ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА И СПОСОБЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2020 года по МПК B60R16/23 B64D45/00 B64F5/00 G01M17/07 G01M5/00 G07C5/00 G07C5/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0003] Технологии, раскрытые здесь относятся к системе и способам для автоматизированного обнаружения повреждения и разрушения конструкции, для автоматизированной оценки реального использования компонентов конструкции транспортного средства, для удаленной оценки повреждения конструкции, ремонта и управления применимой информацией технического обслуживания, и, более конкретно, к компьютеризованным технологии, системам и способам распознавания для управления и контроля состояния конструкции, и настройки программ технического обслуживания транспортных средств в эксплуатации.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0004] В поиске повышения безопасности и уменьшения затрат на техническое обслуживание и ошибок, вносимых человеком, прикладываются усилия к разработке автоматических систем контроля степени исправности конструкции (SHM), выполненных с возможностью проверки и обнаружения повреждения и рабочих нагрузок в реальном времени без необходимости вмешательства человека. Новые технологии SHM ведут к раннему обнаружению повреждений, которые обычно в прошлом идентифицировались только посредством плановых проверок. Помимо этого, системы OLM (контроля рабочих нагрузок) обеспечивают реальные рабочие нагрузки, которые ранее часто были неконтролируемыми.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Последующее подробное описание примерных неограничивающих примерных вариантов осуществления должно читаться совместно с чертежами, из которых:

[0006] Фиг. 1 показывает примерную последовательность операций интегрированной системы неограничивающего варианта осуществления для настройки программы технического обслуживания;

[0007] Фиг. 2 показывает примерную последовательность операций интегрированной системы неограничивающего варианта осуществления для обеспечения автоматизированных предупреждений;

[0008] Фиг. 3 показывает примерную последовательность операций интегрированной системы неограничивающего варианта осуществления для обеспечения докладов обоснования оценки повреждения конструкции;

[0009] Фиг. 4 показывает примерную неограничивающую диаграмму всей интегрированной системы; и

[0010] Фиг. 5 показывает примерную неограничивающую блок-схему последовательности операций, выполняемых посредством компьютерного процессора из фиг. 4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0011] Фиг. 4 показывает примерную неограничивающую систему 100, включающую в себя подсистему, выполненную с возможностью ремонта и управления повреждениями (iSRM). Как показано на фиг. 4, летательный аппарат 102 может оснащаться или иным образом проверяться посредством многообразия датчиков 104, чтобы автоматически обнаруживать повреждение конструкции или другие повреждения. Повреждение также может обнаруживаться иным образом, нежели автоматически. Например, повреждение может обнаруживаться визуально (обходная проверка). В таком случае, информации повреждения может обеспечиваться технической командой авиакомпании в iSRM вручную, с использованием интерфейса iSRM (например, посредством устройства 114 ввода). Например, в одном примерном неограничивающем варианте осуществления, датчики 104 обеспечивают сигналы различных форм, включая, но не ограничивая, электрические сигналы, относящиеся к состоянию конструкции, в устройство 106 обработки/мультиплексирования сигналов, которое в свою очередь обеспечивает распознанные сигналы в компьютерный процессор 108. Блок 106 обработки/мультиплексирования сигналов также может принимать дополнительные ручные или другие вводы посредством сети 112, или такие дополнительные вводы могут обеспечиваться напрямую в компьютерный процессор 108 посредством пользовательского интерфейса, который может быть соединен с компьютерным процессором напрямую или соединен косвенно, например, посредством сети 112. Например, пользователь может обеспечивать информацию о повреждении, обнаруженном (посредством различных средств), и, с использованием модели 3D, он идентифицирует местоположение повреждения.

[0012] Компьютерный процессор 108 использует программное обеспечение (см. фиг. 5) и данные, сохраненные на некратковременном запоминающем устройстве, таком как накопитель на дисках, флэш-память, и т.д. 110, чтобы анализировать сигналы от датчиков 104 также как потенциально другие вводы информации, чтобы обнаруживать, имеет ли летательный аппарат 102 повреждение. Если повреждение имеется (фиг. 5, блоки 62-66), то компьютерный процессор 108 может использовать автоматические алгоритмы и/или алгоритмы с участием человека, чтобы оценивать тяжесть повреждения, например, на основе базы 3 данных истории полетов или другой, сохраненной на запоминающем устройстве 110.

[0013] Компьютерный процессор 108 может передавать предупреждения, доклады, или другую информацию (фиг. 5, блоки 58, 66, 72) посредством проводной и/или беспроводной сети 112 в многообразие устройств 114 взаимодействия с пользователем, включающих в себя, но не ограниченных этим, портативные компьютеры, смартфоны, планшетные компьютеры, другие персональные компьютеры или любое другое устройство, которое обеспечивает возможность интерактивности между людьми и машинами. Компьютерный процессор 108 может формировать электронные, печатные или другие доклады 116 и передавать их для просмотра различными людьми, включая обслуживающий персонал 118, производителя летательного аппарата 102, пилота летательного аппарата, и других. Он также может использовать программное обеспечение, чтобы поддерживать модель 3D конкретного летательного аппарата, и воспроизводить и отображать изображения при запросе, что обеспечивает гладкую интерактивную навигацию и отображение пользователем между разными частями летательного аппарата и также обеспечивает возможность идентификации поврежденных местоположений летательного аппарата. Примерная неограничивающая система может дополнительно автоматически обеспечивать возможность пользователям управлять информацией повреждений, ремонта и технического обслуживания, включая, но не ограничивая этим, обеспечение визуализации и формирования докладов для повреждений и ремонтов для летательного аппарата и/или для парка, и передачу предупреждений об интервалах между проверками для местоположения ремонта.

[0014] Примерный неограничивающий вариант осуществления из фиг. 4 может, таким образом, обеспечивать систему обнаружения повреждений конструкции или контроля степени исправности конструкции (здесь называемую "SHM") со способами (фиг. 5, блоки 62-66), чтобы обнаруживать повреждения в конструкциях, с теми относящимися к системам контроля рабочих нагрузок (здесь называемыми "OLM") (фиг. 5, блоки 52-58) с функциональными возможностями оценки реальных условий работы. Транспортные средства в эксплуатации подвергаются условиям использования, которые могут формировать нагрузки выше тех, что предусмотрены. Эти условия, если не контролируются, могут вызывать повреждение оборудования после некоторого времени службы.

[0015] Дополнительно, транспортные средства, такие как летательный аппарат 102, восприимчивы к коррозии, усталости и случайному повреждению, которые могут причиняться эксплуатационными нагрузками, условиями среды или случайными воздействиями. Эти повреждения конструкции могут обнаруживаться во время планового технического обслуживания (фиг. 5, блок 62), на основе плана технического обслуживания, которому должны следовать операторы, или во время работы. Однако в текущее время раскрываемая неограничивающая технология может обеспечивать обнаружение более частым или непрерывным способом.

[0016] Примерный неограничивающий вариант осуществления из фиг. 4 обеспечивает контроль степени исправности конструкции интегрированным способом, ассоциируя информацию, обеспечиваемую сетями датчиков, чтобы обнаруживать дефекты конструкции и случайные повреждения (фиг. 5, блоки 52, 62). Вариант осуществления также может обеспечивать контроль рабочих нагрузок и экстремальных событий, управление и оценку повреждений и ремонтов конструкций, и разработку настроенной программы технического обслуживания для каждого транспортного средства посредством анализа задач технического обслуживания на основе реальных условий использования. Эта функциональная возможность может использоваться, чтобы обеспечивать возможность интегрированного управления действиями технического обслуживания конструкций. Настоящие неограничивающие примерные варианты осуществления могут превосходить существующие технологии для управления парком, доступные на рынке, обеспечивая дополнительную информацию и анализ существующим системам, называемым интегрированное управление степенью исправности транспортных средств (IVHM) и системы управления степенью исправности и использованием (HUMS).

[0017] IVHM является более всеобъемлющей концепцией, которая указывает на совокупность данных, релевантных для текущего и будущего функционирования системы транспортного средства. Анализ этих данных может использоваться, чтобы поддерживать рабочие решения. HUMS относится к способам сбора и анализа данных, чтобы помогать обеспечивать доступность, надежность и безопасность транспортных средств. Посредством анализа данных транспортных средств, технология HUMS, процессы, способы и системы могут определять реальное состояние конструкций, и предлагать действия технического обслуживания раньше или позже, чем регулярные плановые действия технического обслуживания (фиг. 5, блоки 58, 66).

[0018] Контроль рабочих нагрузок (OLM) (фиг. 5, блоки 50-58) является полезной частью анализа реального рабочего состояния и может обеспечивать оценку реального использования компонентов конструкции транспортного средства. Анализ между реальными и проектными нагрузками обеспечивает возможность оценки тяжести использования, включая определение экстремальных событий, таких как жесткие посадки, завышенные скорости, и другие. В одном примерном неограничивающем варианте осуществления, система контроля рабочих нагрузок (OLM) содержит параметрические модели, использующие данные параметров полетов.

[0019] Оборудование для контроля вертикального и нормального ускорений в транспортном средстве является известным. Посредством этих измерений ускорений, является возможным оценивать усталостные нагрузки и предоставлять данные, относящиеся к оставшемуся сроку службы конструкции (фиг. 5, блок 64). В текущее время, несколько операторов транспортных средств все еще используют такие технические приемы, чтобы измерять реальные нагрузки транспортного средства. С другой стороны, достижения в бортовых функциональных возможностях записи, сохраняющих сотни параметров с более высокими скоростями получения, обеспечивают данные для более точного анализа.

[0020] Контроль конструктивной целостности может осуществляться посредством косвенных способов, таких как OLM, или с использованием прямых способов, таких как системы обнаружения повреждений. Усилия в прошлом прикладывались, чтобы исследовать системы обнаружения повреждений, применяемые к компонентам конструкции транспортных средств. Несколько исследований применения контроля степени исправности конструкции (SHM) обеспечивают анализ, показывающий значительное уменьшение в затратах во время срока службы.

[0021] Было предложено или в текущее время разрабатываются несколько динамических диагностических способов для контроля степени исправности конструкции. Такие подходы включают в себя, например, основанные на колебании способы и способы волнового распространения. Другие технологии, находящиеся в разработке, включают в себя волоконную оптику и механические датчики. Другие технологии распознавания SHM включают в себя сравнительный вакуумный контроль, волны Лэмба, волоконные брэгговские решетки, акустическое излучение, электромеханический импеданс, и другие. Система контроля степени исправности конструкции (SHM) в примерном неограничивающем варианте осуществления может, таким образом, содержать множество преобразователей, включая множество пар исполнительных механизмов и датчиков; устройство генератора, выполненное с возможностью возбуждать, по меньшей мере, один из упомянутых датчиков, чтобы вырабатывать ультразвуковые направляемые волны; и устройство сигнального процессора, выполненное с возможностью принимать сигналы, отраженные от идентификации повреждений.

[0022] Примерные неограничивающие системы SHM могут применяться различными способами, включающими в себя, например, (1) обнаружение в дискретные периоды времени; и (2) контроль в непрерывной верификации конструкции.

[0023] Помимо способов OLM и SHM, примерная неограничивающая технология отсюда обеспечивает интеграцию систем анализов статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (FDTA) (фиг. 5, блоки 60-66). Такая интеграция может использоваться, например, чтобы определять новые соответствующие интервалы между проверками для каждой устойчивой к повреждениям конструкции на основе анализа распространения трещин. Во время примерного анализа устойчивости к повреждениям, конкретный анализ распространения трещин может выполняться для каждой конструкции при учете различных параметров, таких как тип трещины, геометрия конструкции, параметры материала, спектры реальной нагрузки, и другие факторы. Результаты анализа могут использоваться, например, чтобы определять новые соответствующие интервалы между проверками. Программы технического обслуживания могут регулироваться на основе фактического использования транспортного средства (стрелка из блока 64 в блок 56 на фиг. 5).

[0024] Другая примерная неограничивающая функциональная возможность относится к управлению повреждениями и ремонтом конструкции (iSRM). Такая функциональная возможность может, например, обеспечиваться системой веб-приложения, выполненной с возможностью сохранения и управления информацией повреждения и ремонта, как описано в US20130166458, включенной по ссылке. Эта система выполняет анализы конструкции, включая, когда применимо, анализ статических характеристик, анализ усталостных характеристик и анализ устойчивости к повреждениям (FDTA).

[0025] Удобство технического обслуживания является характеристикой конструкции, материала и установки, которое обеспечивает возможность достижения минимальных расходов на техническое обслуживание для клиентов. Функциональная возможность удобства технического обслуживания состоит в том, чтобы уменьшать время простоя (улучшая доступность транспортного средства), минимизировать задержки (улучшая возможность диспетчерского управления), уменьшать людские ресурсы для технического обслуживания и затраты и гарантировать техническое обслуживание с безопасностью.

[0026] Примерная программа технического обслуживания является средством, которое оператор транспортных средств использует, чтобы гарантировать удобство технического обслуживания. Она обычно содержит минимальные требования для планового технического обслуживания, чтобы обеспечивать безопасное непрерывное использование транспортных средств. Она используется, чтобы находиться в соответствии с аспектами безопасности персонала, стандартизацией правил технического обслуживания, аспектами доступности и взаимозаменяемостью частей.

[0027] Примерная программа технического обслуживания также включает в себя задачи для гарантирования безопасности для повреждений непланового технического обслуживания, таких как случайные, средовые, коррозионные, боевые повреждения, и т.д. и обеспечивает интервалы между проверками, с которыми оператор транспортного средства должен быть в соответствии.

[0028] Примерный неограничивающий вариант осуществления отсюда выполняет оптимизацию контроля парка, управления и программы технического обслуживания посредством уменьшения:

- времени поиска и устранения неисправности,

- времени для выполнения действий технического обслуживания,

- необходимости и сложности вмешательств по техническому обслуживанию,

- ресурсов для технического обслуживания, необходимых, чтобы выполнять задачи,

- времени на интерпретацию информации и документации, и

- возможного уменьшения ошибок технического обслуживания.

Примерная неограничивающая технология отсюда, например, может использоваться, чтобы уменьшать ошибки технического обслуживания, относящиеся к системам анализов статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (здесь называемым "FDTA"). Примерная неограничивающая технология отсюда является способной, например, определять новые соответствующие интервалы между проверками для настроенных программ технического обслуживания и с теми относящимися к управлению повреждениями и ремонтами конструкций системами (здесь называемыми "iSRM"), которые обеспечивают доклады обоснования оценки повреждения и ремонта конструкции.

[0029] Один примерный неограничивающий вариант осуществления содержит интегрированную систему и способ для оценки состояния, использования и целостности конструктивной платформы или множества платформ, выполняющие управление степенью исправности конструкции. Эта интегрированная система содержит в одном примерном неограничивающем варианте осуществления:

[0030] a) Системы обнаружения повреждений (здесь называемые "SHM") со способами для обнаружения повреждений в конструкциях (фиг. 5, блоки 60-62);

[0031] b) Системы контроля рабочих нагрузок (здесь называемые "OLM") с функциональными возможностями оценивать реальные условия работы (фиг. 5, блоки 50-58);

[0032] c) Системы анализов статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (здесь называемые "FDTA"), которые являются способными определять новые соответствующие интервалы между проверками для настроенной программы технического обслуживания (фиг. 5, блок 64);

[0033] d) Системы управления повреждениями и ремонтами конструкций (здесь называемые "iSRM"), которые обеспечивают доклады обоснования оценки повреждения и ремонта конструкции (фиг. 5, блок 66);

[0034] e) Систему анализатора предупреждений (здесь называемую "WAS") со способами для формирования предупреждений для тяжелых полетов и/или тяжелых работ (фиг. 5, блоки 70-72).

[0035] В примерных неограничивающих вариантах осуществления, такие системы являются независимыми, но интегрированными, обменивающимися информацией. Примерная сложная интеграция между этими системами формирует инновационные продукты, обеспечивающие возможность более хорошего управления степенью исправности конструкции транспортного средства.

[0036] Другие неограничивающие признаки и преимущества системы из фиг. 4 включают в себя:

- Исключительно один блок управления, при этом блок управления разделен для SHM, OLM, WAS и FDTA.

- Система выполнена с возможностью повторно оценивать периоды проверки на основе рабочих нагрузок

- Система выполнена с возможностью определять предупреждения для миссий тяжелых полетов.

- Система выполнена с возможностью: управлять информацией повреждения, ремонтов и технического обслуживания, обеспечивать визуализацию и формирование докладов для повреждений и ремонтов для платформы и/или множества платформ, и передавать предупреждения об интервалах между проверками для местоположения ремонта, на основе оценки состояния конструкции с использованием систем SHM и в рабочих нагрузках с использованием систем OLM с использованием анализа напряжений (FDTA).

- Система оценивает состояние и управление конструктивной платформой или множеством платформ, включая использование интегрированной системы, и содержит:

- Система обнаруживает повреждение конструкции; определение рабочих нагрузок и экстремальных событий; выполнение анализа статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям; и оценку плана технического обслуживания платформы.

- Система выполняет настройку плана технического обслуживания и повторную оценку периодов проверки на основе рабочих нагрузок.

- Система выполняет анализ, чтобы формировать предупреждения для миссий тяжелых полетов и тяжелой работы (WAS).

- Система выполняет управление повреждениями и ремонтами конструкции на основе оценки состояния конструкции с использованием систем SHM и в рабочих нагрузках, формируемых посредством систем OLM с использованием анализа напряжений (FDTA).

- Система осуществляется, по меньшей мере, частично посредством, по меньшей мере, одного компьютера, включающего в себя процессор, устройство отображения и хранилище.

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ НАСТРОЙКИ ПРОГРАММЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ (СМ. ФИГ. 1)

[0037] Один примерный неограничивающий вариант осуществления сравнивает результаты интервалов между техническими обслуживаниями, вычисленные из нагрузок, и сценарии повреждений, доступные в базе данных (3 из фиг. 1), которые используются, чтобы конструировать транспортное средство, с фактическими нагрузками, которые применяются на транспортном средстве в течение его срока службы и измеряются посредством сигналов датчиков (контроля рабочих нагрузок) (2 из фиг. 1). Такие датчики измеряют параметры, такие, как ускорения, положение центра тяжести, положения поверхностей управления, потребление топлива, и т.д. (фиг. 5, блок 52). Алгоритм, разработанный, чтобы сертифицировать конструкцию, применяется к результатам измерений. Этот алгоритм может преобразовывать сигналы датчиков в нагрузки, применяемые на конструкциях в специальных расчетных точках, и затем вычислять реальные нагрузки, которым транспортное средство подвергается.

[0038] В этом примерном неограничивающем варианте осуществления, оператор транспортного средства 102 является способным определять, работает ли транспортное средство в более тяжелом режиме, чем проектные нагрузки (возможно уменьшая интервал между техническими обслуживаниями) или менее тяжелом режиме (возможно удлиняя интервал между техническими обслуживаниями) (фиг. 5, блок 54)

[0039] Многие производители транспортных средств следуют конструкциям, устойчивым к повреждениям, таким образом, является обязательным для них разрабатывать план технического обслуживания, относящийся к действиям, требуемым, чтобы поддерживать или улучшать удобство технического обслуживания и надежность, обеспеченные в конструкции транспортного средства, для его конструкций, систем, подсистем, и компонентов всюду во время срока службы транспортного средства.

[0040] Определение интервалов между проверками для технического обслуживания зависит от нескольких факторов, включающих в себя: геометрию, материал, концентраторы напряжений, историю нагрузок, и другие факторы.

[0041] Определение истории нагрузок зависит от опыта производителя (результатов тестов на пробных образцах, результатов тестов в реальных средах). С использованием способов вычисления, производитель способен оценивать нагрузки, которые должны использоваться, чтобы конструировать транспортное средство (Фиг. 5, блок 54)

[0042] Усталостные нагрузки отражают ожидаемое использование летательного аппарата, которые часто продуманно взвешиваются. Обычно это сводится к смешению до некоторой степени произвольных миссий короткого, среднего и дальнего диапазона. Каждая из них включает в себя рабочие состояния, которые напрямую влияют как на усталостные характеристики, так и на скорость роста трещин конструкции. Позже, предположение использования конструкции предпочтительно подтверждается посредством контроля парка транспортных средств в работе.

[0043] Система контроля рабочих нагрузок (OLM) (2 из фиг. 1) является способной определять реальные нагрузки, которым транспортное средство подвергается во время работы. Они могут использоваться как ввод для системы FDTA (4 из фиг. 1; фиг. 5, блок 56), которая является способной повторно вычислять интервалы между проверками при фактическом использовании транспортного средства. В неограничивающем примерном варианте осуществления, подсистема анализа статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (FDTA) выполнена с возможностью использовать параметрические модели с использованием результатов моделей конечных элементов и координатной сетки. Сценарии повреждений поддерживаются, за исключением того, что проектные нагрузки заменяются реальными нагрузками. Такие нагрузки выводятся из параметров, которые измеряются в модуле записи данных в примерном варианте осуществления посредством датчиков, таких как акселерометры, датчики позиционирования или другие (1 из фиг. 1). Если нагрузки являются более высокими, чем проектные нагрузки, интервалы между проверками будут более малыми и последующий план технического обслуживания не охватывается. С другой стороны, если реальные нагрузки являются более малыми, чем проектные нагрузки, интервалы между проверками будут, в общем, более большими, чем интервалы, представленные в плане технического обслуживания. Это обеспечивает возможность оператору транспортного средства откладывать проверку или в будущем удлинять срок службы компонента. В конце процесса, оператор транспортного средства является способным формировать доклады (фиг. 5, блок 58), чтобы подтверждать новые интервалы между проверками, и все данные сохраняются в базе данных, которые могут отслеживаться в течение всего срока службы транспортного средства (5 из фиг. 1; фиг. 5, блок 54). В показанном неограничивающем примере, база данных может содержать банк данных, хранящий план технического обслуживания, содержащий периоды проверки и задачи конструктивной платформы или множества платформ.

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЙ ДЛЯ МИССИЙ ТЯЖЕЛЫХ ПОЛЕТОВ И ТЯЖЕЛОЙ РАБОТЫ (СМ. ФИГ. 2)

[0044] Примерные неограничивающие варианты осуществления направлены на использование фактических нагрузок, которые применяются на транспортном средстве в течение его срока службы и измеряются посредством системы контроля рабочих нагрузок (OLM) 2, чтобы формировать предупреждения для тяжелых полетов и/или тяжелых работ (фиг. 5, блоки 70, 72). Тяжелый полет или тяжелая работа происходит, когда событие превосходит проектную спецификацию, как, например, жесткая посадка, полет с завышенной скоростью, или подобное для летательного аппарата.

[0045] Как только фактические нагрузки формируются системой 2 OLM, примерный неограничивающий вариант осуществления посылает информацию в базу 20 данных для сохранения (фиг. 5, блок 54). Последовательно, обработка начинается и система 4 FDTA анализирует новые данные, обеспеченные системой 2 OLM (фиг. 5, блок 70). Система 4 FDTA в некоторых примерных вариантах осуществления запускается автоматически. В других примерных вариантах осуществления, система 4 FDTA запускается посредством запроса пользователя. Результаты, которые система 4 FDTA формирует, сохраняются в базе 20 данных. Система 22 анализатора предупреждений (WAS) автоматически определяет предупреждения на основе результатов, сохраненных системой 4 FDTA (фиг. 5, блок 72). Пользователь может осуществлять доступ к предупреждению посредством удаленного соединения с сервером (серверами) базы (баз) данных.

[0046] Система 22 анализатора предупреждений определяет, имеется ли тяжелый полет и/или тяжелая работа, на основе анализа тенденций кривых устойчивости к повреждениям с использованием результатов из базы 20 данных FDTA. В одном примерном неограничивающем варианте осуществления, предупреждение формируется, только когда выполняются два следующие условия:

[0047] 1) Тенденция результатов системы 4 FDTA, использующих фактические нагрузки (OLM), превосходит проектную спецификацию; и

[0048] 2) Скорость последних результатов точек данных системы 4 FDTA, использующих фактические нагрузки (OLM), больше, чем скорость из проектной спецификации;

[0049] Система 22 анализатора предупреждений (WAS) оценивает условия, описанные выше, и осуществляет их верификацию по отношению к пределам проектной спецификации для каждой секции летательного аппарата (крылья, фюзеляж и хвостовое оперение), тогда как, каждая секция имеет свои собственные пределы, рабочие диапазоны и проектные пределы. Каждый подраздел секции летательного аппарата анализируется посредством WAS 22, чтобы оценивать тенденции для всех контролируемых компонентов летательного аппарата (фиг. 5, блок 70).

[0050] Часто, тяжелое использование транспортного средства (тяжелый полет, тяжелые работы, и т.д.) докладывается проводником (пилотом, водителем, и т.д.). Эти доклады часто зависят от восприимчивости, опыта и субъективности проводника, что ведет к субъективному анализу, который не является корректным во всех случаях. Примерная неограничивающая система 22 анализатора предупреждений определяет наступление тяжелого события, и, следовательно, предупреждение, на основе аналитического анализа, что минимизирует человеческие факторы и увеличивает безопасность транспортного средства.

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОКЛАДОВ ОБОСНОВАНИЯ ОЦЕНКИ ПОВРЕЖДЕНИЙ КОНСТРУКЦИИ (СМ. ФИГ. 3)

[0051] Дополнительный примерный неограничивающий вариант осуществления оценивает влияние повреждений и ремонтов на конструктивную целостность, чтобы обеспечивать безопасную работу транспортного средства.

[0052] Согласно такой тяжести повреждения, транспортное средство может возвращаться в эксплуатацию без ремонта. Этот тип допустимого повреждения не должен иметь никакого значительного влияния на прочность или усталостную долговечность конструкции, которая должна все еще быть способной выполнять свою проектную функцию. В зависимости от его тяжести, некоторое повреждение может разрешаться только в течение конкретного периода, здесь называемого "период допустимого повреждения", в котором транспортное средство может работать с повреждением до установки на ремонт. Для более тяжелого повреждения, транспортное средство должно быстро сниматься с работы для ремонта.

[0053] Фиг. 3 представляет примерную неограничивающую блок-схему последовательности операций интегрированных систем для обеспечения докладов обоснования оценки повреждений конструкции.

[0054] Как только повреждение обнаруживается во время работы транспортного средства посредством стандартных способов проверки или посредством систем 24 SHM, техническая команда технического обслуживания может выполнять быструю оценку повреждения, определяя тяжесть повреждения и применимые действия технического обслуживания (фиг. 5, блок 62).

[0055] С использованием графического 24 интерфейса системы iSRM посредством сети Веб, локальной сети и/или локального компьютера 112, 114, техническая команда технического обслуживания может, например, характеризовать повреждение, обнаруженное в конструкции, обеспечивая информацию повреждения, такую как размеры, тип повреждения, местоположение, затронутые области, и подобное.

[0056] Примерная неограничивающая система 26 iSRM оценивает повреждение на основе информации повреждения, обеспеченной пользователем, и свойств конструкции из выбранной части в модели 3D, и подсказывает соответствующее расположение повреждения. Этот автоматизированный анализ имеет результатом допустимое повреждение, временное допустимое повреждение, временный ремонт, длительный ремонт или контакт с производителем для конкретного расположения.

[0057] На основе инженерных критериев и анализа конструкции, примерная неограничивающая система 26 iSRM выполняет конкретную оценку для обнаруженного повреждения, учитывая несколько параметров, таких как тип повреждения, геометрия и размеры затронутых областей, параметры материала, реальные рабочие нагрузки, и подобное (фиг. 5, блок 62).

[0058] Чтобы находиться в соответствии с применимыми требованиями регулирующих агентств и чтобы подтверждать повреждение конструкции и ремонт, примерный неограничивающий вариант осуществления выполняет несколько анализов конструкции, включающих в себя, когда применимо, анализ статических характеристик, анализ усталостных характеристик и анализ устойчивости к повреждениям (система 4 FDTA; фиг. 5, блок 64).

[0059] Когда применимо, на основе нескольких критериев разрушения (разрыв, сжатие, искривление и последующее искривление, деформация, износостойкость, или подобное), примерный неограничивающий вариант осуществления выполняет конкретный анализ статических характеристик или/и анализ усталостных характеристик, чтобы оценивать поведение поврежденной или отремонтированной конструкции при статической и циклической нагрузке (спектре нагрузки).

[0060] Помимо процедуры ремонта или исправления, система примерного неограничивающего варианта осуществления обеспечивает, когда применимо, период допустимого повреждения и новые интервалы между проверками для местоположения повреждения и ремонта (стрелка из блока 64 в блок 56). Чтобы определять эти периоды и интервалы, во время анализа устойчивости к повреждениям, конкретный анализ распространения трещин или анализ роста повреждений выполняется системой автоматически.

[0061] Как показано на фиг. 3, примерный неограничивающий вариант осуществления использует спектры реальной нагрузки от системы 2 OLM (контроля рабочих нагрузок) во время анализа статических характеристик, анализа усталостных характеристик и анализа устойчивости к повреждениям, чтобы достигать более реалистичного анализа на основе фактического использования транспортного средства (стрелка из блока 54 в блок 64). Оценка повреждения и ремонта при условиях реальных нагрузок обеспечивает более соответствующие расположения повреждений и настроенные периоды допустимого повреждения и/или интервалы между проверками.

[0062] После завершения автоматизированного анализа конструкции, система 26 iSRM примерного неограничивающего варианта осуществления формирует доклад обоснования анализа конструкции, содержащий информацию о выполненных анализах, и представляет его для просмотра, оценки и утверждения людьми (фиг. 5, блок 66). Как только доклад одобряется ответственным человеком, расположение повреждения может быстро делаться доступным для технической команды технического обслуживания для ремонта транспортного средства.

[0063] В примерных неограничивающих вариантах осуществления, интегрированные системы являются ответственными за сохранение и управление информацией повреждения и ремонта транспортного средства.

[0064] В то время как изобретение было описано совместно с тем, что в текущее время рассматривается как наиболее практические и предпочтительные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не должно ограничиваться раскрытыми вариантами осуществления, но наоборот, предполагается, что оно охватывает различные модификации и эквивалентные компоновки, включенные в пределы сущности и объема приложенной формулы изобретения.

Изобретение относится к автоматизированному обнаружению повреждений конструкций. Интегрированная система для оценки состояния и контроля конструктивной платформы в полете содержит систему контроля степени исправности конструкции (SHM) и систему контроля рабочих нагрузок (OLM), соединенную с датчиками системы SHM. Система OLM содержит процессор, который, когда конструктивная платформа находится в полете, применяет параметрические модели, использующие данные параметра полета, для оценки реального использования конструктивных компонентов путем осуществления анализа статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (FDTA), с использованием параметрических моделей и результатов моделей конечных элементов. В банке данных хранится план техобслуживания, содержащий периоды проверки и задачи конструктивной платформы. Подсистема оценки обнаруженных конструктивных повреждений (iSRM) формирует предупреждения пилоту во время полета при обнаружении повреждения. Расширяются функциональные возможности системы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Интегрированная система для оценки состояния и контроля конструктивной платформы в полете, причем система содержит:

систему контроля степени исправности конструкции (SHM), содержащую:

множество преобразователей, включающих в себя множество пар исполнительных устройств и датчиков,

устройство генератора, выполненное с возможностью возбуждать по меньшей мере один из упомянутых исполнительных устройств, чтобы вырабатывать ультразвуковые направляемые волны, и

по меньшей мере один из датчиков выполнен с возможностью принимать сигналы ультразвуковых направляемых волн, отраженных от повреждения в конструктивной платформе;

систему контроля рабочих нагрузок (OLM), соединенную с по меньшей мере некоторыми из датчиков, причем система контроля рабочих нагрузок (OLM) содержит по меньшей мере один процессор, который, когда конструктивная платформа находится в полете, применяет параметрические модели, использующие данные параметра полета, для оценки реального использования конструктивных компонентов путем осуществления анализа статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям (FDTA), с использованием параметрических моделей и результатов моделей конечных элементов;

банк данных, хранящий план технического обслуживания, содержащий периоды проверки и задачи конструктивной платформы или множества платформ; и

подсистему, соединенную с системой контроля рабочих нагрузок, причем подсистема выполнена с возможностью оценки обнаруженных конструктивных повреждений (iSRM) для формирования предупреждений пилоту во время полета для обеспечения реакции в полете на обнаруженное повреждение.

2. Интегрированная система по п. 1, причем система является исключительно одним блоком управления.

3. Интегрированная система по п. 2, причем блок управления разделен для SHM, OLM, систему анализатора предупреждений (WAS), iSRM и FDTA.

4. Интегрированная система по п. 1, причем система выполнена с возможностью оценивать периоды проверки на основе рабочих нагрузок.

5. Интегрированная система по п. 1, причем система выполнена с возможностью определять предупреждения, предназначенные для формирования во время полета во время миссий тяжелых полетов, которые подвергают конструктивную платформу более тяжелым условиям, чем проектные нагрузки.

6. Интегрированная система по п. 1, причем система выполнена с возможностью:

контроля информации повреждения, ремонтов и технического обслуживания,

обеспечивать визуализацию и формировать доклады для повреждений и ремонта для платформы, и

передавать предупреждения об интервалах между проверками для местоположения ремонта, на основе оценки состояния конструкции с использованием SHM и в рабочих нагрузках с использованием OLM с использованием анализа напряжений.

7. Способ для оценки состояния и контроля конструктивной платформы в полете, включающий использование интегрированной системы, содержащий:

определение, с использованием по меньшей мере одного преобразователя, полетных условий работы конструктивной платформы;

обнаружение, с использованием по меньшей мере одного процессора, соединенного с преобразователем, повреждения конструктивной платформы;

определение, с использованием по меньшей мере одного процессора во время полета, рабочих нагрузок и экстремальных событий для использования параметрических моделей, использующих данные параметра полета, для осуществления анализа между реальными и проектными нагрузками и оцененной тяжестью использования;

выполнение, с использованием по меньшей мере одного процессора, моделирования конечных элементов, анализа статических характеристик, усталостных характеристик и устойчивости к повреждениям для определения повреждения, которому подвергается конструктивная платформа, на основе оцененной тяжести использования в полете и формирования предупреждений пилоту во время полета для обеспечения реакции в реальном времени в полете на повреждения, возникшие в полете; и

оценку плана технического обслуживания платформы в ответ на определенное повреждение.

8. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя выполнение настройки плана технического обслуживания и повторную оценку периодов проверки на основе рабочих нагрузок.

9. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя выполнение анализа, чтобы формировать предупреждения пилоту во время полета для более тяжелых полетов и работы, чем проектные нагрузки.

10. Способ по п. 7, дополнительно включающий в себя выполнение контроля повреждений и ремонта конструкции на основе оценки состояния конструкции контроля степени исправности конструкции и рабочих нагрузок, формируемых посредством контроля рабочих нагрузок с использованием анализа напряжений.

11. Способ по п. 7, причем способ осуществляется по меньшей мере частично посредством по меньшей мере одного компьютера, включающего в себя по меньшей мере один процессор, устройство отображения и хранилище.