特許 6205321 ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6205321

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20170914BHJP

   B64D 41/00 20060101ALI20170914BHJP

   B64D 47/00 20060101ALI20170914BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F02C7/00 A

   B64D41/00

   B64D47/00

   F01D25/00 W

   F02C7/00 F

【請求項の数】20

【外国語出願】

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-151133(P2014-151133)

(22)【出願日】2014年7月24日

(65)【公開番号】特開2015-38348(P2015-38348A)

(43)【公開日】2015年2月26日

【審査請求日】2017年6月29日

(31)【優先権主張番号】201310313840.9

(32)【優先日】2013年7月24日

(33)【優先権主張国】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】512162041

【氏名又は名称】エア チャイナ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ディン，フイフェン

(72)【発明者】

【氏名】グ，ジュピン

(72)【発明者】

【氏名】ユー，チーホー

(72)【発明者】

【氏名】チェン，レイ

(72)【発明者】

【氏名】ウー，ジアジュ

(72)【発明者】

【氏名】チャン，ハイロン

(72)【発明者】

【氏名】ジェン，フェンリアン

(72)【発明者】

【氏名】フアン，レイ

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２８３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３２４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２６０３９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１９５２４８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／００

Ｂ６４Ｄ ４１／００

Ｂ６４Ｄ ４７／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障に対するモニタリング方法であって、
ある期間内の複数の時点においてＡＰＵメッセージをメッセージ取得ユニットによって取得するステップと、
前記ＡＰＵメッセージにより、少なくとも起動時間ＳＴＡを含む前記ＡＰＵの運行パラメータをメッセージ解析ユニットによって取得するステップと、
前記期間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δをメッセージ解析ユニットによって算出するステップと、
前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が、安定期、退化期、又は故障期にあるかを故障モニタリングユニットによって判定するステップと、を含むモニタリング方法。

【請求項2】

前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が、安定期、退化期、又は故障期にあるかを判定するステップは、
前記偏差指数δが退化閾値より小さいことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期にあると判定するステップと、
前記偏差指数δが前記退化閾値より大きく且つ故障閾値より小さいことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が退化期にあると判定するステップと、
前記偏差指数δが前記故障閾値より大きいことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が故障期にあると判定するステップと、を含む、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項3】

前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期にある時の前記偏差指数δを前記故障モニタリングユニットによって確定するステップを更に含み、
前記退化閾値は、前記偏差指数δの約２倍であり、前記故障閾値は、安定した前記偏差指数δの約６倍である、請求項２に記載のモニタリング方法。

【請求項4】

前記退化期は深刻退化期を更に含み、
深刻退化閾値は、退化閾値より大きく、故障閾値より小さいものであり、
前記偏差指数δが、前記深刻退化閾値より大きく且つ前記故障閾値より小さいことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が深刻退化期にあると判定し、
前記深刻退化閾値は、安定した前記偏差指数δの約４倍である、請求項２に記載のモニタリング方法。

【請求項5】

毎日２又は３の時点で測定される時に前記期間は約５〜１０日である、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項6】

前記期間内に約１０〜４０のＡＰＵメッセージが取得される、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項7】

次の時点の前記ＡＰＵメッセージを更新することで、その時点の前記起動時間ＳＴＡをメッセージ解析ユニットによって取得するステップと、
ＳＴＡ_nextが、ＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さいことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、さらに次のＡＰＵに関連するメッセージにより得られたＳＴＡ_next+1が、ＡＶＧ＋ｎδより大きいか、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さいかを判定するステップと、
ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた前記起動時間ＳＴＡが連続的に、ＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さい回数が、予め設定された回数Ｚを超えることに応答して、前記故障モニタリングユニットによって警告を発生させるステップと、を更に含み、
前記ｎの値は制御ストラテジーによって確定される、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項8】

ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた前記起動時間ＳＴＡが、ＡＶＧ＋ｎδとＡＶＧ−ｎδとの間にあることに応答して、前記メッセージ解析ユニットによって前記起動時間ＳＴＡの平均値及び偏差指数δを算出し直す、請求項７に記載のモニタリング方法。

【請求項9】

ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた前記起動時間ＳＴＡが連続的に、ＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さい回数が、予め設定された回数Ｚを超えることに応答して、前記メッセージ解析ユニットによって前記起動時間ＳＴＡの平均値及び偏差指数δを算出し直す、請求項７に記載のモニタリング方法。

【請求項10】

前記偏差指数δは、前記起動時間ＳＴＡの標準偏差である、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項11】

前記ｎの値は２又は３である、請求項７に記載のモニタリング方法。

【請求項12】

ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた前記起動時間ＳＴＡが連続的に、ＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さい回数が、予め設定された回数Ｚを超えることに応答して、前記故障モニタリングユニットによって警告を発生させるステップを更に含む、請求項７に記載のモニタリング方法。

【請求項13】

前記Ｚの値は３〜５である、請求項７に記載のモニタリング方法。

【請求項14】

前記方法は、
起動時の最高排気温度ＥＧＴＰがレッドライン温度に到達したか否かに応答して、前記故障モニタリングユニットによってタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障の警告を発生させるステップを更に含む、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項15】

前記方法は、
起動時にＥＧＴがそのピークにある時、ＡＰＵの回転比（ＮＰＡ）が、ＮＰＡの予め設定された閾値である３５〜４０％に到達すること又は近づくことに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障の警告を発生させるステップを更に含み、
前記ＮＰＡは、ＡＰＵの正常運行時の一定の回転速度に対してＡＰＵの排気温度（ＥＧＴ）がＡＰＵの起動段階においてそのピーク値に到達した時の前記タービンの回転速度をパーセントで表す比である（％ ＲＰＭ／ＡＰＵ ＲＰＭ）、請求項１４に記載のモニタリング方法。

【請求項16】

ＥＧＴＰ及びＮＰＡの標準偏差が増大することに応答して、前記故障モニタリングユニットによってタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障の警告を発生させる、請求項１５に記載のモニタリング方法。

【請求項17】

前記方法は、
排気温度ＥＧＴが前記レッドライン温度に近づく、又は、入口ガイドブレードＩＧＶの角度に段階的突発ジャンプが発生することに応答して、前記故障モニタリングユニットによって、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障の警告を発生させるステップを更に含む、請求項１５に記載のモニタリング方法。

【請求項18】

前記方法は、
前記起動時間ＳＴＡの履歴データを前記メッセージ解析ユニットによって取得するステップと、
前記故障モニタリングユニットによって、前記起動時間ＳＴＡにおいて、漸次上昇、漸次正常、そして分散することを示すかを判定するステップと、を更に含む、請求項１に記載のモニタリング方法。

【請求項19】

飛行機補助動力ユニットＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障に対するモニタリング装置であって、
ある期間内のＡＰＵメッセージを取得するメッセージ取得ユニットと、
少なくとも起動時間ＳＴＡを含む、必要とされるＡＰＵ運行データを解析し、前記期間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δを算出するメッセージ解析ユニットと、
前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が、安定期、退化期、深刻退化期、又は故障期にあるかを判定する故障モニタリングユニットと、を含むモニタリング装置。

【請求項20】

飛行機補助動力ユニットＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの故障に対するモニタリング装置であって、
プロセッサと、
プロセッサに接続されて、コンピュータ読み取り可能なコードを記憶するメモリと、を含み、
前記コンピュータ読み取り可能なコードは、前記プロセッサにおいて処理されて、
ある期間内の複数の時点においてＡＰＵメッセージを取得するステップと、
前記ＡＰＵメッセージにより、少なくとも起動時間ＳＴＡを含むＡＰＵの運行パラメータを取得するステップと、
前記期間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δを算出するステップと、
前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が、安定期、退化期、又は故障期にあるかを判定するステップと、を実行する、モニタリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、飛行機部品の故障に対するモニタリングに関し、特に、飛行機補助動力手段タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

飛行機搭載補助動力ユニットＡＰＵ（Airborne Auxiliary Power Unit、補助動力ユニットＡＰＵとも略称する）は、飛行機の尾部に装着される小型のタービンエンジンである。ＡＰＵの主たる機能は電力とエアソースとを提供することであり、一部のＡＰＵは飛行機に付加推動力を提供することも可能である。具体的には、飛行機は地上から離陸する前に、ＡＰＵにより給電されてメインエンジンを起動させることで、地上の電力やエアソースなしで、飛行機を起動させることができる。地上にある間、ＡＰＵは更に電力及び圧縮空気を提供して、客室や操縦室内の照明とエアコンとを確保する。飛行機が離陸する時、ＡＰＵは予備用電源として用いられる。飛行機が着陸した後も、やはりＡＰＵにより電力照明やエアコンを供給される。ＡＰＵの機能は、その運行の安定性が決定するとともに、飛行機の飛行コストとサービスの品質に直接関連がある。

【0003】

ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障はＡＰＵの良く見られる故障である。このような故障が発生すると、唯一の方法がＡＰＵのエンジンを交換することであるので、維持の費用が非常に高く、通常は、正常的な修理費用の２倍になる。前もってこのような故障を発見することができれば、維持のコストを大きく節約するとともに維持に要する周期も短縮する。本発明は、この要求に対して、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング方法を提供する。

【発明の概要】

【0004】

従来技術の上記問題点を解決するために、本発明の一態様によると、一定時間内の複数の時点においてＡＰＵメッセージを取得するステップと、前記ＡＰＵメッセージにより、少なくとも起動時間ＳＴＡを含むＡＰＵの運行パラメータを取得するステップと、前記時間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δを算出するステップと、前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、又は故障期にあるのかを判定するステップと、を含む、飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング方法を提供する。

【0005】

上記のような方法において、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、又は故障期にあるのかを判定するステップには、前記偏差指数δが退化閾値より小さいことに応答して、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期にあると判定するステップと、前記偏差指数δが前記退化閾値より大きく、且つ故障閾値より小さいことに応答して、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が退化期にあると判定するステップと、及び前記偏差指数δが前記故障閾値より大きいことに応答して、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が故障期にあると判定するステップと、を含む。

【0006】

上記のような方法は、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期にある時の前記偏差指数を確定するステップを更に含み、ここで、前記退化閾値は前記安定偏差指数の約２倍であり、故障閾値は前記安定偏差指数の約６倍である。

【0007】

上記のような方法において、前記退化期は深刻退化期を更に含み、深刻退化閾値は退化閾値より大きく、故障閾値より小さいものであり、前記偏差指数δが深刻退化閾値より大きく、且つ前記故障閾値より小さいことに応答して、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が深刻退化期にあると判定し、前記深刻退化閾値は前記安定偏差指数の約４倍である。

【0008】

上記のような方法において、前記一定時間は約５〜１０日であり、毎日２〜３ポイントを取る。

【0009】

上記のような方法において、前記時間内に約１０〜４０のＡＰＵメッセージを取得する。

【0010】

上記のような方法は、次の時点のＡＰＵメッセージを更新することで、その時点の起動時間ＳＴＡｎｅｘｔを取得するステップと、ＳＴＡｎｅｘｔがＡＶＧ＋ｎδより大きい場合、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さいことに応答して、次のＡＰＵに関連するメッセージにより得られたＳＴＡ_{ｎｅｘｔ＋１}がＡＶＧ＋ｎδより大きいか、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さいかを判定するステップと、及びＡＰＵに関連するメッセージにより得られた起動時間ＳＴＡが連続的にＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さい回数が予め設定された警告回数Ｚを超えることに応答して、警告を発生するステップと、を更に含む。

【0011】

上記のような方法において、ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた起動時間ＳＴＡがＡＶＧ＋ｎδとＡＶＧ−ｎδとの間に介在されることに応答して、前記起動時間ＳＴＡの平均値及び偏差指数δを算出し直す。

【0012】

上記のような方法において、ＡＰＵに関連するメッセ−ジにより得られた起動時間ＳＴＡが連続的にＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、ＡＶＧ−ｎδより小さい回数が予め設定された警告回数Ｚを超えることに応答して、前記起動時間ＳＴＡの平均値及び偏差指数δ算出し直す。

【0013】

上記のような方法において、前記偏差指数δは標準偏差である。

【0014】

上記のような方法において、前記ｎの値の範囲は２又は３である。

【0015】

上記のような方法は、ＡＰＵに関連するメッセージにより得られた起動時間ＳＴＡが連続的にＡＶＧ＋ｎδより大きい、又は、連続的にＡＶＧ−ｎδより小さい回数が予め設定された警告回数Ｚを超えることに応答して、警告を発生するステップを更に含む。

【0016】

上記のような方法において、前記Ｚの値の範囲は３〜５である。

【0017】

上記のような方法は、前記方法は、起動する時に、最高排気温度ＥＧＴＰがレッドライン温度に到達したか否かに応答して、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の警告を発生するステップを更に含む。

【0018】

上記のような方法は、前記方法は、起動する時に、ＥＧＴが最高のピックの時、回転比ＮＰＡが予め設定された閾値である３５〜４０％に到達又は近づくことに応答して、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の警告を発生するステップを更に含む。

【0019】

上記のような方法において、ＥＧＴＰ及びＮＰＡ標準偏差が増大することに応答して、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の警告を発生する。

【0020】

上記のような方法において、前記方法は、排気温度ＥＧＴがレッドラインに近づく場合、又は、入口ガイドブレードＩＧＶの角度に段階的突発ジャンプが発生することに応答して、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の警告を発生するステップを更に含む。

【0021】

上記のような方法は、前記方法は、起動時間ＳＴＡの履歴データを取得するステップと、及び、起動時間ＳＴＡにおいて、漸次上昇、漸次正常、そして分散することが発生されたかを判定するステップと、を更に含む。

【0022】

本発明の更なる一態様によると、一定時間内のＡＰＵメッセージを取得するメッセージ取得手段と、少なくとも起動時間ＳＴＡを含む、所望のＡＰＵ運行データを解析して得るメッセージ解析手段と、前記ＡＰＵ運行データにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、深刻退化期、又は故障期にあるのかを判定する故障モニタリング手段と、を含む飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング装置を提供する。

【0023】

本発明の更なる一態様によると、プロセッサと、プロセッサに接続して、コンピュータ読み取り可能なコードを記憶しておくメモリと、を含み、前記コンピュータ読み取り可能なコードは、前記プロセッサにおいて実行されて、一定時間内の複数の時点においてＡＰＵメッセージを取得するステップと、前記ＡＰＵメッセージにより、少なくとも起動時間ＳＴＡを含むＡＰＵの運行パラメータを取得するステップと、前記時間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δを算出するステップと、及び前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、又は故障期にあるのかを判定するステップと、を実行する飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング装置を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0024】

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照してより詳しく説明する。

【図1】本発明の一実施例による飛行機のＡＰＵの構成模式図である。

【図2】本発明の一実施例による入口ガイドブレードユニットの構成模式図である。

【図3】本発明の一実施例によるタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングによるＡＰＵ性能の変化のグラフである。

【図4】エアバス社のＡ１３メッセージの一例である。

【図5】本発明の一実施例によるＡＰＵタービン及び回転軸ブロッキングのモニタリング方法のフローチャートである。

【図6】本発明の別の一実施例によるＡＰＵタービン及び回転軸ブロッキングのモニタリング方法のフローチャートである。

【図7】本発明の別の一実施例によるＡＰＵタービン及び回転軸ブロッキングのモニタリング方法のフローチャートである。

【図8】本発明の一実施例によるＡＰＵタービン及び回転軸ブロッキングが発生する時のデータ統計図である。

【図9】図８に示す実施例においてのＡＰＵの別のパラメータのデータ統計図である。

【図10】本発明の別の一実施例によるタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障のデータ統計図である。

【図11】図１０に示す実施例においてのＡＰＵの別のパラメータのデータ統計図である。

【図12】本発明の別の一実施例によるタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障のデータ統計図である。

【図13】本発明の一実施例による飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障のモニタリング装置である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施例の目的、技術案及び利点が明らかになるように、本発明の実施例の図面を参照して、本発明の実施例の技術案を以下に十分に説明する。説明される実施例は本発明の一部の実施例であり、すべての実施例ではないことは言うまでもない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造性の働きなしで獲得したその他のすべての実施例は本発明の範囲に属すべきである。

【0026】

以下の説明において、本願の一部として本願の特定的な実施例を説明するための図面を参照することができる。図面において、同様の符号は異なる図面に標記されても、大体類似なユニットを表す。以下の説明において、当業者が本願の技術案を実施できるように、本願の各特定的な実施例に対して十分に説明している。別の一実施例を利用したり、本願の実施例に対して構造的、論理的又は電気的変更を行なったりすることができることはいうまでもない。

【0027】

図１は、本発明の一実施例による飛行機のＡＰＵの構成模式図である。図示されたように、飛行機のＡＰＵは、主にパワー部分１００、ロード部分２００、及び付加装置部分３００を含む。ここで、パワー部分１００は、主にパワーコンプレッサ１１０、タービンユニット１２０、排気ユニット１３０などを含む。ロード部分２００は、主にロードコンプレッサ２１０を含む。付加装置部分３００は、主に付加ギアボックス３１０、始動機３２０、及び発電機３３０などを含む。

【0028】

図１及び図２を参照すると、空気進入経路から進入した気流は二股に分岐される。その中の一方はパワーコンプレッサ１１０とタービンユニット１２０に入り、主にＡＰＵを回転させるのに用いられ、その後、気流は排気ユニット１３０から排出される。他方の気流はロードコンプレッサ２１０に入り、この部分の気流はロードコンプレッサに加圧されて、専ら飛行機のエンジンに用いられる圧縮空気を生成するのに用いられる。ＡＰＵのローターの回転速度は一定であるため、この股の気流の入口に流量調節バルブ、つまり、入口ガイドブレードＩＧＶが設けられており、それは飛行機の圧縮空気に対する要求に応じて、実時間的にガイドブレードの開度を調節することで、ロードコンプレッサに入る空気の量を制御する。

【0029】

図２は、本発明の一実施例による入口ガイドブレードユニット２２０の構成模式図である。図示されたように、入口ガイドブレードユニットは大体円盤形状をなす。円盤の底部に近づく側面には、複数の入口ガイドブレードＩＧＶ２２１が設けられている。複数の入口ガイドブレードＩＧＶは、制御により、異なる角度で開くことで、ロードコンプレッサに入る空気の量を調節することができる。

【0030】

図３は、タービン及び回転軸のブロッキング故障によるＡＰＵ性能の変化のグラフである。図面から分かるように、ＡＰＵの使用前期と中期において、ＡＰＵのタービンブレードには引っ張り歪みやクラックが発生しておらず、ＡＰＵの性能は比較的安定であり、安定期にある。使用時間の増加に伴って、飛行機のＡＰＵ性能は漸次退化するので、退化指数も漸次増加する。ＡＰＵ使用の後期においては、ＡＰＵのタービンブレードに引っ張り歪みとクラックが発生されている。この現象が発生されると、ＡＰＵの性能が退化期に入ったことを意味する。ある閾値を超えると、ＡＰＵの性能は故障期に入り、ＡＰＵは随時に故障が発生可能である。ＡＰＵが故障期に入った後、ＡＰＵの使用に影響を及ぼし、サービスの品質と飛行安全にも不利な結果を招き、また、計画されていない維持を発生しやすく、航空便の延期とキャンセルを招くことがある。ＡＰＵのタービンは一度退化期に入った後、その退化指数は速く増加するため、ＡＰＵのタービンが退化期に入っているかをモニタリングすることは特に重要である。

【0031】

従来の技術において、まだタービン及び回転軸のブロッキング故障によるＡＰＵの性能が退化期に入っているのかをモニタリングする手段は提供されていない。本発明のある実施例はこのようなモニタリングを実現できる。退化期に対するモニタリングは次のような利点を持つ。まず、ＡＰＵが退化期にある時、故障の発生する確率はやはり非常に低い。この間に、飛行機に対して修理を行うことを選択すると、飛行安全とサービスの品質は保証できる。次に、ＡＰＵが退化期に入った後、航空会社は適切な時期に飛行機の修理を行うことで、計画されていない維持を避けて、飛行機の延期を減少することができる。また、固定された期限に従って修理を行うことによる点検費用の浪費を避けることもできる。もちろん、本発明の実施例は故障期に対するモニタリングにも適用できる。

【0032】

ＡＰＵのタービン及び回転軸のブロッキング故障に対するモニタリングを実現するためには、飛行機のモニタリングにおける数多くのデータのうち、適切なモニタリングデータの類型を選択する必要がある。多数の種類のモニタリングデータはいろんな要素の影響を受け、また、モニタリング方法が確実に有効であるように、警告の誤起動率を低いレベルに維持することも考えなければならない。多年間の経験を持つベテランにとっても、適切なモニタリングデータを選択することは困難である。

【0033】

本発明の一実施例によると、起動時間ＳＴＡ、ＡＰＵ起動段階における最高排気温度ＥＧＴＰ、及び最高温の回転比ＮＰＡの３つのＡＰＵ運行パラメータを単独或は組み合わせて判断することで、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障を判定する。ここで、ＮＰＡは、ＡＰＵの起動段階において、ＡＰＵの排気温度ＥＧＴがピックに到達した時のタービンの回転速度とＡＰＵ正常運行の時の一定の回転速度のパーセントで表す比（％、ＲＰＭ／ＡＰＵ ＲＰＭ）である。ＮＰＡはタービンブレードの効率を反映することができる。

【0034】

ＡＰＵは小型のタービンエンジンであるため、ＡＰＵの性能と効率は、回転部材とシェールとの間のギャップのサイズの影響を大きく受ける。その中でも、タービンとタービンクランクケースとの間のギャップは特に重要である。タービンとタービンクランクケースとの間のギャップが大きすぎると、気体の損失が多すぎて、ＡＰＵの効率を低下させる。タービンとタービンクランクケースとの間のギャップが小さすぎると、傷つきやすくなる。

【0035】

本願の発明者は、タービンブレードが長時間にかけて熱ストレスと遠心力の影響を受けて、ブレードの素材のアブレーションやブレードの素材の脱落などが発生しやすいことを見出した。ブレードの変化は、タービンのローターを非平衡に回転させ、つまり、偏心回転させることにより、タービン軸に湾曲が発生する。このようなタービン軸の湾曲は逆転不可能である。タービン軸の湾曲はタービンブレードとクランクケースの摩擦を招来してブレードにクラックを発生させる。このような現象が発生すると、使用時間に伴って、この過程は漸次激しくなる。ブレードの素材の脱落は速くなり、ブレードのクラックは広がり、磨耗は拡大される。

【0036】

前述したことが発生した後、約３００〜４００時間飛行した後、ブレードの断裂、ベアリングの磨耗、金属屑の発生及びＡＰＵに自動的な停車などが発生する。ＡＰＵのタービンブレードの断裂は回転軸のブロッキングを招いて、ＡＰＵ内部に損傷を発生させ、ＡＰＵ停車のレポートの後は温度超過、故障コード０９８が表示されるとともに、ＦＵＥＬ ＣＴＬ ＵＮＩＴ（８０２２ＫＭ）、ＧＥＮ ＳＣＡＶ ＦＩＬＴＥＲ（８０６９ＫＭ）／ＡＮＤ ＬＵＢＥ ＦＩＬＴＥＲ（８０７６ＫＭ）の情報が表示され、更に検査を行うと、マグネットプラグには金属屑が存在し、潤滑油フィルター８０７６ＫＭ圧力差インジケーターが跳び出し、起動モーター磨耗インジケーターが跳び出し、起動の時はＡＰＵに騒音が発生される。この時は、もう遅くなり、航空便の延期と緊急維持補修は避けられなくなる。また、維持の費用も非常に高くなる。

【0037】

タービンが高温の環境で高速で回転すると、熱ストレスと遠心力の作用により、タービン軸には湾曲が発生されて、タービンブレードとタービンクランクケースとの間のスクラッチの発生を招来する。このようなスクラッチが発生すると、ＡＰＵの効率は低下され、起動時間ＳＴＡは変化する。スクラッチの影響を受けることにより、起動時間は長くなり、ＳＴＡのモニタリングデータにはハイポイントが現れる。

【0038】

しかし、ＡＰＵのタービン軸の湾曲の退化過程は比較的長く、発明者は、外部の温度が−５０〜６００℃である場合には、タービンブレードとタービンクランクケースとの膨張係数の違いにより、タービンブレードとタービンクランクケースとの間のギャップが外部温度の変化に伴って変化することがあることを発見した。外部の温度が高くなると、タービンブレードとクランクケースとの間のギャップは小さくなり、外部の温度が低くなると、タービンブレードとクランクケースとの間のギャップは大きくなる。外部温度の変化に伴い、起動時間ＳＴＡは一定時間経過した後再び正常の値の範囲に戻る。続いて、タービンブレードの素材の損失により、タービン軸の湾曲は激しくなり、タービンブレードとタービンクランクケースとの間のスクラッチの確率も増大されることがある。それに、外部温度の上昇も一定の影響を及ぼして、最後に、起動時間ＳＴＡにはハイポイントが現れるとともに分散される。一般的には、起動時間ＳＴＡは非常に安定であるので、全体から見ると、起動時間ＳＴＡの変化は一定の法則を見せる。即ち、ハイポイントが現れてから正常に復帰し、再びハイポイントが現れるとともに分散される。これは、ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の代表的な特徴の一つである。

【0039】

同時に、前述した過程において、燃料の燃焼の効率もこれに応じて低下される。ＡＰＵが動作する間、回転速度は一定であるので、同じトルクを出力するには、その燃焼によるパワーを増大しなければならない。つまり、提供される燃料オイルの量を増大することにより、効率の低下によるパワーの損失を補う必要がある。しかし、効率が低下すると、廃熱の増加を起こす。つまり、燃料オイルの消費量が増大するに対して、出力パワーは変化しない現象が発生する。余裕のこの部分の熱は排気とともに空気中に排出されて、排気温度の増加を招来する。従って、ＡＰＵの起動段階においての最高排気温度ＥＧＴＰは、タービンブレードの空気動力効率の低下に伴って漸次上昇し、最終的には排気保護温度（つまり、レッドライン値、約８５０℃である）に達する。

【0040】

このパラメータＮＰＡについては、タービン軸の湾曲とブレードのアブレーション及び摩擦による損傷はタービンの効率を低下させ、タービンブレードの空気動力効率の低下に従って、ＮＰＡは漸次低下される。

【0041】

本発明の一実施例によると、排気温度ＥＧＴ、ＮＰＡ、ＳＴＡの標準偏差をタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングを判定する効率的なパラメータとしてもよい。本発明の一実施例によると、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障が発生する時、ＥＧＴ及びＮＰＡの標準偏差は３０〜５０％増加する。

【0042】

一般的には、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングが発生すると、ＥＧＴはレッドラインに近づき、ＩＧＶを大きく調節することにより、ロードを減少させ、及び回転軸の非平衡によるＳＴＡの不安定のため、ＳＴＡの値には分散が発生する。ここで、ＥＧＴレッドライン値は、ＡＰＵの運行において許可される極値を反映する。例を挙げると、ＧＴＣＰ１３１−９Ａ型のＡＰＵにとって、ＥＧＴのレッドライン値は６４０であって、海面５０度の補正を行った後、ＥＧＴのレッドライン値は６９０であり、ＳＴＡの標準偏差は４であり、ＮＰＡは４０である。ＡＰＳ３２００型のＡＰＵにとっては、ＥＧＴのレッドライン値は６４５であって、海面５０度の補正を行った後、ＥＧＴのレッドライン値は６８０であり、ＳＴＡの標準偏差は１０であり、ＮＰＡは３２である。

【0043】

更に、排気温度ＥＧＴがレッドライン値に達した後、ＡＰＵの制御策略により、それ以上の上昇は許可されない。このような場合、ＡＰＵの回転速度を一定にするには、出力されるトルクを減少しなければならない。つまり、ロードを減少しなければならない。前述したように、入口ガイドブレードＩＧＶが異なる角度で開けることにより、ロードコンプレッサに入る空気の量を調節する。従って、この時ＡＰＵは入口ガイドブレードＩＧＶの角度を大きく調節することにより、ロードコンプレッサに入る空気の量を減少させ、メインエンジンに対する空気の提供も減少させる。従って、ガイドブレードＩＧＶの角度も対応的に変化される。このため、本発明の実施例において、ＩＧＶの角度でＡＰＵの性能の良さを表すことができる。ＧＴＣＰ１３１−９Ａ型のＩＧＶのレッドラインは８５度であり、ＡＰＳ３２００型のＩＧＶのレッドラインは１５度である。

【0044】

しかしながら、ある特定の状況において、タービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングが発生すると、ＥＧＴが低下することがある。この時はより危険になる。これは、この時、タービンブレードにはもう変位や拡張が発生された可能性があり、タービン分レートとクランクケースとの間の間隔が小さすぎて、タービンの効率が向上される。しかし、タービンブレードはクランクケースとより摩擦しやすくなって、ブレードを断裂させるからである。この際、ＡＰＵにおいては、温度超過が発生しなく、逆に、ＥＧＴ温度は低下される状況が発生することがある。タービンが損傷されるという状況は約２００時間ほど非常に小さい時間しか維持されないので、ＡＰＵにおいて、タービンブレード断裂が発生してＡＰＵの深刻な損傷を招来し、又は、回転軸ブロッキングにより停車を起こす可能性は極めて大きい。

【0045】

従って、ＡＰＵに関連する多数のデータのうち、起動時間ＳＴＡ、起動時最高排気温度ＥＧＴＰ、ＮＰＡ、排気温度ＥＧＴ補正値、及びＩＧＶを選択して、ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリングを実現する。

【0046】

多くの方法は、起動時間ＳＴＡ、起動時最高排気温度ＥＧＴＰ、ＮＰＡ、排気温度ＥＧＴ補正値、及びＩＧＶこれらのＡＰＵの運行パラメータを取得するのに用いられることができる。例えば、飛行機のブラックボックスやデジタル式飛行データインターフェースユニットＤＦＤＩＵに記憶されているデータにより、上記データを取得することができる。

【0047】

飛行機のメーカーにより提供されるデータシステムによっても、上記のデータを便利に取得することができ、地上においての実時間的なモニタリングを実現できる。例えば、エアバスのAircraft Condition Monitoring System（ＡＣＭＳ）システム及びボーイング社のAircraft Heath Monitor（ＡＨＭ）システムは、いずれも飛行機の運行データに対して実時間的なモニタリングを行うことができ、且つ、一定の触発条件を満たす時、一連のデータ情報を含むメッセージを自動的に生成することができる。

【0048】

本発明の一実施例によると、ＡＰＵに関連する運行データは、飛行機データシステム（例えば、ＡＣＭＳ又はＡＨＭシステム）により取得されて、生成された関連メッセージに反映されることができる。また、この類型のメッセージ情報は飛行機通信アドレッシング及びレポートシステム（ＡＣＡＲＳ：Aircraft Communication Addressing and Reporting System）を介して地上へ送信されて、更に異なる航空会社のサーバーへ転送されることができる。本発明の一実施例によると、ＡＰＵメッセージも航空通信網（ＡＴＮ：Aviation Telecommunication Network）の通信装置やシステムによって送信されてもよい。もちろん、メッセージ送信の方式は人工的方式による高いコストと人為的なミスを避けることもできる。

【0049】

本発明の一実施例によると、ＡＰＵに関連するメッセージによりモニタリングされるデータにより、本発明のＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリングを実現している。このようなＡＰＵメッセージの一例としては、例えば、エアバス社のＡ１３メッセージ、つまり、（ＡＰＵ ＭＥＳ／ＩＤＬＥ ＲＥＰＯＲＴ）又はボーイング社のＡＰＵメッセージが挙げられる。以下の実施例において、エアバス社のＡ１３メッセージを例にして説明する。ボーイング社のＡＰＵメッセージの処理もこれと類似である。

【0050】

図４は、エアバス社のＡ１３メッセージの一例である。図示されたように、Ａ１３メッセージには、それぞれ、主にメッセージヘッド、ＡＰＵ履歴情報、飛行機のエンジンを起動させる運行パラメータ、及びＡＰＵ起動パラメータの４つの部分が含まれている。

【0051】

メッセージヘッドはＣＣ及びＣ１段からなり、主に、飛行機の航空便の情報、メッセージが生成された航路段階、空気バルブ状態、総温度（つまり、外部温度）などの情報が含まれている。ＡＰＵ履歴情報はＥ１段からなり、ＡＰＵ番号、運行時間及びサイクルなどの情報が含まれている。飛行機のエンジンを起動させる運行パラメータはＮ１〜Ｓ３段からなり、ここで、Ｎ１及びＳ１は第１の飛行機エンジンを起動させる時の運行状況を表し、Ｎ２及びＳ２は第２の飛行機エンジンを起動させる時の運行状況を表し、Ｎ３及びＳ３はＡＰＵがエンジンの起動を完了した後のＡＰＵの低速運行の時の状況を表す。

【0052】

図４から分かるように、起動時間ＳＴＡ、排気温度ＥＧＴＡ、入口ガイドブレードＩＧＶの角度及びピックＥＧＴ回転速度これらのＡＰＵ運行パラメータはいずれも従来のＡ１３号メッセージに含まれている。このため、このメッセージから取得したデータを利用して、本発明のＡＰＵタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリングを実現することができる。

【0053】

図５は、本発明の一実施例によるＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法のフローチャートである。図５の実施例においては、起動時間ＳＴＡパラメータのみを採用している。図示されたように、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法５０００において、ステップ５１００において、飛行機のＡＰＵの一定時間内の運行データを取得する。この運行データは起動時間ＳＴＡを含むが、これに限定されない。

【0054】

本発明の一実施例によると、ステップ５１００において必要とする情報はＡＰＵメッセージから取得することができる。例えば、国際航空電信グループＳＩＴＡ網コントロールセンターや中国民用航空データ通信会社ＡＤＣＣ網コントロールセンターにおいては、遠隔で実時間的に飛行機ＡＰＵの運行状態のメッセージを取得することができ、メッセージデコーダーにより、上記の飛行機ＡＰＵの運行状態のメッセージを復号して、所望の飛行機ＡＰＵの運行情報を得ることができる。

【0055】

ステップ５２００において、この一定時間内の起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差δを算出する。ステップ５３００において、ステップ５２００で得られた偏差δが故障閾値を超えるかを判定する。故障閾値を超えると、ステップ５３１０において、故障警告を出力する。

【0056】

ステップ５３００での判定結果が“ＮＯ”である場合は、ステップ５４００において、ステップ５２００にて得られた偏差δが深刻退化閾値を超えるかを比較する。深刻退化閾値を超えると、ステップ５４１０において、深刻退化警告を出力する。

【0057】

ステップ５４００での判定結果が“ＮＯ”である場合は、ステップ５５００において、ステップ５２００に出得られた偏差δが退化閾値を超えるかを比較する。退化閾値を超えると、ステップ５５１０において、退化警告を出力する。

【0058】

異なるＡＰＵに対して、各閾値の値は少々異なっている。本発明の別の一実施例によると、その型のＡＰＵが安定期にある時の波動率を取得することで、その後安定期の波動率を基準として、更に別の時期の閾値を推定することができる。例えば、本発明の一実施例によると、退化閾値は安定期の波動率の約２倍であり、深刻退化閾値は安定期の波動率の約４倍であり、故障期閾値は安定期の波動率の約６倍である。

【0059】

上記の方法により、この間にＡＰＵの起動時間ＳＴＡに分散が発生されたかを判断することができ、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケース故障に対するモニタリングを推定することができる。

【0060】

新たなＡＰＵ運行状態データが生成された後、新たに生成されたＡＰＵ運行データを利用して、期間を一定に保ちながら、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法５０００を繰り返して実行することにより、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対して実時間的にモニタリングすることができる。

【0061】

このような一つの一定の時間内において常に更新されるデータを使用して変化のトレンドを解析する方法は移動窓法とも言われる。移動窓の大きさ、つまり、計算の範囲に含まれるデータポイントの数Ｍの選択は多くの要素によって決められる。これらの要素には、例えば、測定時間の間隔及び制御策略などが挙げられる。移動窓が小さいほど、データの波動率は正常波動の影響を受けやすく、過多の誤警告が発生されて、本発明の効果に悪影響を及ぼす。移動窓が大きすぎると、変化のトレンドをより正確に反映できるが、本発明の時間効率性は低下されて、適時的で正確に警告情報を出力することはできない。従って、本発明に対して、移動窓の大きさは重要な影響を及ぼす。本発明の一実施例によると、毎日２〜３ポイントを測定することを前提にすると、Ｍの値は約３０である。本発明の別の一実施例によると、毎日２ポイント以下のポイントを測定することを前提にすると、Ｍの値は約２０である。

【0062】

本発明の一実施例によると、一定時間内で警告が集中的に発生した後正常に復帰し、再び集中的に警告が発生してから、また正常に復帰することが発生された場合は、ＡＰＵにＡＰＵタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障が発生されたと判断する。集中的に警告が発生するとは、３回以上の連続的警告又は間隔が一回を超えない警告を含む。

【0063】

本発明の一実施例によると、起動時間ＳＴＡの履歴データから、前のＳＴＡデータの変化トレンドに漸次上昇してからまた漸次正常に復帰する過程が発生されたかを確定する。本発明の一実施例によると、半年以内のＳＴＡの履歴データを取得する。本発明の別の一実施例によると、一年以内のＳＴＡの履歴データを取得する。

【0064】

図６は、本発明の別の一実施例によるＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法のフローチャートである。図６に示された実施例においても、起動時間ＳＴＡこの１つのパラメータのみを採用している。図６と図５の実施例の相違する点は、ＳＴＡの分散に対するアルゴリズムにある。図６の方法によると、より早くＳＴＡの分散を発見することができるが、誤警告が発生しやすい。図５と図６の実施例の方法を組み合わせて使用してもよい。

【0065】

図示されたように、このＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法６０００において、図５の実施例と類似に、ステップ６１００において、飛行機のＡＰＵのある動作期間においての運行データ、例えば、起動時間ＳＴＡを取得する。

【0066】

本発明の一実施例によると、ステップ６１００において、必要とする情報はステップ５１００においての方式と類似な方式で取得することができる。

【0067】

ステップ６２００において、前のＭ個の起動時間ＳＴＡを取り、その平均値ＡＶＧ及び偏差δを求める。前の一定の数のポイントの平均及び偏差を求めるのは、次のポイントの判断のために変動範囲を設定するためであるが、ノイズポイントの可能性がある値は除去する必要がある。後に記述されるように、１つのカウンタは、変動が予め設定された範囲を超える偏差ポイントを記録するのに用いられ、偏差ポイントが連続的現れる回数が警告の数に達していない場合は、これらの偏差ポイントは平均及び偏差の算出のためのサンプルの範囲に入れない。本発明の一実施例によると、Ｍの値は２０である。

【0068】

ステップ６３００において、前のステップで求められた偏差δが故障閾値を超えるのかを判定する。故障閾値を超えると、ステップ６３１０において、故障警告を出力する。

【0069】

ステップ６３００での判定が“ＮＯ”である場合は、ステップ６４００に移動し、ステップ６２００に出得られた偏差δが深刻退化閾値を超えるかを比較する。深刻退化閾値を超えると、ステップ６４１０において、深刻退化警告を出力する。

【0070】

ステップ６４００での判定結果が“ＮＯ”である場合は、ステップ６５００に移動し、ステップ６２００にて得られた偏差δが退化閾値を超えるかを比較する。退化閾値を超えると、ステップ６５１０において、退化警告を出力する。

【0071】

ステップ６５００での判定結果が“ＮＯ”である場合は、ステップ６６００に移動し、カウンタをクリアする。これは、前の判断により、偏差ポイントは既に中断されており、連続的な偏差ポイントの数を算出しようとするには、カウンタをクリアして、カウントし直すことが必要するからである。

【0072】

ステップ６７００において、次の時点に対応する起動時間ＳＴＡがＡＶＧ＋ｎδより大きいのか又はＡＶＧ−ｎδより小さいのかを判定する。ここで、ｎの値は制御策略により決定される。ｎの値が比較的高い場合は、突発的に変化するポイントに対する制御は比較的ルースである。このようにすると、誤警告を減少できるが、警告を漏れるリスクがある。ｎの値が比較的低い場合は、突発的に変化するポイントに対する制御はタイトである。こうすると、警告漏れを避けることはできるが、比較的頻度の高い警告に面することがある。一般的には、ｎの値は１〜５である。本発明の一実施例によると、ｎの値は３である。

【0073】

ステップ６７００での判断が“ＹＥＳ”である場合は、ステップ６７１０に移動し、カウンタに１を加算する。次に、ステップ６７２０において、ハイバリューカウンタが予め設定された警告の数と等しいのかを判定する。判定結果が“ＮＯ”である時、ステップ６７００に戻る。判定結果が”ＹＥＳ"である時、予め設定された正常波動範囲を超える、連続的に予め設定された警告の数に達する起動時間ＳＴＡが存在することを意味し、この場合は、ステップ６７３０に移動して、突発的変化の警告を出力する。

【0074】

本発明の一実施例によると、単独的な１回の温度の突発的変化はいろんな要素から招来されるため、連続的に一定の数を超える場合のみ警告を出力して、誤警告を排除する。前記予め設定された警告の数の値は制御策略と関係があり、一般的には、２〜５である。

【0075】

ステップ６８００においては、カウンタをクリアする。これは、連続的な偏差ポイントの数が予め設定された警告の数に達する時、偏差ポイントの出現はもう偶然的な現象ではないので、ノイズポイントとして排除されてはいけないからである。この時、カウンタをクリアして、次のサイクルがステップ６２００に移動された時に、これらの偏差ポイントを保留し、参照サンプルに含ませる。このステップが完了してから、ステップ６１００に戻る。

【0076】

本発明の一実施例によると、起動時間ＳＴＡの履歴データから、前のＳＴＡデータの変化トレンドに漸次上昇してから漸次正常に復帰する過程が発生されたかを確定する。本発明の一実施例によると、半年以内のＳＴＡの履歴データを取得する。本発明の別の一実施例によると、一年以内のＳＴＡの履歴データを取得する。

【0077】

図７は、本発明の別の一実施例によるＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法のフローチャートである。図７に示された実施例において、起動時間ＳＴＡ、排気温度ＥＧＴＡ、入口ガイドブレードＩＧＶの角度及びＮＰＡを用いる。

【0078】

図示されたように、このＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法７０００は、ステップ７１００において、起動時間ＳＴＡ、排気温度ＥＧＴＡ、入口ガイドブレードＩＧＶの角度及びＥＧＴピックの時の温度及び回転速度などの飛行機のＡＰＵ運行の情報を取得する。図５及び図６の実施例において起動時間ＳＴＡを取得する方法は、排気温度ＥＧＴＡ、入口ガイドブレードＩＧＶの角度及びＥＧＴピックの時の温度及び回転速度の取得に適用されてもよい。

【0079】

ステップ７２００において、起動時間ＳＴＡに分散が発生したと判定する。図５及び図６の実施例には、ＳＴＡに分散が発生したかを判定する方法が含まれている。これらの方法は、ステップ７２００に適用されて起動時間ＳＴＡに分散が発生したかを判定できる。

【0080】

ステップ７３００において、起動する時の最高排気温度ＥＧＴＰがレッドライン値に接近又は達したかを判定する。これは、効率が低下された場合に、出力パワーを維持するために、ＡＰＵが噴油量を上昇させたことを意味する。

【0081】

ステップ７４００において、ＮＰＡを算出するとともに、ＮＰＡが予め設定された閾値まで低下されたかを判断する。本発明の一実施例によると、予め設定された閾値は約３５〜４０％である。

【0082】

ステップ７５００において、排気温度ＥＧＴＰがレッドライン値に接近又は達し、且つ、ＮＰＡが予め設定された閾値まで低下されると、タービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障が発生されたと確定する。

【0083】

本発明の一実施例によると、更に、ＥＧＴ及びＩＧＶを利用して、タービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障が発生されたかを判断できる。ステップ７６００において、排気温度ＥＧＴがレッドライン値に接近又は達したか、或は、ＩＧＶ角度の増大や突発的変化があるかを判断する。これは、排気温度ＥＧＴがレッドライン値に達して、ＡＰＵにＩＧＶ角度を増大させて出力トルクを低減することにより一定の回転速度を保証するようにする。

【0084】

図８は、本発明の一実施例によるタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障の一例である。ここで、菱形のマークはＡＰＵを交替したことを意味する。図８から分かるように、起動時間ＳＴＡには、実線により示されたような漸次上昇と、破線により示されたような漸次回復、及び最終の菱形のマークにより示されたような分散状態になる。図８においては、起動時の最高排気温度ＥＧＴＰはレッドライン値８４０℃に近づいており、ＮＰＡは予め設定された閾値である３５％に接近、ひいては閾値を超えている。

【0085】

図９は、図８に示す実施例においてのＡＰＵの別のパラメータの状態である。図９に示されたように、ＥＧＴＡはレッドライン値に近づいており、ＩＧＶには上向けの突発的な変化が発生されている。

【0086】

図１０は、本発明の別一の実施例によるタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障の一例である。ここで、菱形のマークはＡＰＵを交替したことを意味する。図１０から分かるように、起動時間ＳＴＡは同様に分散が発生されており、起動の時の最高排気温度ＥＧＴＰはレッドライン値８４０℃に近づいており、ＮＰＡは予め設定された閾値である４０％に近づいている。

【0087】

図１１は、図１０に示す実施例においてのＡＰＵの別のパラメータの状態である。図１１に示されたように、ＥＧＴＡはレッドライン値に近づかないばかりではなく、低下されている。ＩＧＶも調整されていない。しかし、実の状況は、このＡＰＵには深刻なＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障が発生されている。

【0088】

図１２は、本発明の別の一実施例によるタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障の一例である。図１２においては、起動時間ＳＴＡが漸次上昇してから漸次よくなり、再び漸次上昇してから再びよくなり、そして、速く分散されて、最終的には交替される過程をより詳しく示している。図１２の実施例はＳＴＡの変化の長期的な法則を反映しており、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障の判断においてのＳＴＡの履歴データの役割を説明している。これは、ＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障をＡＰＵの他の故障から区別するのに有利である。

【0089】

図１３は、本発明の一実施例による飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング装置である。図１３に示されたように、飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング装置１３００は、一定時間内のＡＰＵメッセージを取得するメッセージ取得手段１３０１と、少なくとも起動時間ＳＴＡを含む、需要するＡＰＵ運行データを解析して得るメッセージ解析手段１３０２と、前記ＡＰＵ運行データにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、深刻退化期、又は故障期にあるのかを判定する故障モニタリング手段１３０３と、を含む。

【0090】

本発明の一実施例によると、飛行機補助動力手段ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキング故障に対するモニタリング装置は、プロセッサと、プロセッサに接続して、コンピュータ読み取り可能なコードを記憶しておくメモリと、を含み、前記コンピュータ読み取り可能なコードは、前記プロセッサにおいて運行されて以下のステップ、つまり、一定時間内の複数の時点においてのＡＰＵメッセージを取得するステップと、前記ＡＰＵメッセージにより、少なくとも起動時間ＳＴＡを含むＡＰＵの運行パラメータを取得するステップと、前記時間内の前記起動時間ＳＴＡの平均値ＡＶＧ及び偏差指数δを算出するステップと、及び前記偏差指数δにより、前記ＡＰＵのタービンブレード断裂及び回転軸ブロッキングの状況が安定期、退化期、又は故障期にあるかを確定するステップと、を実行する。

【0091】

本発明のＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障に対するモニタリング方法及び装置によると、ＡＰＵに停車などの深刻な状況が発生する前にＡＰＵのタービンブレード断裂及びクランクケースブロッキング故障を発見して、交替することができる。このようにすると、大量の維持費用と在庫の費用を節約するとともに、維持の周期を短縮することができる。

【0092】

上記の実施例はただ本発明の説明するためのものであり、本発明を限定するためのものではない。当業者は、本発明の範囲を脱出しない範囲で、いろんな変化と変形を行うことができる。従って、全ての等価的な技術案も本発明の開示された範囲に属するべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】