一种飞机机翼防冰活门的监控系统及方法
阅读：760发布：2024-01-13
专利汇可以提供一种飞机机翼防冰活门的监控系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种飞机机翼防 冰 活 门 的 监控系统 及方法。飞机机翼 防冰 活门的监控系统，包括：时间记录装置，其记录防冰活门打开或关闭的时间；数据获取装置，其获取所述时间记录装置所记录防冰活门打开或关闭的时间；以及报文生成装置，其根据数据获取装置所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能报文。，下面是一种飞机机翼防冰活门的监控系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种飞机机翼防冰活门的监控系统，包括：
时间记录装置，其记录防冰活门打开或关闭的时间；
数据获取装置，其获取所述时间记录装置所记录防冰活门打开或关闭的时间；以及报文生成装置，其根据数据获取装置所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能报文。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述时间记录装置包括计时器，所述计时器记录从WING开关从按入位变为按出位的时刻到防冰活门处于关闭位置的时刻之间的时间。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述防冰活门包括一个传感器，其探测防冰活门已处于打开状态；其中所述时间记录装置包括计时器，所述计时器记录从WING开关从按出位变为按入位的时刻到防冰活门处于打开位置的时刻之间的时间。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述时间记录装置记录WING开关从按入位变为按出位的时刻和防冰活门处于关闭位的时刻，或者WING开关从按出位变为按入位的时刻和防冰活门处于打开位的时刻。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括防冰活门性能评估装置，其接收所述防冰活门性能报文，根据防冰活门性能报文中的防冰活门打开或关闭时间，评估所述防冰活门的性能。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述防冰活门性能评估装置同时参考所述防冰活门打开或关闭时间的历史数据。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述防冰活门性能评估装置预估所述防冰活门出现故障的时间。
8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括通信装置，其将所述防冰活门性能报文传输到所述防冰活门性能评估装置。
9.根据权利要求5所述的系统，其中所述防冰活门性能报文包括修正后的所述防冰活门打开或关闭时间，其中修正公式如下：
修正后时间=修正前时间+(a*(PD)+b)；
其中PD表示引气压力，a和b是修正参数。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述防冰活门性能报文包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态、WING开关被按出时的状态和防冰活门关闭时间；或者，包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态和打开的时间；其中，所述的状态至少包括发动机引气压力。
11.根据权利要求10所述的系统，所述防冰活门性能评估装置判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间是否超过第一阈值或第二阈值；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
12.根据权利要求10所述的系统，所述防冰活门性能评估装置判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
13.根据权利要求12所述的系统，所述防冰活门性能评估装置利用独立样本检验判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
14.根据权利要求12所述的系统，所述防冰活门性能评估装置利用线性拟合斜率变化趋势判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
15.一种飞机机翼防冰活门的监控方法，包括：
记录防冰活门打开或关闭的时间；
获取所述时间记录装置所记录防冰活门打开或关闭的时间；以及
根据数据获取装置所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能报文。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述防冰活门关闭的时间包括记录从WING开关从按入位变为按出位的时刻到防冰活门处于关闭位置的时刻之间的时间。
17.根据权利要求15所述的方法，其中记录防冰活门打开时间记录从WING开关从按出位变为按入位的时刻到防冰活门处于打开位置的时刻之间的时间。
18.根据权利要求15所述的方法，进一步包括记录WING开关从按入位变为按出位的时刻和防冰活门处于关闭位的时刻，或者WING开关从按出位变为按入位的时刻和防冰活门处于打开位的时刻。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括接收所述防冰活门性能报文，根据防冰活门性能报文中的防冰活门打开或关闭时间，评估所述防冰活门的性能。
20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括参考所述防冰活门打开或关闭时间的历史数据。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括预估所述防冰活门出现故障的时间。
22.根据权利要求15所述的方法，进一步包括利用地空数据链将所述防冰活门性能报文传输。
23.根据权利要求19所述的方法，进一步包括修正后的所述防冰活门打开或关闭时间，其中修正公式如下：
修正后时间=修正前时间+(a*(PD)+b)；
其中PD表示引气压力，a和b是修正参数。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述防冰活门性能报文包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态、WING开关被按出时的状态和防冰活门关闭时间；或者，包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态和打开的时间；其中，所述的状态至少包括发动机引气压力。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述评估所述防冰活门的性能包括判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间是否超过第一阈值或第二阈值；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
26.根据权利要求23所述的方法，其中所述评估所述防冰活门的性能包括判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变包括利用独立样本检验判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
28.根据权利要求26所述的方法，其中所述判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变包括利用线性拟合斜率变化趋势判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
29.根据权利要求24所述的方法，其中所述防冰活门性能报文包括所述防冰活门关闭时间，其中生成所述防冰活门性能报文包括：
判断机翼防冰系统是否已正常工作；
采集WING开关被按入前的状态和WING开关被按入后的状态；
响应于WING电门从按入位转为按出位，采集WING开关被按出时的状态；
获取所述防冰活门关闭时间；以及
生成所述防冰活门性能报文。
30.根据权利要求24所述的方法，其中判断机翼防冰系统是否已正常工作包括：确定（1）WING电门保持在ON位；（2）引气管路压力大于大约15psi；（3）防冰活门的位置电门显示活门在“非关闭”位；以及（4）持续时间大于大约5秒。
31.根据权利要求24所述的方法，进一步包括响应于所述防冰活门关闭时间大于大约
30秒时，确定活门存在故障。
32.一种维修机翼防冰活门的方法，包括：
获取一个或多个获取一个或多个防冰活门性能报文，其中，所述防冰活门性能报文包括防冰活门打开或关闭时间；
评估飞机机翼防冰活门的性能；
根据飞机机翼防冰活门的性能，安排防冰活门的维护计划；以及
对飞机机翼的防冰活门进行维修。
一种飞机机翼防冰活门的监控系统及方法
技术领域
背景技术
[0002] 飞机在高空飞行时，由于气温较低可能会出现结冰现象。在结冰条件下，如果机翼的气动敏感部位（如前缘）结冰，会影响机翼气动外形，甚至因结冰可能出现机翼失速的严重情况，给飞行安全带来威胁。因此，为了防止机翼前缘等敏感部位结冰，飞机的气源系统向机翼的缝翼提供热空气，进行除冰和预防结冰。
[0003] 机翼防冰活门控制热空气管路的打开和关闭，并保证管路下游的压力在一定工作范围之内。防冰活门的可靠性对飞机的安全运行影响很大。一旦防冰活门出现故障，飞机的运行将受到影响。即使采取人工操控的办法，也极易使航班出现延误。因此，对防冰活门进行监控有利于提高飞机运行的可靠性，降低飞机的运行成本。
发明内容
[0004] 针对上述现有技术中存在的技术问题，根据本发明的一个方面，提出一种飞机机翼防冰活门的监控系统，包括：时间记录装置，其记录防冰活门打开或关闭的时间；数据获取装置，其获取所述时间记录装置所记录防冰活门打开或关闭的时间；以及报文生成装置，其根据数据获取装置所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能 报文。 [0005] 如上所述的系统，其中所述时间记录装置包括计时器，所述计时器记录从WING开关从按入位变为按出位的时刻到防冰活门处于关闭位置的时刻之间的时间。 [0006] 如上所述的系统，其中所述防冰活门包括一个传感器，其探测防冰活门已处于打开状态；其中所述时间记录装置包括计时器，所述计时器记录从WING开关从按出位变为按入位的时刻到防冰活门处于打开位置的时刻之间的时间。
[0007] 如上所述的系统，其中所述时间记录装置记录WING开关从按入位变为按出位的时刻和防冰活门处于关闭位的时刻，或者WING开关从按出位变为按入位的时刻和防冰活门处于打开位的时刻。
[0008] 如上所述的系统，进一步包括防冰活门性能评估装置，其接收所述防冰活门性能报文，根据防冰活门性能报文中的防冰活门打开或关闭时间，评估所述防冰活门的性能。 [0009] 如上所述的系统，其中所述防冰活门性能评估装置同时参考所述防冰活门打开或关闭时间的历史数据。
[0010] 如上所述的系统，其中所述防冰活门性能评估装置预估所述防冰活门出现故障的时间。
[0011] 如上所述的系统，进一步包括通信装置，其将所述防冰活门性能报文传输到所述防冰活门性能评估装置。
[0012] 如上所述的系统，其中所述防冰活门性能报文包括修正后的所述防冰活门打开或关闭时间，其中修正公式如下：修正后时间=修正前时间+(a*(PD)+b)；其中PD表示引气压力，a和b是修正参数。
[0013] 如上其中所述防冰活门性能报文包括：WING开关被按入前的状 态、WING开关被按入后的状态、WING开关被按出时的状态和防冰活门关闭时间；或者，包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态和打开的时间；其中，所述的状态至少包括发动机引气压力。
[0014] 如上所述的系统，所述防冰活门性能评估装置判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间是否超过第一阈值或第二阈值；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。 [0015] 如上所述的系统，所述防冰活门性能评估装置判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
[0016] 如上所述的系统，所述防冰活门性能评估装置利用独立样本检验判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
[0017] 如上所述的系统，所述防冰活门性能评估装置利用线性拟合斜率变化趋势判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。 [0018] 根据本发明的另一个方面，提出一种飞机机翼防冰活门的监控方法，包括：记录防冰活门打开或关闭的时间；获取所述时间记录装置所记录防冰活门打开或关闭的时间；以及根据数据获取装置所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能报文。 [0019] 如上所述的方法，其中所述防冰活门关闭的时间包括记录从WING开关从按入位变为按出位的时刻到防冰活门处于关闭位置的时刻之间的时间。
[0020] 如上所述的方法，其中记录防冰活门打开时间记录从WING开关从按出位变为按入位的时刻到防冰活门处于打开位置的时刻之间的时 间。
[0021] 如上所述的方法，进一步包括记录WING开关从按入位变为按出位的时刻和防冰活门处于关闭位的时刻，或者WING开关从按出位变为按入位的时刻和防冰活门处于打开位的时刻。
[0022] 如上所述的方法，进一步包括接收所述防冰活门性能报文，根据防冰活门性能报文中的防冰活门打开或关闭时间，评估所述防冰活门的性能。
[0023] 如上所述的方法，进一步包括参考所述防冰活门打开或关闭时间的历史数据。 [0024] 如上所述的方法，进一步包括预估所述防冰活门出现故障的时间。 [0025] 如上所述的方法，进一步包括利用地空数据链将所述防冰活门性能报文传输。 [0026] 如上所述的方法，进一步包括修正后的所述防冰活门打开或关闭时间，其中修正公式如下：修正后时间=修正前时间+(a*(PD)+b)；其中PD表示引气压力，a和b是修正参数。
[0027] 如上所述的方法，其中所述防冰活门性能报文包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态、WING开关被按出时的状态和防冰活门关闭时间；或者，包括：WING开关被按入前的状态、WING开关被按入后的状态和打开的时间；其中，所述的状态至少包括发动机引气压力。
[0028] 如上所述的方法，其中所述评估所述防冰活门的性能包括判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间是否超过第一阈值或第二阈值；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。
[0029] 如上所述的方法，其中所述评估所述防冰活门的性能包括判断修正 后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
[0030] 如上所述的方法，其中所述判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变包括利用独立样本检验判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
[0031] 如上所述的方法，其中所述判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变包括利用线性拟合斜率变化趋势判断修正后的所述防冰活门打开或关闭时间与历史数据相比是否发生了实质性改变。
[0032] 如上所述的方法，其中所述防冰活门性能报文包括所述防冰活门关闭时间，其中生成所述防冰活门性能报文包括：判断机翼防冰系统是否已正常工作；采集WING开关被按入前的状态和WING开关被按入后的状态；响应于WING电门从按入位转为按出位，采集WING开关被按出时的状态；获取所述防冰活门关闭时间；以及生成所述防冰活门性能报文。
[0033] 如上所述的方法，其中判断机翼防冰系统是否已正常工作包括：确定（1）WING电门保持在ON位；（2）引气管路压力大于大约15psi；（3）防冰活门的位置电门显示活门在“非关闭”位；以及（4）持续时间大于大约5秒。
[0034] 如上所述的方法，进一步包括响应于所述防冰活门关闭时间大于大约30秒时，确定活门存在故障。
[0035] 根据本发明的另一个方面，提出一种维修机翼防冰活门的方法，包括：获取一个或多个获取一个或多个防冰活门性能报文，其中，所述 防冰活门性能报文包括防冰活门打开或关闭时间；评估飞机机翼防冰活门的性能；根据飞机机翼防冰活门的性能，安排防冰活门的维护计划；以及对飞机机翼的防冰活门进行维修。附图说明
[0036] 下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中： [0037] 图1是飞机上机翼防冰系统的结构示意图；
[0038] 图2是飞机防冰活门的控制指示的示意图；
[0039] 图3是飞机防冰开关的控制系统的示意图；
[0040] 图4是根据本发明的一个实施例的防冰活门的性能变化曲线的示意图； [0041] 图5是根据本发明的一个实施例的飞机机翼防冰活门的监控系统的结构示意图； [0042] 图6是根据本发明的一个实施例的防冰活门性能报文的例子；
[0043] 图7是根据本发明的一个实施例生成防冰活门性能报文的方法的流程图； [0044] 图8是根据本发明的一个实施例的触发器RPT034和WAVTMR与34号报文之间的关系；
[0045] 图9是根据本发明的一个实施例触发器RTP034的工作流程图；
[0046] 图10是根据本发明的一个实施例触发器WAVTMR的工作流程图；
[0047] 图11是根据本发明的一个实施例的飞机机翼防冰活门的监控方法的流程图； [0048] 图12是根据本发明的一个实施例引气压力与防冰活门打开或关闭 时间的变化规律的示意图；
[0049] 图13是根据本发明的一个实施例引气压力与防冰活门打开或关闭时间的变化规律（归一化到30PSI）的示意图；
[0050] 图14是根据本发明的一个实施例的防冰活门的维修实例；
[0051] 图15是根据本发明的一个实施例的维修机翼防冰活门的方法的流程图。 具体实施方式
[0052] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0053] 在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
[0054] 图1是飞机上机翼防冰系统的结构示意图。如图1所示的是空客A320系列飞机中的防冰系统。其他类型飞机的防冰系统结构与功能类似。防冰系统100包括上游管路101和下游管路102以及二者之间的防冰活门103。上游管路101与气源相连接，以为下游管路提供热空气。 如图所示，气源可以是飞机的APU或者发动机。下游管路102设有多个开口，以向缝翼提供热空气。防冰活门103是电控气动活门，包括电磁阀1031和压力控制关止阀（pressure control shut off valve）1032。压力控制关止阀包括一个活门作动腔。当电磁阀1031断电时，压力控制关止阀1032的活门作动腔与大气相通，因此活门作动腔和下游管路不存在压力差，活门作动腔中的活门在弹簧的压力下保持关闭。当电磁阀1031通电时，电磁阀打开，上游管路与下游管路之间建立起压力差，活门作动腔在压力下推动活门打开。同时，压力控制关止阀1032的控制腔探测活门上下游的压差，并动态调整作动腔内的压力，使活门的下游管路中的压力保持在规定的范围内。
[0055] 图2是飞机防冰活门的控制指示的示意图。如图2所示，在驾驶舱的顶部具有防冰操作面板200。在防冰操作面板200的最左侧是机翼防冰开关WING。机翼防冰开关WING包括2个位置：按出位和按入位。当WING在按出位时，电磁阀1031断电，防冰活门保持在关闭位。此时，关闭位的位置电门提供活门的位置状态，指示活门处于关闭位。当WING在按入位时，电磁阀1031通电，防冰活门打开。此外，防冰活门上还设有低压和高压开关。当下游管路的压力过低或过高时，会发出警告。另外，如果防冰活门无指令下打开或关闭、未按指令打开或关闭，或者打开或关闭的时间过长，也会发出警告。
[0056] 图3是飞机防冰开关的控制系统的示意图。如图3所示，控制系统300包括防冰控制开关301，即WING开关。防冰控制开关301控制左翼防冰活门302和右翼防冰活门303。控制系统300还包括空地信号电门（oled proximity switches）304，其限制防冰活门在地面的工作时间不能超过30秒，以仅作为地面测试使用。控制系统300包括系统数据获 取集中器SDAC（System Data Acquisition Concentrator）计算机用于驾驶舱的指示；环境控制系统ECS（Environmental Control System）计算机用于记录故障信息，并将故障信息发送到集中错误显示系统CFDS（Centralized Fault Display System）。 [0057] 图4是根据本发明的一个实施例的防冰活门的性能变化曲线的示意图。随着使用时间的增加，防冰活门的性能会逐渐变差，即衰退指数会逐渐增加。衰退指数代表了防冰活门的性能变差的速度的快慢。当衰退指数比较稳定时，防冰活门性能处于稳定期；当防冰活门的性能衰退逐渐加快时，防冰活门的性能就进入衰退期；当超过某一个阈值后，防冰活门的性能进入故障期，可能随时出现故障。当防冰活门进入故障期后，对服务质量和飞行安全会产生不利后果；同时容易产生非计划性的维修，造成航班的延误和停飞。 [0058] 现有技术中还没有手段可以对防冰活门的性能是否进入衰退期进行检测。对于衰退期的检测有如下好处：第一，当防冰活门处于衰退期时，发生故障的概率仍然非常低。如果选择在此时机对飞机进行检修，飞行安全和服务质量是可以得到保障的。第二，当检测到防冰活门处于衰退期后，航空公司可以适时地安排对飞机的检修，从而避免了非计划的维修，减少飞机的延误。也同时避免了按硬时限进行检修时造成的成本浪费。 [0059] 防冰活门为电控气动的机械部件，其故障表现为无法打开或关闭、打开或关闭时间过长。引起故障的主要原因是内部膜盒老化、气路污染，部件磨损等。因此，对防冰活门的性能监控，通过记录活门的打开和关闭时间，可以评估活门的性能衰退情况。 [0060] 图5是根据本发明的一个实施例的飞机机翼防冰活门的监控系统的 结构示意图。如图5所示，飞机机翼防冰活门的监控系统500包括：时间记录装置501、数据获取装置502和报文生成装置503。时间记录装置501记录防冰活门打开或关闭的时间。数据获取装置502获取时间记录装置501所记录防冰活门打开或关闭的时间。报文生成装置503根据数据获取装置502所获取的防冰活门打开或关闭的时间，生成防冰活门性能报文。 [0061] 由于防冰活门打开所需的时间和关闭所需的时间都可以反映防冰活门的性能，因此，根据本发明的一个实施例，时间记录装置501的实例是计时器，其可以任意选择记录防冰活门打开或者关闭的时间。然而，如前所述，当防冰活门处于关闭位时，有传感器（例如微动电门）记录其已处于关闭位置的状态并报告。因此，可以利用计时器记录从WING开关从按入位变为按出位的时刻到防冰活门处于关闭位的时刻之间的时间，即防冰活门的关闭时间，来反映防冰活门的性能。
[0062] 根据本发明的一个实施例，如果希望记录防冰活门的打开时间，需要在飞机上安装一个传感器，报告防冰活门已处于打开状态。这样，利用计时器记录从WING开关从按出位变为按入位的时刻到防冰活门处于打开位的时刻之间的时间，即防冰活门的打开时间，也能反映防冰活门的性能。
[0063] 根据本发明的一个实施例，时间记录装置501记录WING开关从按入位变为按出位的时刻和防冰活门处于关闭位的时刻，或者WING开关从按出位变为按入位的时刻和防冰活门处于打开位的时刻。根据本发明的一个实施例，WING开关经设置在从按入位变为按出位的时刻、或者从按出位变为按入位的时刻，防冰活门经设置在处于关闭位的时刻，或者处于打开位的时刻发送信号到时间记录装置501。时间记录装 置501记录收到这些信号的时刻。
[0064] 根据本发明的一个实施例，本发明利用了飞机的报文系统，其主要涉及飞机的数字式飞行数据获取组件FDIMU（Flight Data interface and Management Unit）。FDIMU接收来自机载传感器或其他设备的航空器状态数据。FDIMU的数据获取子系统将获取的航空器状态数据转换为数字信号进行广播。快速存取记录器QAR（Quick Access Recorder）接收到广播的航空器状态数据并进行存储。其中，一部分数据被存储到飞行数据记录器FDR（Flight Data Recorder），即“黑匣子”中，以便在航空器发生突发性事件后，供有关人员进行调查分析。
[0065] 航空器状态监控系统ACMS（Aircraft Condition Monitoring System）也从FDIMU的数据获取子系统接收广播的航空器状态数据。ACMS监视，收集，记录航空器状态数据，并且在特定触发条件下输出预定航空器状态数据，供航务和机务人员日常监控航空器状态和性能使用。由于其数据内容和格式可由用户更改，所以称为报文。
[0066] ACMS报文由集成的应用软件控制产生。报文由特定航空器状态参数的阈值或多项特定航空器状态参数的组合逻辑，即特定的报文触发逻辑来触发。ACMS的生产厂家设计和测试的报文触发逻辑产生的ACMS报文称为基本报文。很多基本报文已经成为了民用航空管理部门规定的标准。以波音737NG飞机为例，其使用的ACMS基本报文约有20多个。 [0067] 通过自行编写ACMS报文触发逻辑可以产生客户化报文。客户化报文可以使得本领域技术人员不再受制于基本报文中参数的限制，而能直接面对数万个航空器状态参数。这样就可以更好地监控航空器的状态。
[0068] 根据本发明的一个实施例，数据获取装置502的实例是飞机的 FDIMU的DMU、QAR或FDR，或独立硬件的易失性或非易失性数据存储装置。根据本发明的一个实施例，时间记录装置501和数据获取装置502可以集成为一个硬件实体或一个硬件实体的两种功能。 [0069] 根据本发明的一个实施例，报文生成装置503的实例是FDIMU的ACMS，或其他的机载报文产生装置。根据本发明的一个实施例，时间记录装置501、数据获取装置502和报文产生装置503可以集成为一个硬件实体或一个硬件实体的多种功能。
[0070] 根据本发明的一个实施例，飞机机翼防冰活门的监控系统500进一步包括防冰活门性能评估装置504。防冰活门性能评估装置504接收防冰活门性能报文，根据防冰活门性能报文中的防冰活门打开或关闭时间，或同时参考该防冰活门打开或关闭时间的历史数据，评估该防冰活门的性能，并且预计该防冰活门出现故障的时间。
[0071] 根据本发明的一个实施例，防冰活门性能评估装置的实例是航空公司地面计算平台或者机载计算平台。
[0072] 根据本发明的一个实施例，飞机机翼防冰活门的监控系统500进一步包括通信装置505。通信装置505将报文传输到防冰活门性能评估装置504。根据本发明的一个实施例，通信装置505的实例是例如ACARS系统的地空数据链，防冰活门性能报文通过地空数据链传输到地面工作站，进而传输到航空公司的地面计算平台或服务器上。 [0073] 图6是根据本发明的一个实施例的防冰活门性能报文的例子。如图6所示，防冰活门性能报文包括三个部分：第一部分是预设参数，包括：机号、航班号、APU引气活门、引气活门状态、触发代码、报文触发时间等内容。其中，触发代码表示了防冰活门是在地面还是在空中被打开，可以据此判断是否是地面测试。其中，报文触发时间是当WING 开关被按入的时间。第二部分是状态参数，包括WING开关被按入5秒前的状态、WING开关被按入5秒后的状态、WING开关被按出时的状态。其中，所述的状态的状态参数包括：PD：发动机引气压力、TPO：发动机引气温度、WAV：机翼防冰活门位置（OPEN/CLOSE）、DATE：UTC日期和TIME：UTC时间。第三部分是左侧和右侧防冰活门关闭或打开的时间，以及日期和时间。 [0074] 以下通过记录防冰活门的关闭时间的实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应当理解，记录防冰活门的打开时间的技术方案也可以类似地得出，也在本发明的范围之内。
[0075] 图7是根据本发明的一个实施例生成防冰活门性能报文的方法的流程图。如图7所示，生成防冰活门性能报文（即34号报文）的方法700包括：在步骤710，当探测WING开关从按出位“OFF”到按入位“ON”时，初始化防冰活门性能报文触发器RPT034，并激活左侧和右侧防冰关闭或打开时间触发器WAVTMR1和WAVTMR2。根据本发明的一个实施例，触发器可以是一个进程，用来完成特定的功能；也可以是一个独立的硬件，针对特定的任务。 [0076] 图8是根据本发明的一个实施例的触发器RPT034和WAVTMR与34号报文之间的关系。如图8所示，RTP034用来激活生成34号报文，采集除防冰活门关闭或打开时间外的其他参数，以及初始化触发器WAVTMR。而触发器WAVTMR则可以用来判断机翼防冰活门的状态和获得防冰活门关闭或打开的时间。综合触发器RPT034和WAVTMR的数据，就可以生成RTP034报文。
[0077] 图9是根据本发明的一个实施例触发器RTP034的工作流程图。图10是根据本发明的一个实施例触发器WAVTMR的工作流程图。以下 结合图7-10，进一步说明防冰活门性能报文，即34号报文的生成方法。
[0078] 参考图7-10，在步骤720，触发器WAVTMR判断机翼防冰系统是否已正常工作；如正常工作，则标识“WAISYSRDY1”和/或“WAISYSRDY2”为1。具体而言，触发器RPT034激活触发器WAVTMR后，判断WAVTMR是否需要初始化。如果初始化标识为“1”，则触发器WAVTMR初始化。如果WAVTMR之前已经初始化过，只是重新被激活，初始化标识为“0”，则无需触发器WAVTMR初始化，直接进行下一步操作。接下来，触发器WAVTMR判断防冰系统是否已正常工作。根据本发明的一个实施例，其条件为：（1）WING电门保持在ON位；（2）引气管路压力大于15psi；（3）防冰活门的位置电门显示活门在“非关闭”位（本实施例记录关闭时间，记录打开时间的实施例与此类似。）；以及（4）持续时间大于5秒。根据本发明的一个实施例，触发器WAVTMR包含一个计数器。如果前三个条件满足，则计数器每秒累加一次；如果条件不满足，则计数器清零。当计数器数值大于等于5时，确认防冰系统已开始正常工作，标识“WAISYSRDY1”或“WAISYSRDY2”置“1”。
[0079] 参考图7和图9，在步骤730，触发器RPT034判断“WAISYSRDY1”或“WAISYSRDY2”的状态发现其中之一置“1”，则采集34号报文预设数据、WING开关被按入5秒前的状态参数、WING开关被按入5秒后的状态参数。
[0080] 参考图7和图9，在步骤740，触发器RPT034探测WING电门转换为“OFF”位，即从按入位转为按出位，则采集WING开关被按出时的状态参数。
[0081] 参考图7和图10，在步骤750，触发器WAVTMR记录和/或计算活 门关闭时间，记录和/或计算结束后“WAV1TMR_FLG”和“WAV2TMR_FLG”置“1”。具体而言，当触发器WAVTMR探测到WING开关在“OFF”位或者活门供电继电器的某一触点接地，例如地面30秒强制关闭防冰活门的情况，则判断防冰活门系统将按指令关闭。接下来，触发器WAVTMR以例如16Hz的频率或者其他的固定时间间隔探测防冰活门开关状态是否从“开”转换到“关”。如果未转换，则活门关闭时间进行累加。当累加值大于30秒时，则确定活门存在故障，活门关闭时间赋值“999”。如果探测到转换，则将活门关闭时间WAVTMR1/WAVTMR2中将数值保存，同时将活门关闭标识置“1”。然后，如果活门关闭时间为“999”或活门关闭标识为“1”，则“WAV1TMR_FLG”和“WAV2TMR_FLG”置“1”，标识触发器WAVTMR计算关闭时间的过程结束。 [0082] 参考图7和图9，在步骤760，触发器RPT034如果检测发现“WAV1TMR_FLG”和“WAV2TMR_FLG”置“1”时从WAVTMR1和WAVTMR2采集防冰活门关闭时间的数据。 [0083] 在步骤770，触发器RPT034的报文数据采集完毕，发送34号报文，并待命触发器WAVTMR。根据本发明的一个实施例，地面时报文一旦触发，其触发代码为“1000”，触发原因为地面测试“GND TEST”，发送对象为ACARS和打印机；空中时报文触发后，触发代码为“4000”，触发原因为飞行操作“FLT OPER”，发送对象为ACARS。
[0084] 图11是根据本发明的一个实施例的飞机机翼防冰活门的监控方法的流程图。如图11所示，飞机机翼防冰活门的监控方法1100包括：在步骤1110，获取一个或多个防冰活门性能报文，其中，所述防冰活门性能报文包括防冰活门打开或关闭时间。如前所述的图4-10的实施例 可以应用到本实施例的方法中以生成防冰活门性能报文，即34号报文。本方法可以在图5所示的实施例中的防冰活门性能评估装置504中应用。当然，其他方式获得的包括防冰活门打开或关闭时间的防冰活门性能报文也可以应用于本发明中。 [0085] 在步骤1120，判断防冰活门打开或关闭时间是否超过第一阈值。如果防冰活门打开或关闭时间超过第一阈值，则判定防冰活门的性能进入了衰退期。第一阈值可以根据防冰活门状态良好时的打开或关闭时间确定，例如刚出厂时的打开或关闭时间。根据本发明的一个实施例，对于防冰活门状态良好时的打开或关闭时间小于1秒钟的防冰活门，第一阈值为4秒。
[0086] 在步骤1130，判断防冰活门打开或关闭时间是否超过第二阈值。如果防冰活门打开或关闭时间超过第二阈值，则判定防冰活门的性能进入了故障期。其中，第二阈值大于第一阈值。根据本发明的一个实施例，对于防冰活门状态良好时的打开或关闭时间小于1秒钟的防冰活门，第二阈值为7-8秒。根据本发明的一个实施例，对于防冰活门状态良好时的打开或关闭时间小于1秒钟的防冰活门，如果打开或关闭时间为6秒，则表明该防冰活门已经进入严重衰退期，随时可能进入故障期。
[0087] 根据本发明的一个实施例，为了更为准确反映防冰活门的性能的变化，避免误报警，在步骤1120进一步包括：当连续2个防冰活门性能报文中的防冰活门打开或者关闭时间超过第一阈值，或者连续3个报文中2个报文中的防冰活门打开或者关闭时间超过第一阈值，或者连续5个报文中的3个中的防冰活门打开或者关闭时间超过第一阈值，才确定该防冰活门的性能进入衰退期。
[0088] 根据本发明的一个实施例，在步骤1130进一步包括：当连续2个防冰活门性能报文中的防冰活门打开或者关闭时间超过第二阈值，或者连续3个报文中2个报文中的防冰活门打开或者关闭时间超过第二阈值，或者连续5个报文中的3个中的防冰活门打开或者关闭时间超过第二阈值，才确定该防冰活门的性能进入故障期。
[0089] 根据本发明的一个实施例，由于防冰活门是通过压力差推动而打开的，引气压力对于活门的打开和关闭时间具有影响，所以可以通过管路中的压力来修正防冰活门打开和关闭的时间，以更为准确地反映防冰活门自身的性能。
[0090] 图12是根据本发明的一个实施例引气压力与防冰活门打开或关闭时间的变化规律的示意图。如图12所示，根据本申请的发明人的研究发现，引气压力与打开或关闭时间的增量成良好的线性关系。图13是根据本发明的一个实施例引气压力与防冰活门打开或关闭时间的变化规律（归一化到30PSI）的示意图。当然也可以归一化到其他的压力数值。 [0091] 根据本发明的一个实施例，防冰活门打开或关闭时间根据引气压力的修正公式如下：
[0092] 修正后时间=修正前时间+(a*(PD)+b)；
[0093] 其中PD表示引气压力，a和b是修正参数。根据本发明的一个实施例，a为-0.069，b为2.07。本领域技术人员应当注意到，对于不同的防冰活门系统，a和b的取值可能不同。上述数值仅供说明的目的。
[0094] 返回图11，或者，在步骤1140，参考该防冰活门打开或关闭时间的历史数据，评估该防冰活门的性能是否已经发生了实质性变化。如果该防冰活门的性能是否已经发生了实质性变化，则表明该防冰活门的 性能已经进入了衰退期。
[0095] 图14是根据本发明的一个实施例的防冰活门的维修实例。其中，在竖线的时候，防冰活门进行了维修，其性能得到了恢复。由于图14所示的实例在防冰活门维修前后，防冰活门的性能处于不同的状态；通过图14所示的实例，可以进一步说明本发明的技术方案。
[0096] 根据本发明的一个实施例，通过独立样本检验确定防冰活门的性能是否已经发生了实质性变化。如下的表1和表2中的数据说明了维修前和维修后的独立样本检验的结果：
[0097] 表1
[0098]
[0099] 表2
[0100] 通过表1和表2的结果说明，维修前后防冰活门的表现差异非常大，几乎不可能被认为是相互关联的。这充分说明了独立样本检验可以应用于本发明中评估防冰活门的性能是否发生实质性变化。
[0101] 根据本发明的一个实施例，通过防冰活门打开和关闭时间变化趋势的变化确定防冰活门的性能是否已经发生了实质性变化。同样是参考图14的实施例，在维修前的一段时间内，防冰活门打开和关闭时间快速上升，变化趋势以很快的速度变坏。因此，对于这种变化趋势的变化也可以评估防冰活门的性能。
[0102] 根据本发明的一个实施例，通过计算一定时间内的反映防冰活门打 开和关闭时间变化的线性拟合斜率来判断防冰活门的性能。
[0103] 假设时间滚动窗口包括M个时间点，以时间TSR为横轴，修正后的防冰活门打开和关闭时间为纵轴，计算最近的M个点的斜率。如果斜率发生变化，如快速上升则说明防冰活门的性能发生了实质性改变。
[0104] 滚动窗口的大小，即纳入计算范围的点的个数M的选择取决于多种因素，例如，测量时间的间隔以及控制策略等。M越小，斜率的变化越容易受到正常波动的影响，从而出现过多的误报。如果M过大，虽然反映的变化趋势较为准确，但是这会降低本发明的时效性，无法及时准确地发出告警信息。因此，滚动窗口的大小对于这种方法有着重要的影响。根据本发明的一个实施例，M的取值约为5-10，优选为7。当斜率的变化超过标准方差的1.5-2倍，可以认为防冰活门的性能发生了实质性改变。
[0105] 返回图11，在步骤1150，如果防冰活门的性能进入了衰退期、严重衰退期、或者故障期，预测防冰活门可能发生故障的时间。根据本发明的一个实施例，在防冰活门的性能进入了衰退期后，持续监视防冰活门的打开和关闭时间的变化趋势的变化，预计防冰活门的打开和关闭时间达到第二阈值或严重衰退期的阈值，就可以预估防冰活门的性能进入严重衰退期或者故障期的时间，从而实现防冰活门可能发生故障的时间预测。 [0106] 图15是根据本发明的一个实施例的维修机翼防冰活门的方法的流程图。如图15所示，维修机翼防冰活门的方法1500包括，在步骤1510，获取一个或多个获取一个或多个防冰活门性能报文，其中，所述防冰活门性能报文包括防冰活门打开或关闭时间。如前所述的图4-10的实施例可以应用到本实施例的方法中以生成防冰活门性能报文，即34号 报文。本方法可以在图5所示的实施例中的防冰活门性能评估装置504中应用。当然，其他方式获得的包括防冰活门打开或关闭时间的防冰活门性能报文也可以应用于本发明中。 [0107] 在步骤1520，评估飞机机翼防冰活门的性能。图11-图14的实施例所述的评估防冰活门的性能的方法和预测防冰活门发生故障的时间都可以应用到步骤1520中，以评估防冰活门的性能。当然，其他的方法也可以用来评估防冰活门的性能而应用于本步骤中。 [0108] 在步骤1530，根据飞机机翼防冰活门的性能，安排防冰活门的维护计划；以及在步骤1540，对飞机机翼的防冰活门进行维修。
[0109] 本发明的有益效果：与现有技术相比，填补了现有技术的空白。在本发明的一个实施例中，自动采集飞机机翼防冰活门的工作状态，通过空地数据链下传到地面工作站或自动打印，解决了防冰活门健康数据采集问题，也进一步实现了对飞机机翼防冰活门的健康诊断和监控，降低航空公司运行成本，提升了飞行安全。
[0110] 上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。
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