有可能測量使用中的強度值，所使用的強度值處于易于測量并且不需要重型測量設備的強度范圍。
[0023]此外，無線傳輸步驟使得有可能避免去除飛行器的包覆以觸及電氣接線，這構成了優(yōu)點。比較和診斷步驟改進了對故障的檢測，與現(xiàn)有技術中所進行的目檢相比，更精確并且更可靠。此外，對故障的檢測比現(xiàn)有技術中快。
[0024]此外，獲知電氣接線中流動的電流的強度使得有可能得到對網(wǎng)狀網(wǎng)絡中的返回電流流動的建模，這有利于提高可靠性和服務壽命。網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡的可靠性的提高使得有可能限制冗余電氣接線的數(shù)量，從而減小網(wǎng)狀網(wǎng)絡的重量。
[0025]在優(yōu)選的方式中，在傳輸步驟中，測量電流強度的值與進行測量所在的接線的標識符相關聯(lián)。因此，有可能在診斷期間直接識別出有缺陷的接線，當多個接線被同時測試時，這是有利的。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，在所述給定飛行條件下針對所述電氣接線所確定的所述標稱電流的參考強度是通過所述飛行器的多次飛行中的反饋得到的。因此，有可能在飛行器飛行期間對在電氣接線中流動的強度的變化進行比較以檢測故障。
[0027]優(yōu)選地，該方法包括:當所述接線的測量電流強度低于故障強度閾值時確定所述接線中的故障的步驟。如果電氣接線是有缺陷的，則標稱返回電流將不再流動。
[0028]優(yōu)選地，所述方法包括:當所述接線的測量電流強度高于完好強度閾值時確認所述接線的完好性的步驟。如果電氣接線是完好的，則高的標稱返回電流強度的電流在該電氣接線中流動。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述方法包括:
[0030]對所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡的一區(qū)域中的多個電氣接線中的電流強度進行測量，在給定飛行條件下，標稱電流在所述多個電氣接線中流動；
[0031]對測量電流強度值進行無線傳輸?shù)牟襟E；
[0032]接收所述測量電流強度的步驟；
[0033]將所述測量電流強度與在所述給定飛行條件下針對所述區(qū)域中的所述電氣接線所確定的所述標稱電流的參考強度相比較的步驟；以及
[0034]當所述區(qū)域中的一給定接線的測量電流強度小于其標稱電流的參考強度而該區(qū)域中的其他接線所具有的測量電流強度高于它們的標稱電流的參考強度時，確定所述區(qū)域中的該給定接線出現(xiàn)故障的步驟。
[0035]對多個接線進行同時監(jiān)測使得有可能對多個接線之間的返回電流的分布的變化進行分析。這是因為，當接線上出現(xiàn)故障是，在該接線上流動的電流強度降低而相鄰接線中的電流強度增加。因此，對一個區(qū)域中的電氣接線進行監(jiān)測增加了監(jiān)測的可靠性，因為更大量的信息可用于建立診斷。
[0036]本發(fā)明還涉及一種用于監(jiān)測飛行器中的網(wǎng)狀返回電流網(wǎng)絡的系統(tǒng)，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡包括由多個電氣接線電連接的至少兩個子網(wǎng)絡，所述系統(tǒng)包括:
[0037]至少一個強度傳感器，其與適于在所述飛行器的給定飛行條件下流動標稱電流的至少一個電氣接線相關聯(lián)，所述強度傳感器適于對電流強度進行測量，所述強度傳感器包括一用于對測量電流強度的值進行無線傳輸?shù)难b置；
[0038]維護計算機，其包括無線數(shù)據(jù)接收裝置，所述維護計算機適于將所述測量電流強度的值與在所述飛行器的給定飛行條件下針對該電氣接線所確定的標稱電流的參考強度相比較，以確定該電氣接線的完好性。
[0039]這樣的監(jiān)測系統(tǒng)易于實施并且不需要去除飛行器的包覆以觸及電氣接線。
[0040]優(yōu)選地，所述強度傳感器是無源的，這有利于傳感器在接線中的安裝及維護。
[0041 ] 優(yōu)選地，所述強度傳感器包括無線電波傳輸裝置，所述無線電波傳輸裝置優(yōu)選地為RFID類型的，易于實施。
[0042]根據(jù)一個優(yōu)選的方面，所述強度傳感器適于借助巨磁阻器進行強度測量。這樣的強度傳感器更緊湊并且具有高的測量精度。
[0043]優(yōu)選地，所述強度傳感器包括用于在給定的時段內存儲測量強度的裝置。因此，有可能限制傳感器的采集頻率，這是有利的。此外，這使得有可能算出多個測量強度的平均數(shù)以用來建立診斷。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，由于所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡的同一區(qū)域中的多個電氣接線各自包括至少一個強度傳感器，所以所述維護計算機適于將每個電氣接線的測量電