具有多跳飞机通信能力的无线引擎监控系统和引擎数据的机载处理技术方案

一种引擎监控模块，包括配置为安装在飞机引擎处的外壳和由该外壳承载的第一无线发送器。存储器被外壳承载，并且处理器被外壳承载并且耦接到存储器和第一无线发送器并且配置为收集并在存储器中存储关于由多个引擎传感器在飞机引擎的操作期间感测的至少一个引擎参数的引擎数据且经第一无线发送器发送引擎数据。无线接收器位于飞机内并且配置为接收从第一无线发送器发送的引擎数据。第二无线发送器位于飞机内并且可操作地连接到无线接收器并且配置为接收和发送引擎数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有多跳飞机通信能力的无线引擎监控系统和引擎数据的机载处理
本专利技术涉及飞机引擎的实时监控，并且更具体而言，本专利技术涉及为了引擎维修或其它分析而通过收集实时飞机引擎数据并且处理引擎数据来确定飞机引擎的当前性能的系统和相关方法。
技术介绍
位于佛罗里达州墨尔本的Harris公司已经设计出利用与飞机的众多部件连接的地面数据链接单元记录飞机引擎的性能的系统和方法，地面数据链接单元包括数字飞行数据获取单元(DFDAU)、飞机数字飞行数据记录器(DFDR)，以及用于较大型喷气式涡轮引擎的通常被称为全权限数字引擎控制(FADEC)的数据多路复用系统或者有时就用在较小型飞机上的较小型喷气涡轮引擎而言被提到的引擎控制单元(ECU)，较小型飞机包括生成小于15000磅推力的涡轮螺桨引擎或者其它引擎。术语“FADEC/ECU”可以用来对应于本行业中所使用的术语“FADEC”或“ECU”。这种地面数据链接单元的例子在共同受让的美国专利No.6,047,165中公开，该专利的全部公开内容通过引用被结合于此。利用这种地面数据链接单元的引擎监控系统在共同受让的美国专利No.6,148,179和No.6,353,734中公开，这两个专利的全部公开内容通过引用被结合于此。在通过引用被结合的‘179和‘734专利中，通过在引擎操作期间，例如在地面数据链接单元中，收集引擎数据并且经宽带扩频通信信号把收集到的引擎数据下载到基于地面的扩频接收器，所公开的系统和方法可以提供对飞机引擎的性能的记录。信号在基于地面的扩频接收器中被解调以获得引擎数据供进一步处理。还有可能把数据上传到地面数据链接单元，诸如算法、飞行管理文件、视频和娱乐文件以及其它数据文件。这种Harris公司的地面数据链路(GDL)单元优于采用例如在飞机最初起飞之后升高至1000英尺时基本引擎参数的“快照”的现有技术系统。数据局限于飞行期间的一个快照并且不是实时的。这些现有技术数据“快照”没有超越总指标和反应性维修技术。“快照”通常可以包含关于有限的引擎参数(例如，N1、N2、EGT和Wf)的数据，其中“快照”数据或者“机载(onboard)”记录或者利用VHF通信数据链路经ACARS下载。其它监控系统需要飞行员把数据手动输入飞行日志或者需要诸如闪存驱动器和快速访问记录仪(QAR)的可移动介质。在通过引用被结合的‘165、‘179和‘734专利中所公开的地面数据链接单元系统克服了与现有技术“快照”关联的缺陷，“快照”从来不会给出飞机飞行期间引擎性能的真实完整且完全的飞行指示。而且，所描述的这些非GDL的现有技术监控系统不仅具有有限价值的数据集合，而且由于有限的通信选项，例如来自FCC的在航空频谱可用的有限频率和窄带宽/频谱，而具有用于从飞机取回可以是或者可以不是全飞行引擎数据的高成本。过大的引擎数据文件需要高带宽，例如，大约10kbps直至大约36MB/FLTHR(无压缩)，那些非GDL系统可能不能输送这么大的文件。虽然如在‘165、‘179和‘734专利中所公开的地面数据链接单元是优于现有技术引擎监控系统的主要改进，但是所公开的地面数据链接单元通常是安装在飞机上的大单元并且与如前所述的许多机载系统连接。因此，Harris公司开发出了无线引擎监控系统(WEMS)模块，该模块实时地监控飞机引擎，而不借助于与许多飞机系统连接的较大的地面数据链接单元。WEMS模块在共同受让的美国专利No.6,943,699、7,456,756、7,595,739和7,755,512中公开，这些专利的全部公开内容通过引用被结合于此。WEMS模块是直接安装在飞机引擎上的引擎监控模块。它不安装在例如航空电子舱或者类似的机身位置，另一方面，这种位置是用于连接到许多机载单元的地面数据链接单元的优选位置。在一个例子中，WEMS模块连接到引擎上的全权限数字引擎控制器(FADEC)/引擎控制单元(ECU)。在一个例子中，WEMS模块通常很小，大约2x2x4英寸，并且可以记录、存储、加密和发送“全飞行”引擎数据。WEMS模块直接与FADEC/ECU连接并且以例如一秒或更小的采样频率记录数百个引擎参数。它具有优选的保形天线和RF收发器，以便利用RF/802.11/蜂窝技术下载(和上传)数据，作为非限制性例子，所述技术包括其它扩频技术。利用WEMS模块的“全飞行”引擎数据的这种收集和存储允许对引擎的高级预测和诊断并且增加引擎“在翼时间”(timeonwing，TOW)并且减小引擎的每小时维修成本(MCPH)。在一个例子中，WEMS数据利用RF/(802.11)扩频/蜂窝信号下载到机场服务器进行处理和/或经因特网、PSTN、蜂窝或其它通信网络运输到其它工作站进行飞行后分析。数据还可以上传到WEMS模块，包括用于机载处理的算法。WEMS模块提供直接安装在引擎上的自动无线解决方案，从而在大兆字节的文件中记录用于大型和小型涡轮引擎二者的全飞行引擎数据并利用高速数据链路提取。虽然WEMS模块作为用于全飞行引擎数据的档案数据存储器操作，但是期望提供在飞行期间“实时”下载大量的引擎数据并且与通常在大部分国际航班上可以获得的通信资源连接的能力。此外，期望以成本有效的方法使用WEMS模块来检测并诊断关于飞机引擎的涡轮单元内大部分机械地承力的部件的问题。这将需要对诸如涡轮叶片和轴承组件的旋转子系统以及对诸如温度、振动、应变和压力的气路参数的精确监控，但是还将允许对涡轮部件故障的早期检测和诊断并且帮助防止灾难性故障。全世界大约有四万种喷气式引擎可以被监控以确定全飞行引擎数据。因而，监控全飞行引擎数据将提高引擎数据的效率和安全性。
技术实现思路
根据非限制性例子，用于飞机引擎的监控系统包括引擎监控模块，该模块包括配置为安装在飞机引擎上的外壳和由该外壳承载的第一无线发送器。存储器被外壳承载，处理器被外壳承载并且耦接到存储器和第一无线发送器并且配置为收集并在存储器中存储关于由多个引擎传感器在飞机引擎的操作期间感测的至少一个引擎参数的引擎数据且经第一无线发送器发送引擎数据。无线接收器位于飞机内并且配置为接收从第一无线发送器发送的引擎数据。第二无线发送器位于飞机中并可操作地连接到无线接收器并配置为接收和发送引擎数据。在一个例子中，第二无线发送器包括配置为经空对地通信信号发送引擎数据的UHF发送器。在另一个例子中，第二无线发送器配置为经卫星通信链路发送引擎数据。在另一个例子中，第一无线发送器配置为发送引擎数据和链接到飞机引擎的标识符的数据地址。无线局域网(LAN)在飞机内形成，无线接收器和第二无线发送器连接到该无线LAN。在还有另一个例子中，处理器位于飞机上并且配置为在飞机飞行期间接收引擎数据并且处理该引擎数据并确定引擎操作参数。引擎操作参数可以基于感测到的引擎数据来确定。在一个例子中，引擎操作参数包括在飞机的飞行期间让引擎关闭的决定。附图说明当根据附图考虑时，本专利技术的其它目标、特征和优点将从以下本专利技术的具体描述变得清楚。图1-7是在通过引用被结合并且共同受让的‘699、‘756、‘739和‘512专利中所描述的WEMS模块及相关联部件的视图。根据本专利技术的非限制性例子，WEMS模块的描述关于图1-7给出，之后是WEMS模块用于多跳通信的更多细节，包括它本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机引擎的监控系统，包括：引擎监控模块，包括：外壳，配置为安装在飞机引擎处，第一无线发送器，被外壳承载，存储器，被外壳承载，处理器，被外壳承载并且耦接到存储器和第一无线发送器并且配置为：收集并在所述存储器中存储关于由多个引擎传感器在飞机引擎的操作期间感测的至少一个引擎参数的引擎数据，并且经第一无线发送器发送引擎数据；无线接收器，位于飞机内并且配置为接收从第一无线发送器发送的引擎数据；及第二无线发送器，位于飞机内并且可操作地连接到无线接收器并且配置为发送引擎数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.06 US 13/489,6421.一种用于飞机引擎的监控系统，包括：安装在飞机引擎上的多个无线引擎传感器，每个无线引擎传感器配置为感测关于引擎参数的引擎数据并且无线地发送引擎数据；引擎监控模块，包括：外壳，配置为安装在飞机引擎处，第一无线收发器，被外壳承载，存储器，被外壳承载，处理器，被外壳承载并且耦接到存储器和第一无线收发器，所述监控系统的特征在于，所述处理器被配置为：收集并在所述存储器中存储由所述多个引擎传感器在飞机引擎的操作期间感测的关于至少一个引擎参数的引擎数据，并且通过无线通信信号经第一无线收发器发送引擎数据，及配置所述多个无线引擎传感器来改变特定无线引擎传感器的采样速率；并且所述监控系统还包括：无线局域网通信单元，该无线局域网通信单元位于飞机内并且形成飞机内的无线接入点和无线局域网，该无线局域网通信单元被配置为接收从第一无线收发器发送的引擎数据；及第二无线收发器，位于飞机内并与无线局域网通信单元交互操作，并且配置为通过无线通信信号从飞机发送引擎数据。2.如权利要求1所述的系统，其中所述第二无线收发器包括配置为经空对地通信信号发送引擎数据的超高频UHF发送器。3.如权利要求1所述的系统，其中所述第二无线收发器配置为经卫星通信链路发送引擎数据。4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一无线收发器配置为发送引擎数据和链接到飞机引擎的...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·J·奇拉诺，
申请(专利权)人：哈里公司，
类型：发明
国别省市：美国;US