用于控制飞行器的氧气罐的方法与流程

本发明涉及一种用于控制飞行器的氧气罐的方法。

背景技术：

1、用于民用飞行器的机载氧气分配系统可以与含有气态形式的分子氧的加压罐一起操作，或者在一些大型设备上操作，所述大型设备存储有若干种化学化合物，其适于根据需要通过其间的反应形成分子氧。

2、在其余部分中，为简单起见，术语氧气指代分子氧。

3、对于加压罐系统，使用由飞行器的机载计算机化驱动的温度和压力传感器来实施对罐中氧气量的监测。剩余的氧气量通常显示给飞行员，并且在现代系统的情况下，还可以被并入到飞行器的维护算法中。

4、剩余氧气水平通常根据三种可能的状态进行分类：在标称压力下充满(通常在再填充之后)、足够(超过任务的最低水平)和不足(需要在下一次任务之前填充)。可能存在第四等级，报告即将需要填充，这使得可以选择不太麻烦的填充机会，而不必等到最后一刻。

5、在罐发生泄漏的情况下，此氧气体积监测系统只能在氧气量显著下降，从而使罐处于“不足”状态时报告需要再填充。泄漏的检测只能通过操作员的经验来进行，操作员注意到氧气量下降太快或者再填充太频繁，或者泄漏的检测直接在定期但不频繁的检查和维护操作期间进行。

6、而且，泄漏通常是随着时间的推移逐渐出现并恶化的问题，例如由于连接松动、密封老化或裂纹扩展。只有在损坏严重时才检测到泄漏。

7、因此，泄漏检测可能需要大量时间，具体地是罐的若干个填充循环，并且导致显著损失，且还导致任务长度和延迟或取消。

技术实现思路

1、本发明旨在通过提出一种在罐中的泄漏的状况显著恶化之前对所述泄漏进行早期检测的方法来弥补这些缺点。

2、出于此目的，本发明的目的是一种用于控制飞行器的氧气罐的方法，所述方法由飞行器上的处理器实施，其中所述方法包括以下步骤：

3、-周期性地测量罐中的氧气体积的当前值并将当前值保存在数据库中；

4、-根据存储在所述数据库中的当前值计算观察周期期间的平均耗氧流速；

5、-将所述平均流速与预设平均流速限制进行比较；

6、-检测所述观察周期期间的罐的可能的主动耗氧状态；以及

7、-如果所述平均耗氧流速高于所述预设平均流速限制并且如果在所述观察周期期间未检测到主动消耗状态，则报告所述罐中的泄漏。

8、此方法用于早期检测罐中出现泄漏，并在泄漏恶化之前向人员报告以对其进行修复。

9、平均流速限制可以尤其根据观察周期的长度以及储集器和氧气分配系统的尺寸而变化。

10、主动消耗状态对应于飞行器从罐驱动显著的氧消耗的功能。例如，这可以涉及飞行前功能测试(称为“按下测试”或“ptt”)，这导致在非常短的时间(小于一分钟)内消耗几升(每个驾驶部位约1到5l)。

11、这还可以涉及在飞行期间使用系统(预防性使用或事件后的紧急使用)。此使用导致在系统的整个使用期间每分钟消耗若干升，这可能会持续若干小时。

12、因此，所述方法用于区分系统使用期间的正常消耗与由于需要识别的泄漏引起的异常消耗。

13、所述方法可以包括在对机载处理器断电并恢复供电之后，使用断电之前的最终测得值和恢复供电之后的第一测得值来计算未在断电与恢复供电之间测量的罐中的氧气体积的值的步骤。

14、此特征用于填充断电时刻与恢复供电时刻之间缺失的值，以便当中断超过将两次连续体积测量分开的时间时，尽管存在所述中断，仍能够继续对体积的观察。

15、通过此插值计算获得的值可以用于计算平均流速和短期流速。

16、插值可以例如根据仿射函数来实施。

17、所述方法可以包括以下步骤：

18、-基于当前值与紧接在前的值之间的差计算短期流速；以及

19、-将短期流速记录在数据库中；

20、其中检测罐的可能的主动耗氧状态的步骤是基于记录在数据库中的短期流速。

21、此特征用于在机载处理器中基于所涉及的消耗流速的特性值来检测主动消耗状态。

22、短期流速的值可以与预设短期流速限制进行比较，且如果短期流速值超过所述短期流速限制，则可以报告泄漏。

23、以此方式，可以尽可能快速地检测到较大且突然的泄漏。

24、预设短期流速限制可以大于或等于每分钟2l。

25、在没有主动使用氧气系统的情况下，此流速值通常是由于泄漏而导致的异常消耗的特性。

26、所述方法可以包括以下步骤：

27、-测量罐中或罐附近的温度，同时测量罐中的每一氧气体积；以及

28、-针对每一所计算的平均流速来计算相同的观察周期内的温度变化，并将温度变化与预设温度限制进行比较；

29、其中仅在温度变化低于预设温度限制的情况下，报告泄漏。

30、当温度不是直接在罐中与氧气接触来测量而是在其附近测量时，必须考虑热惯性，因为它导致实际气体温度与所测量温度之间的延迟。然后，所述方法使用更大的温度限制，以便具有更大的容差。

31、此特征用于在储集器环境中气体温度快速变化期间区分由于泄漏引起的大体积变化与由于温度测量偏差引起的大体积变化。

32、温度限制例如小于或等于每小时2℃。

33、所述方法可以包括当检测到氧气罐的主动消耗状态或填充时的重新初始化步骤。

34、例如，此检测可以对应于罐中的体积变化超过罐的最大容量的10％。

35、此特征用于快速恢复泄漏检测，而不会因测试引起的变化而混淆结果。

36、当观察周期的长度增加时，预设平均流速限制可以减小。

37、以此方式，随着分析周期逐渐变长，可以获得越来越精细的估计。

38、以此方式，对于一小时的观察周期，平均流速限制可以基本上等于2l/min，并且对于长于六小时的观察周期，平均流速限制可以基本上等于约100ml/min。

39、所述方法可以有利地包括以下步骤：检测飞行器的轮子上的支撑力，并基于轮子上的经测量支撑力来调整短期流速限制，且在适用时还调整介质限制和/或温度限制。

40、此特征用于根据飞行器在空中或地面上的实际飞行阶段来调整用于泄漏检测的限制值。

41、这些特征可以自由地彼此组合，并且有助于改进对罐中泄漏的检测并且区分可能导致错误检测的现象。

技术特征：

1.用于控制飞行器(10)的氧气罐(1)的方法，所述方法由所述飞行器(10)上的处理器(12)实施，其中所述方法包括以下步骤：

2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括在对所述机载处理器(12)断电并恢复供电之后，使用断电之前的最终测得值(vn)和在恢复供电之后的第一测得值(vn′)来计算未在断电与恢复供电之间测量的罐(1)中的氧气体积的值的步骤。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

4.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述短期流速(qn)的每一值与预设短期流速限制进行比较，且如果短期流速值(qn)超过所述短期流速限制，则能够报告泄漏。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括当检测到所述氧气罐的主动消耗状态或填充时的重新初始化步骤。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当所述观察周期的长度增加时，所述预设平均流速限制减小。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：检测所述飞行器(10)的轮子上的支撑力，并基于所述轮子上的经测量支撑力来调整所述平均流速限制，且在适用时还调整所述温度限制。

技术总结
本发明涉及用于控制飞行器(10)的氧气罐(1)的方法，所述方法由所述飞行器(10)上的处理器(12)实施，其中所述方法包括以下步骤：‑重复地测量所述罐(1)中的氧气体积的当前值并将所述当前值保存在数据库中；‑根据存储在所述数据库中的当前值计算观察周期期间的平均耗氧流速；‑将所述平均流速与预设平均流速限制进行比较；‑检测所述观察周期期间的罐(1)的可能的主动耗氧状态；以及‑如果所述平均耗氧流速高于所述预设平均流速限制，并且如果在所述观察周期期间未检测到主动消耗状态，则报告所述罐中的泄漏。

技术研发人员：文森特·格里特
受保护的技术使用者：赛峰航空技术公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4