用于排空和监控从飞行器发动机排出的液体的装置和方法与流程

[0001]
本公开涉及航空推进领域，并且更具体地涉及一种用于排空和监控从飞行器发动机排出的流体的排空和监控装置。


背景技术：

[0002]
在本文中，术语“飞行器发动机”应理解为是指飞行器上承载的并且旨在用于其飞行推进的任何推进器，特别是燃气涡轮发动机，比如涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机或涡轮轴发动机、以及活塞发动机或电动马达。
[0003]
通常，飞行器发动机包括经受高机械应力和热应力的运动部件。因此，通常重要的是向发动机的某些元件、特别是旋转轴支承轴承供应润滑流体。另外，飞行器发动机也可以包括液压致动器，其可以特别地使用燃料作为液压流体和/或作为润滑剂。这些流体中的一部分能够通过蒸发或液体流逸出，并且代表潜在的环境污染源。因此，为了减少或避免这种污染，特别是在国际专利申请wo 2015/082833 a1的公开中提出了一种机载储存器，用于接收从发动机排出的流体并且容纳它们，直到它们被监督排空。
[0004]
另外，为了监控发动机的状况，并且特别是其润滑流体的状况，已知对该润滑流体进行分析。然而，这通常需要从发动机中获取润滑流体样品，并将其运输到分析装置，而当该发动机被承载在飞行器上时，这可能很困难。
[0005]
最后，已知将润滑流体质量传感器直接集成到飞行器的润滑回路。然而，由于需要保持润滑流体通过该回路的循环，因此这种集成可能很困难。


技术实现要素：

[0006]
本公开旨在通过提出一种排空和监控装置来补救这些缺点，该排空和监控装置用于排空和监控从飞行器发动机排出的流体，这允许对该流体进行更直接的分析以有助于监控发动机。
[0007]
根据第一方面，由于排空和监控装置包括用于直接从飞行器接收从发动机排出的流体的第一进入通道的事实，能够实现该目的，并且在于该排空和监控装置还包括质量传感器组件，该质量传感器组件用于检测通过第一进入通道接纳的、从发动机排出的流体的至少一个质量参数。该质量传感器组件尤其可以包括用于检测从发动机排出的流体的粘度的粘度传感器和/或用于检测从发动机排出的流体中的污染物的存在的污染物传感器组件。更具体地，该污染物传感器组件可以包括电导率传感器、铁磁颗粒传感器、光学传感器和/或声学传感器。电导率传感器可以特别构造成有助于检测从发动机排出的流体中的水和/或其它污染物，而光学或声学传感器可以构造成在一个或多个波长上执行包含在机载储存器中的液体的透射、吸收、反射和/或折射的测量，特别是为了表征从发动机排出的液体的组分、倾析和/或分层。
[0008]
由于从飞行器直接接收了从发动机排出的流体，并且在由于在排空和监控装置中安装了质量传感器组件，因此在排空该流体期间能够立即有助于监控发动机的状态，该流
体可能特别是在其排空之前已经被接收并存储在机载储存器中，并且特别但不仅限于监控至少借助流体的质量从发动机自然排出的其润滑流体的状态，这因此不必干扰发动机内工作流体的正常循环。另外，所分析的流体不必一定要过滤，它能够富含信息。
[0009]
另外，排空和监控装置还可以包括第一储存器，该第一储存器连接到第一进入通道，并且具有用于检测第一储存器中的液位的第一液位传感器。因此，不仅能够监控排出的流体的质量，还可以监控其数量，从而允许识别其在发动机内的循环中的可能的堵塞和/或泄漏。
[0010]
根据第一替代方案，第一进入通道能够构造成与设置在飞行器上的排空通道建立密封连接。特别地，第一进入通道能够是可延伸的，以与飞行器上的排空通道连接。尤其能够将其结合到伸缩式和/或铰接的杆或臂中。因此，在将排出到排空和监控装置的流体排空期间，能够最小化或消除任何外部污染。
[0011]
然而，根据第二替代方案，第一进入通道可包括盆状部，该盆状部用于通过重力接收从发动机排出的流体，从而通过简单地允许流体通过重力从位于发动机上的排空通道朝向该接收盆流动并为此排空打开而促进排空。
[0012]
排空和监控装置还可在第一质量传感器组件的下游包括至少一个处理装置，用于处理已经通过第一进入通道接纳的、从发动机排出的流体。在本文中，术语“下游”应相对于通过排空和监控装置从发动机排出并已通过第一进入通道接纳的流体的循环方向来理解。至少一个处理装置可以包括例如离心机和/或倾析罐，以允许至少部分地分离从发动机排出的流体的成分，并因此例如通过促进其再循环来确保其对环境负责的处理。
[0013]
排空和监控装置因此可包括：至少一个第二进入通道，用于直接从飞行器接收从发动机排出的流体；以及第二质量传感器组件，用于检测已经通过第二进入通道接纳的从发动机排出的流体的至少一个质量参数。因此，可能有可能单独检测从发动机的不同区域排出的流体的质量参数，从而有助于其监控和更精确的诊断。
[0014]
本公开的第二方面涉及一种包括上述排空和监控装置的机场服务车辆。另外，该机场服务车辆可以包括自主控制系统。因此，在飞行器停止或者甚至在飞机场的跑道上移动时，机场服务车辆可以将排空和监控装置移动至飞行器，以执行排空并立即分析从发动机排出的流体。
[0015]
然而，替代地，根据第三方面，本公开还涉及一种包括上述排空和监控装置的固定机场服务设施。
[0016]
本公开的第四方面涉及一种用于排空和监控从飞行器发动机排出的流体的排空和监控方法，该排空和监控方法能够包括以下步骤：通过排空和监控装置的第一进入通道，直接从飞行器接纳从飞行器发动机排出的流体的步骤；以及借助传感器组件检测已经通过第一进入通道接纳的、从飞行器发动机排出的流体的至少一个质量参数的步骤。该方法还能够包括预备步骤，该预备步骤是将机场服务车辆机载的排空和监控装置移动到飞行器，并且特别是在该移动步骤期间自主控制车辆。
[0017]
此外，该方法还能够包括将第一进入通道与飞行器上的排空通道连接的步骤，该步骤能够特别地自主完成。
[0018]
然而，替代地，该方法能够包括以下步骤：通过重力排空从飞行器发动机排出的流体，直接从飞行器到进入通道的接收盆中。
附图说明
[0019]
在阅读以下借助非限制性示例示出的实施方式的详细描述之后，将很好地理解本发明并且其优点将更清楚地显现。该描述涉及附图，附图中：
[0020]-图1示意性地示出了连接到配备有根据本发明的第一实施例的排空和监控装置的机场服务车辆的飞行器，
[0021]-图2更详细地示意性地示出了图1的机场服务车辆，
[0022]-图3示意性地示出了配备有若干如图1和2所示的机场服务车辆的机场的组织结构，
[0023]-图4示意性地示出了配备有根据本发明第二实施例的排空和监控装置的机场服务车辆，以及
[0024]-图5示意性地示出了在配备有根据本发明的第三实施例的排空和监控装置的固定机场服务设施中的飞行器。
具体实施方式
[0025]
如图1中所示，飞行器100可以例如在围绕发动机101的机舱中、在该发动机101下方包括机载储存器103，用以接收特别是在飞行中从发动机101排出的流体。根据第一实施例的排空和监控装置10可以机载安装在机场服务车辆150上，以使其移动到飞行器100，以便继续排空从飞行器100的发动机101排出的流体。
[0026]
如在图2中更详细地示出的，该排空和监控装置10可以包括具有阀15的第一进入通道12、连接到该第一进入通道12的第一储存器11、带有阀14的用于排空第一储存器11的通道13、第一质量传感器组件17和安装在第一储存器11中的第一液位传感器18。
[0027]
第一进入通道12能够构造成直接从飞行器100并且更具体地从机载储存器103的排空通道接收从发动机101排出的流体。为此，该进入通道12可以延伸并且构造成与机载储存器103的排空通道103建立密封连接。因此，如图所示，第一进入通道12能够例如形成在与用于空中加油的那些类似的铰接和/或伸缩式杆中，可能配备有摄像头121或配备有另一个传感器，以用于将它引导至机载储存器103的排空通道，并且配备有连接器122，该连接器尤其可以是阳型连接器，用于与机载储存器103的排空通道密封连接。当进入通道12不用于排空从飞行器发动机排出的流体时，阀15能够允许阻塞该进入通道12，以避免储存器11被其它物质污染。
[0028]
第一储存器11可构造成至少暂时地容纳从飞行器100接收并通过第一进入通道12进入的流体，以便允许质量传感器组件17至少检测从发动机101排出的流体的至少一个质量参数，该流体通过第一进入通道12进入排空和监控装置10，并容纳在第一储存器11中，并允许第一液位传感器18检测通过第一进入通道12从飞行器101排出的流体的体积。质量传感器组件17可以特别地包括用于从发动机排出的流体的粘度的传感器和/或用于感测从发动机排出的流体中存在的污染物的组件。污染物传感器组件尤其可以包括至少一个铁磁颗粒传感器、电导率传感器、光学传感器和/或声学传感器。粘度传感器和铁磁颗粒传感器可以位于第一储存器11的外部并且特别是在其上游，例如在第一进入通道12中，与流体的动态流动接触。然而，也能设想将它们安装在第一储存器11中或安装在附属于第一储存器11的管道中。光学或声学传感器可以构造成执行在一个或多个波长处对容纳在机载储存器中
的流体的透射、吸收、反射和/或折射的测量，特别是为了表征在机载储存器中的该流体的组分、倾析和/或分层。
[0029]
第一液位传感器18和第一质量传感器组件17能够连接到控制单元50。控制单元50能够构造成根据由第一液位传感器18和第一质量传感器组件17检测的数据来确定，不仅是发动机101排出的流体量，而且是其物理和/或化学特性，特别是其悬浮的污染物含量，包括水和/或颗粒。此外，控制单元50可以包括用于存储这些数据的集成存储器，并且可以集成到发动机101的预判和健全管理系统中(或者phm)和/或连接到预判和健全管理系统，该预判和健全管理系统承载在飞行器101上和/或位于地面上，从而允许执行对发动机101的诊断，以便根据控制单元基于单独地或与其它因素组合地由液位传感器18和第一质量传感器组件17所检测的数据确定从发动机101排出的流体量及其物理和/或化学特性来指导其预测性维护。预判和健全管理系统可以特别地构造成诊断发动机101内的密封缺陷和/或发动机101的运动部件的过度磨损，并且可能建议立即或推迟进行维护或检查操作，和/或根据此诊断允许飞行器100的起飞。
[0030]
排空和监控装置10的排空通道13可以构造成通过打开阀14来排空储存器11，从而释放其容量以继续排空和分析从其它发动机和/或其它飞行器排出的流体。如图所示，阀14和15和/或形成进入通道12的杆也能够连接到控制单元50，控制单元50因此能够构造成控制杆的引导及其与机载储存器103的排空通道的连接，和/或阀14和15的打开和闭合。
[0031]
如图2所示，机场服务车辆150还可包括传感器152(例如光学和/或雷达传感器)、无线通信终端153以及连接到该控制单元50以形成自主控制装置的推进、转向和制动装置151，从而允许控制具有排空和监控装置10的机场服务车辆150的运动，通过机场服务设施并且直至飞行器。
[0032]
在操作中，具有这些自主控制以及排空和监控装置的机场服务车辆可以遵循如图3所示的方法，其中飞行器200、300、400和500是类似于飞行器100并且包括等效元件的飞行器，并且机场服务车辆250、450和550是类似于机场服务车辆150并且也包括等效元件的机场服务车辆。飞行器200已经接近飞机场70的着陆跑道71，该飞行器200能够将信号传送到通信中心，例如传送到控制塔74。由于该信号，停在第一个停放区75的相应的机场服务车辆250能够被激活并接到指示以移动到第二停放区73上的位置，该位置被指定用于正在接近的飞行器200，以便进行其排空。因此，在已经降落的另一飞行器300在滑行道72上朝向其在第二停放区73上的指定位置移动的同时，相应的机场服务车辆350可能已经在从第一停放区75受控地自主移动，以在该指定位置与之相遇。
[0033]
在为飞行器100指定的位置，或者甚至当它仍在滑行道72上朝第二交通区移动时，相应的机场服务车辆150可以继续朝向飞行器100自动部署形成其排空和监控装置10的进入通道12的铰接和/或伸缩式杆，可能利用摄像头121检测的图像由控制单元50引导，直到它将其排空和监控装置10的进入通道12连接到在飞行器100上的机载储存器102的排空通道，如已经在图1中示出的。在该连接之后，该连接可以是密封连接以减少环境污染的风险，控制单元50可以指令阀15打开以通过第一进入通道12直接从飞行器100接收从发动机100排出并且被容纳在机载储存器103中的流体。因此，该流体被接收进入机场服务车辆150机载的排空和监控装置10中，在该处它能够继续通过质量传感器组件17来检测流体的至少一个质量参数，以及借助液位传感器18来检测其体积。这些数据可以由质量传感器组件17和
液位传感器18传输到控制单元50，以确定流体的物理和/或化学特性，并且尤其是其悬浮污染物的含量，包括水和/或颗粒。然后，该信息可以传输到预判和健全管理系统，从而允许指导其预测性维护。
[0034]
因此，例如，由第一质量传感器组件17检测的数据能够允许识别从发动机101排出的流体中的润滑剂、燃料和水的比例。控制单元50通过将这些比例乘以能够从第一液位传感器18检测的数据推导出的总流体排放量能够得到从发动机101排出到第一隔室11的润滑剂、燃料和水的总体积。由于检测到排出流体中的润滑剂量过多，能够通过预判和健全管理系统来诊断发动机101的润滑部分的密封失效，该密封失效尤其能够影响从发动机101收集的用于飞行器100机舱增压系统的空气质量。另一方面，检测到排出流体中的燃料量过多，能够允许预判和健全管理系统诊断使用燃料作为液压流体的燃料供应回路和/或致动器中的密封失效。由第一质量传感器组件17检测的数据能够允许识别从发动机101排放到第一隔室11的流体中的固体颗粒的数量和类型，特别是在铁磁颗粒和富含碳的颗粒之间进行区分。因此，预判和健全管理系统能够在通过第一质量传感器组件17检测到该排出的流体中过量的铁磁颗粒时诊断出过度磨损，尤其是尺寸超过预定阈值的铁磁颗粒，由于在该相同的排出液体中检测到过量的富碳颗粒，可以由预判和健全管理系统诊断发动机101燃烧室内的不良燃烧。由于这些诊断，预判和健全管理系统还能够根据该诊断来建议立即或推迟的维护或检查操作，和/或允许飞行器100的起飞。
[0035]
如图3中的飞行器400的情况一样，在机载储存器的排空已经完成之后，相应的机场服务车辆450能够继续抽出其杆并发送任务完成信号，然后与从相应飞行器500的位置返回的机场服务车辆550一样也自主地返回到第一停放区75。在已经返回到第一停放区75或者进入用于排空储存器11的另一指定位置之后，控制单元50能够指令排空和监控装置10的排空通道13的阀14的打开，以受监督和环境负责的方式消除从发动机101排出的流体。
[0036]
即使在图1和2所示的实施例中，排空和监控装置仅包括单个进入通道，但是也可以设想，它包括多个不同的进入通道，尤其是允许通过相应的排空通道来单独接收从发动机101的不同区域排出、并包含在机载储存器103中的单独隔室中或者甚至在多个不同的机载储存器103中的流体。质量传感器组件能够与每个进入通道相关联，以便因此单独分析从发动机101的每个不同区域排出的流体，以确保更精确的监控和诊断。另外，排空和监控装置还能够在一个或多个质量传感器组件的下游包括至少一个用于处理从发动机101排出的流体的装置，以利于该流体的环境负责的消除。
[0037]
因此，如图4所示，排空和监控装置10不仅可以包括具有阀15的第一进入通道12、连接到该第一进入通道12的第一储存器11、具有阀14的第一储存器11的排空通道13、第一质量传感器组件17和安装在第一储存器11中的第一液位传感器18，并且还可以包括具有阀25的第二进入通道22、连接到该第二进入通道22的第二储存器21、带有阀24的第二储存器21的排空通道23、第二质量传感器组件27和安装在第二储存器21中的第二液位传感器28。每个第一和第二进入通道12、22、储存器11、21、质量传感器组17、27、液位传感器18、28和排出通道15、25能够分别等效于图2所示的排空和监控装置10的第一进入通道12、储存器11、质量传感器组件17、液位传感器18和排空通道15，并且操作类似。因此，如图所示，第一进入通道12也能够形成在与用于空中加油的那些类似的铰接和/或伸缩式杆中，可能配备有摄像头221或配备有另一个传感器，该摄像头或另一个传感器连接到控制单元50，以用于将它
朝向机载储存器103的第二排空通道引导，并且配备有连接器222，该连接器尤其可以是阳型连接器，用于与机载储存器103的该第二排空通道密封连接。
[0038]
因此，第一和第二液位传感器18、28以及第一和第二质量传感器组件17、27能够连接到控制单元50，控制单元50能够构造成通过由那些传感器检测到的数据来单独确定已经通过每个进入通道12、22接收的从发动机101排出的流体的量以及物理和/或化学特性。除此之外，控制单元50可以等效于图2中所示的装置的控制单元，并且操作类似。
[0039]
同样如图4所示，排空和监控装置10还可在排空通道13、23的下游包括处理装置31，该处理装置31可以特别地是离心机或倾析罐，具有其自身的排空通道33，该排空通道33配备有其自身的阀34。如图所示，阀34也可以连接到控制单元50。因此，在通过打开由控制单元50指令的阀14、24来排空储存器11、21与通过打开阀34来排空处理装置31之间，该处理装置31能够继续处理源自储存器11、21的流体，以便随后以环境负责的方式促进其在指定用于排空处理装置31的位置处的消除。根据图4的排空和监控装置10以及机场服务车辆150的其余元件与图2的那些等效，并因此被赋予相同的附图标记。
[0040]
尽管在所示的第一和第二实施例中，排空和监控装置10被集成在机场服务车辆中，但是也能想到将其集成到固定的机场服务设施中，如图5所示。因此，如图所示，储存器11可以掩埋在机场的停机坪下，并且进入通道12在停机坪的表面中包括盆状部123，该盆状部123设置成接收从设置合适的排空站处的飞行器100的发动机101排出的流体。该排空站可以例如位于滑行道或飞行器停放区中。如图所示，排空和监控装置10可以包括在表面安装的站60，该站60连接到控制单元50，并能够与飞行器100机载的机载终端106建立无线连接。该机载终端106又能够连接到机载储存器103的排空通道104，以控制其打开和/或闭合。根据该实施例的排空和监控装置10的其余特征可以类似于图2所示的那些，并且被赋予相同的附图标记。
[0041]
因此，能够将飞行器100引导到该排空站。机载终端106能够与站60建立无线通信，并且当它建立时，排空通道104直接面对盆状部123，从发动机101排出并容纳在机载储存器103中的流体因此能够通过重力通过排空通道104和盆状部123以及进入通道12从机载储存器103自然地排空并流到排空和监控装置10的储存器11。在该排空完成后，机载终端106和控制单元50能够分别指令机载储存器103的排空通道104以及排空和监控装置10的进入通道12闭合，并且飞行器100可能离开该排空站，同时有可能继续借助质量传感器组件17在储存器11中检测流体的至少一个质量参数，以及借助液位传感器18检测其体积。这些数据可以由质量传感器组件17和液位传感器18传输到控制单元50，以便以这种方式监控可能在预判和健全管理系统的范围内的发动机101的状态，从而允许指导其预测性维护。在检测到这些参数之后，控制单元50能够再次继续指令排空和监测装置10的排空通道13的阀14打开，以便因此以受控和环境负责的方式移除从发动机101排出的流体。
[0042]
尽管已经参考具体示例性实施例描述了本发明，但是显而易见的是，能够在不脱离权利要求所限定的本发明的总体范围的情况下对这些示例进行不同的修改和改变。另外，可以将提到的不同实施例的各个特征组合到另外的实施例中。因此，例如，根据第一实施例的机场服务车辆可以配备有用于从飞行器排出的流体的接收盆，而不是可延伸的杆。相反，第三实施例的机场服务设施可以配备有可延伸的杆，而不是盆状部，或者可以配备有多个不同的进入通道和质量传感器组件，用于分别接纳和分析源自发动机的若干不同部分
的流体。因此，必须以说明性而非限制性的意义来考虑说明书和附图。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除