康管理系統(tǒng)2用于對所述動部件11進行滑油分析、振動分析以及應力-強度監(jiān)測分析，以判斷動部件11的是否達到功能故障，或者判斷動部件11達到功能故障之前的剩余壽命。其中的各種分析方法可以采用已知的多種適合的方法中的一種，例如應力-強度監(jiān)測分析可以采用已知的應力應變模型進行分析，不再贅述。
[0042]本發(fā)明的預定器部件還可以包括航空電子設備12和機電設備13。機電設備13又可以包括電源系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)。
[0043]故障預測及健康管理系統(tǒng)2用于對航空電子設備12和機電設備13進行性能退化監(jiān)測分析，以判斷航空電子設備12和機電設備13的是否達到功能故障，或者判斷航空電子設備12和機電設備13達到功能故障之前的剩余壽命。
[0044]具體地，故障預測及健康管理系統(tǒng)2至少包括監(jiān)測單元21、分析單元22以及發(fā)送單元23。
[0045]監(jiān)測單元21分別設置在航空電子設備12和機電設備13上，用于監(jiān)測航空電子設備12和機電設備13中關鍵電子器件的性能特性信息。其中，關鍵電子器件可以根據需要進行適合的選擇，例如可以通過通用的特性分析，找出產品中需要進行測試的關鍵電子器件，比如通信設備中的短波電臺。
[0046]分析單元22用于根據監(jiān)測單元21發(fā)送的關鍵電子器件的性能特性信息，判斷航空電子設備12和機電設備13否達到功能故障，并在航空電子設備12和機電設備13未發(fā)生功能故障時判斷航空電子設備12和機電設備13達到功能故障之前的剩余壽命。
[0047]另外，在分析單元22中包括剩余壽命計算模塊，用于根據關鍵電子器件預定的性能特性退化曲線判斷關鍵電子器件達到故障之前的剩余壽命，從而判斷航空電子設備12和所述機電設備13達到故障之前的剩余壽命，其中，關鍵電子器件預定的性能特性退化曲線(或性能特性壽命曲線)由預定試驗獲取，或者是在出廠時就被告知。
[0048]發(fā)送單元23用于將分析單元22分析結果實時發(fā)送至地面維修保障系統(tǒng)3。
[0049]進一步，本發(fā)明的地面維修保障系統(tǒng)3可以包括地面維修基地31、地面維修備件庫32、制造商、供應商等。
[0050]本發(fā)明對航空電子設備12和機電設備13達到功能故障之前的剩余壽命判斷原理如下:
[0051]從故障物理的角度來看，現代航空電子設備，主要是機械損傷和性能退化的耗損性故障，極少數是電應力過高造成的隨機故障。
[0052]眾所周知，現在電子設備是由半導體器件和集成電路板構成的復雜結構。典型的印刷電路板是多層玻璃前衛(wèi)環(huán)氧樹脂的疊層結構，每層板上印有鋼質電路，機上穿有許多孔體鍍銅的孔，并焊接元件，引線和一些集成電路扁平封裝器件，在這樣的復雜組合結構中，幾種材料的膨脹系數和剛度都有相當差別，因而存在著一系列的熱失效和剛度失效，電子設備使用中因開于關，使用狀態(tài)的變換和環(huán)境影響等而產生低頻熱循環(huán)和高頻振動循環(huán)，其組成元器件因存在熱和剛度失效而承受相當大的交變/熱應力，由于元器件存在制造缺陷，其微觀裂紋在交變應力下擴展，最后形成疲勞破壞。
[0053]另外，有些是化學性的即潮濕或其他化學、生物因素引起的電介質退化，形成介質退化短路和腐蝕，而腐蝕形成的高電阻薄膜使焊接導電不良。因此。電子設備故障主要是機械性和化學性的，其故障發(fā)展史像機械部件一樣，是有一些過程的，而并非傳統(tǒng)的隨機故障。
[0054]顯然，可以通過相應的傳感器，如阻抗檢測、電容檢測，溫度和振動監(jiān)測狀態(tài)指示器，實時測定他們的機械化學損傷，從而實時監(jiān)控它們的狀態(tài)，實現基于狀態(tài)的維修。
[0055]下面舉一個具體實例進行說明:
[0056]某短波電臺關鍵電容值為20pF，受使用環(huán)境影響，如潮濕、振動等會出現腐蝕、裂紋等故障模式，因而出現性能退化，電容值降低等表現特征，通過對該關鍵電容安裝傳感器進行實時電容檢測，得到其性能退化故障表現與使用時間關系圖，如圖5所示。
[0057]由于短波電臺在部隊備件庫沒有備件，從供應商處調用周期需15個工作日左右，按日飛行小時3小時計算，所以須在剩余使用時間為45Fh時(圖5中P點)發(fā)出警告，提醒地面維護人員準備維修資源，以確保直升機的出勤率;其中，圖5中F為功能故障點，TI為P-F之間間隔時間。根據該特性曲線，在關鍵電容剩余壽命為45Fh時，其電容實測值為17.5pF，因此，在傳感器測得電容值為17.5pF時，需將信息發(fā)送至地面保障系統(tǒng)，已進行必要的維修準備。
[0058]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，包括: 機上系統(tǒng)(I)，包括預定器部件； 故障預測及健康管理系統(tǒng)(2)，設置在直升機上，用于在所述直升機處于飛行狀態(tài)時，實時對所述預定器部件的狀態(tài)進行監(jiān)測，以判斷所述預定器部件的是否達到功能故障，或者在未達到功能故障時判斷所述預定器部件達到功能故障之前的剩余壽命； 地面維修保障系統(tǒng)(3)，用于實時接收所述故障預測及健康管理系統(tǒng)(2)發(fā)送的判斷信息，當所述預定器部件的達到功能故障時或所述預定器部件達到功能故障的剩余壽命在預定時間范圍內時，為所述預定器部件配置維修保障資源。2.根據權利要求1所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述預定器部件包括動部件(11); 所述故障預測及健康管理系統(tǒng)(2)用于對所述動部件(11)進行滑油分析、振動分析以及應力-強度監(jiān)測分析，以判斷所述動部件(11)的是否達到功能故障，或者判斷所述動部件(11)達到功能故障之前的剩余壽命。3.根據權利要求2所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述動部件包括旋翼系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)以及發(fā)動機。4.根據權利要求1或3所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述預定器部件包括航空電子設備(12)和機電設備(13); 所述故障預測及健康管理系統(tǒng)(2)用于對所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)進行性能退化監(jiān)測分析，以判斷所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)的是否達到功能故障，或者判斷所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)達到功能故障之前的剩余壽命O5.根據權利要求4所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述故障預測及健康管理系統(tǒng)(2)包括: 監(jiān)測單元(21)，設置在所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)上，用于監(jiān)測所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)中關鍵電子器件的性能特性信息； 分析單元(22)，用于根據所述關鍵電子器件的性能特性信息，判斷所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)否達到功能故障，并在所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)未發(fā)生功能故障時判斷所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)達到功能故障之前的剩余壽命； 發(fā)送單元(23)，用于將所述分析單元(22)分析結果實時發(fā)送至所述地面維修保障系統(tǒng)⑶。6.根據權利要求5所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述分析單元(22)中包括剩余壽命計算模塊，用于根據所述關鍵電子器件預定的性能特性退化曲線判斷所述關鍵電子器件達到故障之前的剩余壽命，從而判斷所述航空電子設備(12)和所述機電設備(13)達到故障之前的剩余壽命，其中，所述關鍵電子器件預定的性能特性退化曲線由預定試驗獲取。7.根據權利要求5所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述機電設備(13)包括電源系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)。8.根據權利要求5所述的直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述地面維修保障系統(tǒng)(3)包括地面維修基地(31)和地面維修備件庫(32)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及直升機使用維修保障技術領域，特別涉及一種直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，以至少解決現有直升機維修保障效率低的問題。一種直升機使用維修保障一體化系統(tǒng)，包括：機上系統(tǒng)；故障預測及健康管理系統(tǒng)，設置在直升機上，用于在直升機處于飛行狀態(tài)時，實時對預定器部件的狀態(tài)進行監(jiān)測，以判斷預定器部件的是否達到功能故障，或者在未達到功能故障時判斷預定器部件達到功能故障之前的剩余壽命；地面維修保障系統(tǒng)，用于根據故障預測及健康管理系統(tǒng)發(fā)送的判斷信息，為預定器部件配置維修保障資源。本發(fā)明能實現使用與維修之間、維修與保障之間的無縫鏈接，實現了故障監(jiān)測、診斷、預測的自動化及維修保障的主動性。
【IPC分類】G05B23/02
【公開號】CN105607628
【申請?zhí)枴緾N201610156903
【發(fā)明人】陳圣斌, 丁杰, 宋永磊, 曾曼成
【申請人】中國直升機設計研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月18日