嵌入式光纤传感器系统的制作方法

文档序号:21454117发布日期:2020-07-10 17:48阅读:192来源:国知局
嵌入式光纤传感器系统的制作方法

本公开的领域总体上涉及用于载具的传感器系统,具体地,涉及用于监测载具的光纤对象传感器系统。



背景技术:

可使用来自飞行器的飞行的飞行日志中的飞行数据来预测何时需要维护。这些飞行数据包括性能数据(例如,燃料使用)、温度、发动机速度、机舱压力、高度以及关于飞行器的飞行的其它信息。可分析此信息以预测何时需要维护。然而,在某些情况下(例如,减少飞行器停飞情况),目前收集的数据可能不如期望那样有用。



技术实现要素:

本公开的示例提供了一种飞行器监测系统,其包括光纤网、光发送机系统、光接收机系统和计算机系统。光纤网覆盖飞行器的区域。光发送机系统连接到光纤网。光发送机系统操作以向光纤网中发送光信号。光接收机系统连接到光纤网。光接收机系统操作以检测响应于由光发送机系统发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号并根据所检测到的响应光信号生成传感器数据。计算机系统与光发送机系统和光接收机系统通信。计算机系统控制光发送机系统向光纤网中发送光信号,并在飞行器的操作期间从光接收机系统接收传感器数据。

本公开的另一示例提供了一种载具监测系统,其包括光纤网、光发送机系统、光接收机系统和网控制器。光纤网覆盖载具区域。光发送机系统连接到光纤网。光发送机系统操作以向光纤网中发送光信号。光接收机系统连接到光纤网。光接收机系统操作以检测响应于由光发送机系统发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号并根据所检测到的响应光信号生成传感器数据。网控制器与光发送机系统和光接收机系统通信。监测器控制光发送机系统向光纤网中发送光信号,并从光接收机系统接收传感器数据。网控制器使用传感器数据来确定是否针对载具存在一组不符合项,并且当存在一组不符合项时执行若干动作。

本公开的利益示例提供了一种监测系统,其包括计算机系统和载具管理器。载具管理器位于计算机系统中。载具管理器操作以从载具接收传感器数据集合,其中载具从载具上的光传感器网中检测到的响应光信号生成传感器数据集合。载具管理器确定载具中是否存在一组不符合项,并且当存在一组不符合项时执行若干动作。

在本公开的另一示例中,提供了一种监测载具的方法。向覆盖载具区域的光纤网中发送光信号。检测响应于发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号。根据所检测到的响应光信号生成传感器数据。由计算机系统使用传感器数据确定载具中是否存在一组不符合项。当存在一组不符合项时执行一组动作。

在本公开的另一示例中,提供了一种监测载具的方法。由计算机系统接收在载具的操作期间从在覆盖载具的区域的光学网中检测到的响应光信号生成的传感器数据。由计算机系统使用根据所检测到的响应光信号而生成的传感器数据来确定载具中是否存在一组不符合项。当存在一组不符合项时执行一组动作。

特征和功能可在本公开的各种示例中独立地实现或者可在其它示例中被组合,其中可参照以下描述和附图看到进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求书中阐述了被认为是例示性示例的特性的新颖特征。然而,当结合附图阅读时通过参照本公开的例示性示例的以下详细描述,将最佳地理解例示性示例以及其优选使用模式、进一步的目的和特征,附图中:

图1是根据例示性示例的飞行器的图示;

图2是根据例示性示例的载具监测环境的框图的例示;

图3是根据例示性示例的光传感器网的框图的例示;

图4是根据例示性示例的监测系统的框图的例示;

图5是根据例示性示例的飞行器监测系统的图示表示的例示;

图6是根据例示性示例的光纤网的分解图的图示;

图7是根据例示性示例的监测载具的处理的流程图的例示;

图8是根据例示性示例的生成传感器数据的处理的流程图的例示;

图9是根据例示性示例的确定不符合项的位置的处理的流程图的例示;

图10是根据例示性示例的分析载具的传感器数据的处理的流程图的例示;

图11是根据例示性示例的数据处理系统的框图的例示;

图12是根据例示性示例描绘的飞行器制造和服务方法的框图的例示;以及

图13是可实现例示性示例的飞行器的框图的例示。

具体实施方式

例示性示例认识到并考虑到一个或更多个不同的考虑因素。例示性示例认识到并考虑到,飞行器中当前使用的传感器系统所提供的数据可能不如期望那样充分。例如,当前获得的数据可能无法以尽可能减少飞行器停飞(aog)情况的方式执行维护。例示性示例认识到并考虑到,检测可导致不符合项的事件将是可取的。例示性示例认识到并考虑到,检测诸如冲击、振动、应变、应力、温度、湍流或者飞行器上可导致不期望的磨损量或不符合项的其它事件的事件将是可取的。

因此,例示性示例提供了一种用于监测诸如飞行器的载具的方法、设备和系统。在一个例示性示例中,一种载具监测系统包括光纤网、光发送机系统、光接收机系统和监测器。光纤网覆盖载具区域。光发送机系统连接到光纤网,其中,光发送机系统操作以向光纤网中发送光信号。光接收机系统连接到光纤网,并且操作以检测响应于由光发送机发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号并根据所检测到的响应光信号生成传感器数据。监测器与光发送机系统和光接收机系统通信。监测器控制光发送机向光纤网中发送光信号。监测器在飞行器的操作期间从光接收机系统接收传感器数据并使用传感器数据确定是否针对飞行器存在一组不符合项。当存在一组不符合项时,监测器执行若干动作。

现在参照附图,具体地,参照图1,根据例示性示例描绘了飞行器的图示。在此例示性示例中,飞行器100具有附接到主体106的机翼102和机翼104。飞行器100包括附接到机翼102的发动机108和附接到机翼104的发动机110。

主体106具有尾段112。水平安定面(stabilizer)114、水平安定面116和竖直安定面118附接到主体106的尾段112。

飞行器100是可根据例示性示例实现飞行器监测系统128的飞行器的示例。如所描绘的,用于飞行器100的飞行器监测系统128包括光纤网130、光发送机系统132、光接收机系统134和计算机系统136。在此例示性示例中,光发送机系统132和光接收机系统134连接到光纤网130。这些连接是使得光发送机系统132能够发送光信号到光纤网130并通过光纤网130并且使得光接收机系统134能够接收响应于发送通过光纤网130的光信号而发生的响应光信号的光学连接。

如所描绘的,光纤网130覆盖飞行器100除了窗口之外的表面138。光纤网130可以是膜,光纤位于膜上或嵌入在膜内。该膜可安装在飞行器100的表面138上。

计算机系统136控制光发送机系统132和光接收机系统134的操作。例如,计算机系统136可控制光发送机系统132向光纤网130中发送光信号。光接收机系统134可检测响应于发送到光纤网130中的光信号而发生的响应光信号。

在此例示性示例中,计算机系统136可从光接收机系统134接收传感器数据。该传感器数据可用于确定飞行器100中的零件或结构是否可能需要维护、更换、检查或其它合适的动作。

例如,计算机系统136可分析传感器数据以确定飞行器100中是否存在不符合项。该不符合项可采取若干不同的形式。在此示例中,不符合项可以是结构不符合项。结构不符合项可选自裂纹、分层、结构缺陷、磨损、凹痕、电短路或者对于飞行器100不正常的一些其它结构特征中的至少一者。

此外,当与项目列表一起使用时,短语“……中的至少一者”意指可使用一个或更多个所列项目的不同组合,并且可仅需要列表中的各个项目中的一个。换言之,“……中的至少一者”意指可从列表中使用任何组合的项目和数量的项目,而非需要列表中的所有项目。项目可以是特定对象、事物或类别。

例如,并非限制,“项目a、项目b或项目c中的至少一者”可包括项目a、项目a和项目b、或者项目b。该示例还可包括项目a、项目b和项目c、或者项目b和项目c。当然,这些项目的任何组合可存在。在一些例示性示例中,“……中的至少一者”可以是(例如但不限于)两个项目a、一个项目b和十个项目c;四个项目b和七个项目c;或者其它合适的组合。

不符合项也可以是环境不符合项。在此例示性示例中,环境不符合项可导致结构不符合项。环境不符合项是超出容差的环境参数。环境不符合项可选自振动、应变、应力、温度、湿度水平和其它环境不符合项中的至少一者。

当检测不符合项时,计算机系统136可执行若干动作。如本文所用,当参照项目使用时“若干”意指一个或更多个项目。例如,若干动作是一个或更多个动作。

若干动作可包括为飞行器100安排维护、向地面站发送消息、向航空公司发送消息、向维护设施发送消息、在飞行器数据日志中生成条目、生成警报和一些其它合适的动作中的至少一者。

飞行器监测系统128的例示并非意在限制其它例示性示例可实现的方式。例如,光纤网130被示出为覆盖飞行器100的所有表面138,其中表面138是飞行器100的外表面。在此示例中,光纤网130被示出为覆盖飞行器100的所有表面138,其中表面138是除了飞行器100中的窗口之外的飞行器100的外表面。在其它例示性示例中,除了或代替外表面,光纤网130还可覆盖飞行器100的内表面。

在另一例示性示例中,光纤网130可覆盖飞行器100的表面138的不同部分。例如,光纤网130可覆盖飞行器100的机翼102、机翼104、主体106、发动机108、发动机110、尾段112、水平安定面114、水平安定面116、竖直安定面118、门、襟翼、缝翼和一些其它部分中的至少一者。

现在参照图2,根据例示性示例描绘了载具监测环境的框图的例示。在此例示性示例中,载具监测环境200包括可实现于硬件(例如,图1中针对飞行器100所示的硬件)中的组件。

如所描绘的,载具监测环境200包括可使用载具监测系统204监测的载具202。在此描绘的示例中,载具202可选自包括以下项的组:移动平台、飞行器、水面船舶、坦克、人员运输车、火车、航天器、潜艇、公共汽车、汽车或一些其它合适的载具。

在此例示性示例中,载具监测系统204包括若干不同的组件。如所描绘的,载具监测系统204包括光纤网206、光发送机系统208、光接收机系统210和计算机系统212。

在该图中,光纤网206覆盖载具202的区域214。区域214可以是载具202的部分或全部。在此例示性示例中,区域214位于载具202的外部216。在其它例示性示例中,除了或代替载具202的外部216,区域214可位于载具202的内部218。区域214可选自载具202的主体、门、机翼、机身、竖直安定面、水平安定面、货舱区域、控制面、载具的整个表面和一些其它部分中的至少一者。

在此描绘的示例中,光发送机系统208连接到光纤网206。该连接是光学连接。光发送机系统208可包括一个或更多个光发送机。例如,光发送机可以是诸如发光二极管(led)或激光二极管的半导体器件。光发送机系统208操作以向光纤网206中发送光信号220。

如所描绘的,光接收机系统210连接到光纤网206。该连接也是光学连接。光接收机系统210可以是一个或更多个光接收机。光接收机可以利用光电效应将光转换为电的光电检测器。光接收机系统210操作以检测响应于由光发送机系统208发送到光纤网206中的光信号220而发生的响应光信号222。

换言之,响应光信号222响应于发送到光纤网206中的光信号220而发生。光信号220中的光具有当光纤网206中发生应变、温度、压力和其它改变中的至少一者时可改变的参数。这些改变可修改光信号220中的光的参数,从而得到响应光信号222。这些参数包括强度、相位、偏振、波长、光在光纤网中的通过时间和其它合适的参数中的至少一者。

在此例示性示例中,这些参数由光接收机210检测。光接收机210将这些检测到的参数与光发送机208所发送的光信号220的参数进行比较。改变或未改变用于生成传感器数据224。

光接收机系统210还操作以从光接收机系统210所检测到的响应光信号222生成传感器数据224。例如,光接收机系统210可包括处理器单元、电路或生成数据的其它硬件。例如,处理器单元、电路或其它硬件可生成用于在网络数据处理系统上传输的消息,其遵循诸如包括传输控制协议(tcp)/互联网协议(ip)的互联网协议族的协议。在此示例中,传感器数据224可包括应变、温度、振动、压力、声音和一些其它类型的传感器数据中的至少一者。

在此例示性示例中,计算机系统212是物理硬件系统并且包括一个或更多个数据处理系统。当计算机系统212中存在不止一个数据处理系统时,那些数据处理系统使用通信介质彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可选自计算机、服务器计算机、平板计算机和一些其它合适的数据处理系统中的至少一者。

如该图中所描绘的,网控制器226位于计算机系统212中。网控制器226与光发送机系统208和光接收机系统210通信。

网控制器226操作以控制光发送机系统208向光纤网206中发送光信号220。此外,网控制器226操作以从光接收机系统210接收传感器数据224。在此例示性示例中,可在载具202的操作期间或者当载具202空闲、停放、登机、等待移动或载具202的一些其它操作时接收传感器数据224。

网控制器226使用传感器数据224确定是否针对载具202存在一组不符合项228。如本文所用,当参照项目使用时“一组”意指一个或更多个项目。例如,一组不符合项228是一个或更多个不符合项228。例如,网控制器226可使用传感器数据224确定载具202中的结构229中是否存在一组环境不符合项232。例如,当载具202是飞行器时,结构229可选自襟翼、蒙皮面板、接头、建造物(monument)、窗口、控制面、机身段以及其它合适类型的结构。

在此例示性示例中,一组不符合项可以是结构不符合项230和环境不符合项232中的至少一者。结构不符合项230可选自裂纹、分层、结构缺陷、磨损、凹痕、暴露的电线或者对于载具202不正常或超出容差的一些其它结构特征。

环境不符合项232可立即或随时间过去导致结构不符合项230。在此例示性示例中,环境不符合项232是超出容差的参数。环境不符合项232可选自振动、应变、应力、温度、湿度水平、电流或其它不期望的参数。例如,湍流可导致包括振动、应变、应力和由于湍流而异常的其它参数中的至少一者的传感器数据224。诸如闪电的电磁事件也可导致包括电流、振动、由电磁事件导致的热和由于电磁事件而异常的一些其它参数中的至少一者的传感器数据224。

在使用传感器数据224确定载具202中是否存在一组不符合项228时,计算机系统212中的网控制器226可使用传感器数据224确定在一组位置236处是否存在一组不符合项228。

如所描绘的,当存在一组不符合项228时,网控制器226执行若干动作234。在执行若干动作234时,当载具202中存在一组不符合项228时网控制器226可为载具202安排维护。

网控制器226可在软件、硬件、固件或其组合中实现。当使用软件时,由网控制器226执行的操作可在被配置为在诸如处理器单元的硬件上运行的程序代码中实现。当使用固件时,由网控制器226执行的操作可在程序代码和数据中实现并被存储在持久存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时,硬件可包括操作以执行网控制器226中的操作的电路。

在例示性示例中,硬件可采取选自电路系统、集成电路、专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置或者被配置为执行若干操作的一些其它合适类型的硬件中的至少一者的形式。对于可编程逻辑装置,该装置可被配置为执行若干操作。该装置可在稍后的时间被重新配置,或者可被永久地配置为执行若干操作。例如,可编程逻辑装置包括可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列以及其它合适的硬件装置。另外,处理可在与无机组件集成的有机组件中实现,并且可完全由不包括人的有机组件组成。例如,处理可被实现为有机半导体中的电路。

参照图3,根据例示性示例描绘了光传感器网的框图的例示。在例示性示例中,可在超过一个图中使用相同的标号。这样在不同的图中重用标号表示不同的图中的相同元件。图3描绘了可用于实现图2中的光纤网206的组件的示例。

在此例示性示例中,光纤网206包括膜300和光纤302。膜300可采取若干不同的形式。如所描绘的,光纤302与膜300关联。光纤302可按照若干不同的方式与膜300关联。例如,光纤302可通过附着或粘附到膜300的一侧来与膜300关联。在另一示例中,光纤302可通过嵌入或集成在膜300内来与膜300关联。

例如,膜300可包括粘合膜、带、预浸料、聚合物膜、合成聚合物膜和一些其它类型的膜中的至少一者。在一个例示性示例中,膜300可以是预浸料,其中光纤302被放在预浸料上或嵌入在预浸料内。该预浸料可被置于载具202的表面上并固化。在此特定示例中,膜300成为包括用于载具202的光纤302的复合层。

在此例示性示例中,光纤302可包括第一光纤304和第二光纤306。第一光纤304彼此大体上平行,第二光纤306彼此大体上平行。在此示例中,第一光纤304与第二光纤306交叉。换言之,第一光纤304横卧在第二光纤306上方。

在此例示性示例中,光信号中的光的参数可响应于应变、温度、压力和其它量中的至少一者的改变而改变。这些改变可修改光信号中的光的响应参数。这些参数包括强度、相位、偏振、波长、光在光纤网中的通过时间和其它合适的参数中的至少一者。

例如根据特定实现方式,光纤302可为相同的类型或不同的类型。例如,光纤302可包括具有随温度变化的倏逝损耗的光纤。另选地,可针对光纤中的光分析瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射中的至少一者以确定温度。

作为另一示例,光纤302可包括包含光纤布拉格光栅的光纤。这些类型的光栅可增加检测温度和应变的准确性。

作为另一示例,光纤网206中的光纤302可用于检测振动(包括声音)。此外,载具表面的改变也可改变光信号的参数的值。例如,平滑表面可提供一组参数值,而表面中的凹痕将提供不同的一组参数值。这样,可检测诸如凹痕、翘曲、变形或载具表面的其它改变的不符合项的出现。

在另一例示性示例中,光纤网206还可包括一组光传感器308。一组光传感器308连接到光纤302。一组光传感器308的一组位置310可基于若干不同的因素来选择。例如,结冰传感器可被放置在载具上可能发生结冰的位置中。结冰传感器可以是光学换能器探针。其它类型的光传感器包括温度传感器、压力传感器、振动传感器、加速度传感器或其它合适类型的传感器。

在一个例示性示例中,提出了一个或更多个技术方案,其克服了以减少飞行器的非预期可用性(例如,飞行器停飞(aog)情况)的方式安排维护的技术问题。结果,一个或更多个技术方案可提供检测当前使用的技术无法有效识别的不符合项的技术效果。

一个或更多个技术方案采用一种载具监测系统,其包括覆盖载具区域的光纤网。该光纤网允许检测针对该载具发生的不符合项。传感器数据可在载具的操作期间实时生成并用于更有效地确定何时存在不符合项。当发生不符合项的检测时,可按照减少载具的非预期不可用的方式安排诸如维护的动作。

在一个或更多个技术方案中,光纤网206是可主动侦听载具202的整个结构的传感器层。光纤网206可用作载具202的神经系统,其可遍及整个嵌入式结构精准定位任何异常撞击、声音或各个组件的振动。

计算机系统212可被配置为使用软件、硬件、固件或其组合来执行不同例示性示例中描述的步骤、操作和动作中的至少一者。结果,计算机系统212作为专用计算机系统操作,其中计算机系统212中的网控制器226允许检测载具中的不符合项。具体地,与当前可用的不具有网控制器226的通用计算机系统相比,网控制器226将计算机系统212转换为专用计算机系统。

图2和图3中的载具监测环境200的例示并非意在暗示对例示性示例可实现的方式的物理或架构限制。除了或代替所示的组件,也可使用其它组件。一些组件可能是不必要的。另外,还呈现了方框以示出一些功能组件。当在例示性示例中实现时,这些方框中的一个或更多个可被组合、分割、或者组合和分割成不同的方框。

例如,除了或代替载具202上的光纤网206,可使用一个或更多个光纤网。作为另一示例,光纤网206可包括多层。例如,膜300可具有多层。另选地,多个膜可与光纤302层叠以形成光纤网206。

在另一示例中,网控制器226可位于载具202的远程位置。在此示例中,网控制器226可使用无线通信链路与载具202上的光纤网206通信。换言之,可相对于载具202在远程位置执行传感器数据224的处理和分析。

在另一示例中,网控制器226可远离载具202。在此示例中,传感器数据224可由计算机系统212记录并发送到网控制器226以用于后处理以执行分析。另选地,传感器数据224可经由无线连接流传输到远程位置的网控制器226。

现在参照图4,根据例示性示例描绘了监测系统的框图的例示。在此例示性示例中,监测系统400可用于监测载具402。在此例示性示例中,载具402可以是诸如运输承运人的组织的载具群的一部分。

如所描绘的,载具402可全部为相同类型或不同类型的载具。例如,载具402可包括飞行器、火车、公共汽车、船舶和一些其它合适类型的载具中的至少一者。

在此例示性示例中,载具402具有载具监测系统404。换言之,载具402中的各个载具具有载具监测系统404中的载具监测系统。图2中的载具监测系统204可用于实现载具监测系统404。

在此例示性示例中,监测系统400包括若干不同的组件。如所描绘的,监测系统400包括计算机系统406和载具管理器408。

计算机系统406是物理硬件系统并且包括一个或更多个数据处理系统。当计算机系统406中存在超过一个数据处理系统时,那些数据处理系统使用通信介质来彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可选自计算机、服务器计算机、平板计算机和一些其它合适的数据处理系统中的至少一者。

如所描绘的,载具管理器408位于计算机系统406中。载具管理器408可使用软件和硬件中的至少一者来实现。载具管理器408可采取与图2中的网控制器226相似的形式。

在此例示性示例中,载具管理器408操作以从载具402接收传感器数据集合410。如本文所用,当参照项目使用时集合意指一个或更多个项目。例如,传感器数据集合是一个或更多个传感器数据。

在此例示性示例中,载具402根据在载具监测系统404中的光纤网414中检测到的响应光信号412生成传感器数据集合410,其中光纤网414位于载具402上。响应光信号412响应于向光纤网414中发送光信号416而生成。

可经由载具402与计算机系统406之间的各种类型的连接将传感器数据集合410从载具402发送到计算机系统406。这些连接可包括系留连接(tetheredconnection)和无线连接中的至少一者。系留连接可以是导线、光纤或一些其它物理链接。当载具处于这种类型的连接可用的位置时,可建立这种类型的连接。根据特定实现方式,无线连接可用于更频繁地或实时地发送传感器数据集合410。

在此例示性示例中,载具管理器408确定载具402中是否存在一组不符合项418。如果存在一组不符合项418,则那些不符合项可存在于载具402中的一个或更多个中。换言之,不符合项418可能并非存在于所有载具402中。

当存在一组不符合项418时,载具管理器408执行若干动作420。这些动作可采取若干不同的形式。例如,载具管理器408可安排维护,生成日志条目,发送消息,生成警报,或执行其它合适的动作。

在此例示性示例中,监测系统400包括历史载具数据库422。载具的简档424存储在历史载具数据库422中。根据生成自载具402上的光纤网414中检测到的先前响应光信号的先前传感器数据集合426创建简档424。这些先前传感器数据集合是针对载具402存储的历史数据。

此外,载具管理器408可分析传感器数据集合410和先前传感器数据集合426以确定载具402的一组不符合项418的趋势430,作为确定是否存在一组不符合项418的一部分。在此例示性示例中,趋势430可指示某些类型的不符合项418是不是载具402之间共有的。

该趋势可包括确定是否相对于载具402基于使用量、年龄、位置或其它因素发生不同类型的不符合项418。例如,在特定位置使用的载具402可能由于那些位置处的天气或环境条件而经受更多特定类型的不符合项418。作为另一示例,当载具402为商用飞行器的形式时,趋势430可基于飞行器所遇到的湍流量和严重湍流中的至少一者指示是否需要特定类型的维护。

在此例示性示例中,载具管理器408还可在确定是否存在一组不符合项418时使用传感器数据集合410和历史载具数据库422中的先前传感器数据集合426来确定是否针对载具402存在一组不符合项418。

当载具402为相同类型时,载具管理器408可使用传感器数据集合410和历史载具数据库422中的先前传感器数据集合426来预测载具402的一组不符合项418。在此例示性示例中,载具管理器408可使用人工智能系统428来执行分析以执行识别一组不符合项418和预测一组不符合项418的发生中的至少一者。

人工智能系统428是具有智能行为并且可基于人脑的功能的系统。人工智能系统包括人工神经网络、认知系统、贝叶斯网络、模糊逻辑、专家系统、自然语言系统、认知系统和一些其它合适的系统中的至少一者。使用机器学习来训练人工智能系统。机器学习涉及将数据输入到处理并允许该处理调节和改进人工智能系统的功能。

此外,历史载具数据库422也可识别载具402的不符合项418。通过记录先前识别的不符合项,载具管理器408和人工智能系统428中的至少一者可使用该信息来帮助预测载具402中感兴趣的所选载具的潜在不符合项的发生。

在预测不符合项418时,其它数据源438也可用于分析。例如,源438可包括从维护系统436获得的维护数据434。

维护系统436可以是用于安排并对载具402执行维护的维护安排和零件数据库。在此示例中,维护系统436可以是由载具402的制造商操作的系统。在其它例示性示例中,维护系统436可由第三方维护组织操作。

提供图4中的监测系统400的例示作为监测系统400的实现方式的一个示例。该描绘的示例并非意在限制其它例示性示例可实现的方式。例如,载具管理器408、人工智能系统428或这二者可使用从源438获得的其它类型的数据来识别不符合项、预测不符合项或这二者。

例如,当载具402是飞行器时,除了或代替维护数据434,源438可提供先前飞行的路线信息、天气数据、机场状况或其它信息也可使用。此外,除了来自光纤网414的传感器数据410之外,来自载具402中的其它类型的传感器系统的传感器数据也可用于识别或预测不符合项418。

接下来参照图5,根据例示性示例描绘了飞行器监测系统的图示表示的例示。飞行器监测系统500是可实现例示性示例的计算机网络。例如,飞行器监测系统500可使用图2中以方框形式示出的载具监测系统204中的组件来实现。飞行器监测系统500包含网络502,其是在飞行器监测系统500内连接在一起的各种装置和计算机之间提供通信链路的介质。网络502可包括诸如导线、无线通信链路或光纤线缆的连接。

在所描绘的示例中,服务器计算机504和服务器计算机506连同存储单元508一起连接到网络502。另外,客户端装置510连接到网络502。如所描绘的,客户端装置510包括客户端计算机512和客户端计算机514。例如,客户端装置510可以是计算机、工作站或网络计算机。在所描绘的示例中,服务器计算机504向客户端装置510提供诸如引导文件、操作系统图像和应用的信息。此外,客户端装置510还可包括其它类型的客户端装置,例如飞行器516、飞行器518、飞行器520和飞行器522。在此例示性示例中,这些飞行器被视为客户端装置,其是物联网(iot)的一部分。这些飞行器包括可连接到网络502的计算机系统。

在此例示性示例中,服务器计算机504、服务器计算机506、存储单元508和客户端装置510是连接到网络502的网络装置,其中网络502是这些网络装置的通信介质。客户端装置510中的一些或所有可形成物联网(iot),其中这些物理装置可连接到网络502并经由网络502彼此交换信息。

在此示例中,客户端装置510是服务器计算机504的客户端。飞行器监测系统500可包括附加服务器计算机、客户端计算机以及未示出的其它装置。客户端装置510利用有线、光纤和无线连接中的至少一者连接到网络502。

位于飞行器监测系统500中的程序代码可存储在计算机可读存储介质上并下载到数据处理系统或其它装置以便于使用。例如,程序代码可存储在服务器计算机504上的计算机可读存储介质上并经由网络502下载到客户端装置510以便于在客户端装置510上使用。

在所描绘的示例中,飞行器监测系统500是互联网,其中网络502表示使用协议的传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)族来彼此通信的网络和网关的全球集合。在互联网的中心是由数千商业、政府、教育以及对数据和消息进行路由的其它计算机系统组成的主节点或主机计算机之间的高速数据通信线路的骨干。当然,飞行器监测系统500还可使用若干不同类型的网络来实现。例如,网络502可包括互联网、内联网、局域网(lan)、城域网(man)和广域网(wan)中的至少一者。图5旨在作为示例,而非对不同例示性示例的架构限制。

在此例示性示例中,飞行器管理器503位于服务器计算机504中并且是载具管理器408的实现方式的示例。在此例示性示例中,飞行器管理器503操作以监测飞行器群530。如所描绘的,飞行器群530包括飞行器516、飞行器518、飞行器520和飞行器522。

如所描绘的,飞行器群530包括载具监测系统,例如图2中以方框形式示出的载具监测系统204。在飞行器群530的操作期间,飞行器516、飞行器518、飞行器520和飞行器522向在服务器计算机504上运行的飞行器管理器503发送传感器数据532。传感器数据532可连同针对飞行器群530先前存储的先前传感器数据536一起存储在历史飞行器数据库534中。

利用历史飞行器数据库534,飞行器管理器503可分析传感器数据532以及先前传感器数据536。可执行该分析以确定飞行器群530内相对于不符合项的发生是否存在趋势。

在此例示性示例中,不符合项可以是结构不符合项和环境不符合项中的至少一者。可分析结构不符合项以确定飞行器群530内的不同飞行器内是否发生对应不符合项。如果相对于特定不符合项识别出趋势,则飞行器管理器503可按照避免诸如飞行器停飞条件的不期望条件的方式安排维护。

此外,飞行器管理器503可使用环境不符合项来预测结构不符合项。例如,响应于检测到环境不符合项的发生而生成的传感器数据可用于预测飞行器中的特定结构是否将发展出结构不符合项。例如,环境不符合项可以是飞行器机翼中的不期望的振动。与不存在那些不期望的振动相比,这种类型的预测可用于更快地安排维护。作为另一示例,极端温度形式的环境不符合项也可用于预测飞行器中的不同结构中是否可能发生结构不符合项。

因此,经由飞行器、飞行器群、位置、不同环境条件或其它因素中的至少一个分析不符合项可提供潜在不符合项的第一迹象。这种类型的分析也可提供飞行器的设计参数的更好理解。

这样,通过使用飞行器监测系统500,可减少或避免诸如飞行器停飞的不期望的操作条件。这样,使用飞行器监测系统500,来自飞行器停飞情况的不期望的延迟和增加的成本可降低。

飞行器监测系统500的例示仅旨在作为图4中的监测系统400的一个实现方式的示例。飞行器监测系统500的例示并非意在限制其它监测系统可实现的方式。例如,其它飞行器监测系统可包括其它数量的飞行器。例如,飞行器监测系统可用于监测10架飞行器、50架飞行器、230架飞行器或一些其它数量的飞行器。此外,飞行器可为相同或不同类型的飞行器。

接下来参照图6,根据例示性示例描绘了光纤网的分解图的图示。在此例示性示例中,光纤网600是图2和图3中以方框形式示出的光纤网206的一个实现方式的示例。

如所描绘的,光纤网600包括结构层601和光学层621。如所描绘的,结构层601包括层602、层604、层606和层608。在例示性示例中,光学层621包括光学层610和光学层620。

结构层601是可与光学层621一起使用的层。光学层621可被夹在结构层601之间或者光学层621可以是顶层或底层。

光纤层621中的各个光纤层可各自包括诸如光纤302的光纤,其包括彼此交叠的第一光纤304和第二光纤306。

在此例示性示例中,光纤层610中的光纤位于层604和层606之间。光学层621位于层606和层608之间。光纤层610和光学层621可包括嵌入在位于层604和层606之间的片材、膜或一些其它类型的材料中的光纤。

这些不同的层可包括相同或不同类型的材料。层可包括膜、kevlar片材、石墨片材、碳纤维层和一些其它合适类型的层中的至少一者。例如,层604、层606和层608可以是被选作保护层的kevlar片材。层602可以是保护光纤网600免受紫外辐射的紫外膜。

这些不同的层可使用粘合剂、胶水、热、热和压力、或者其它合适的结合材料和技术中的至少一者彼此关联。

在此例示性示例中,光纤网600安装在载具616上的结构614的表面612。在此例示性示例中,结构614可选自机身、机翼、蒙皮面板、汽车、门、控制面、襟翼、方向舵、窗口或一些其它合适的结构。在此描绘的示例中,光纤网600可覆盖载具616的表面612上的多个结构。

如所描绘的,层608是接触载具616的表面612的层。在一个例示性示例中,光纤网600可类似于用于覆盖汽车的包裹物。在其它例示性示例中,光纤网600可包括复合组件,其被固化以使得光纤网600成为载具616的结构614的表面612的一部分或集成到其中。

光纤层610和光纤层620可各自被设计为检测不同的参数。这些不同的参数可基于至少一个光纤的选择来检测。例如,长周期光纤光栅可用于检测弯曲方向,光纤布拉格光栅可用于检测统计压力、机械张力、压缩和光纤温度改变。

作为另一示例,光信号可通过一个或更多个光学层发送,并且来自那些光纤层的响应光信号可用于生成传感器数据以检测不同类型的不符合项。例如,从光纤层610中的响应光信号生成的传感器数据可用于检测环境不符合项,而从光纤层620中的响应光信号生成的传感器数据可用于检测结构不符合项。

例如,可分析来自光纤层610的响应光信号以检测环境不符合项(例如,随结冰条件存在的温度),而可处理来自光纤层620的响应光信号以确定是否存在诸如凹痕的结构不符合项。

从这些响应光信号的检测生成的传感器数据的处理可由在计算机系统212中运行的网控制器226同时执行。例如,网控制器226可为多线程并且可处理从光纤层610和光纤层620中检测到的响应光信号生成的传感器数据。

例如,光纤层620中的响应光信号可用于生成识别发送到光纤层620中的光信号与在光纤层620中检测到的响应光信号之间的相移的传感器数据。该相移由声音振动导致。

此外,光纤层610可用于检测诸如雷击的电磁事件。光纤层610可包括被配置为闭合光纤回路的光纤。在光纤层610中的至少一些光纤中利用这种配置类型,可使用法拉第效应检测电磁事件。当光纤暴露于光传播方向上的磁场时,法拉第效应导致传播通过光纤的光信号的偏振面旋转。

在另一例示性示例中,光纤层610和光纤层620中的至少一者可用于检测指示结构不符合项的参数。在另一例示性示例中,光纤层620可连接到光传感器(未示出)。这些光传感器是可检测各种类型的不符合项的硬件装置。例如,光传感器(例如,高温计)可相对于载具的发动机设置以检测发动机(例如,飞行器喷气发动机)中的温度。

提供光纤网600的例示作为一个示例实现方式,并非意在限制其它光纤网可配置的方式。例如,光纤层610可位于层中的别处。例如,光纤层610可位于层602和层604之间或者可位于层608下面。在另一例示性示例中,层602可为有色层或者可以是包括设计的贴花。在另一例示性示例中,除了光纤610和光纤620之外,一个或更多个光纤层可存在于光纤网600中。

接下来转向图7,根据例示性示例描绘了监测载具的处理的流程图的例示。图7中的处理可实现于硬件、软件或二者中。当实现于软件中时,该处理可采取由位于一个或更多个计算机系统中的一个或更多个硬件装置中的一个或更多个处理器单元运行的程序代码的形式。例如,该处理可实现于图2中的计算机系统212中的网控制器226中。

该处理开始于向覆盖载具区域的光纤网中发送光信号(操作700)。该处理检测响应于发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号(操作702)。该处理根据所检测到的响应光信号生成传感器数据(操作704)。

该处理使用传感器数据确定载具中是否存在不符合项(操作706)。如果存在不符合项,则该处理执行一组动作(操作708)。该处理返回到操作700。再参照操作706,如果不存在一组不符合项,则该处理也返回到操作700。

在例示性示例中,该处理可在飞行器的操作期间实时执行。例如,该处理可在飞行器飞行期间针对不符合项监测飞行器的用于飞行器的监测系统中实现。

接下来参照图8,根据例示性示例描绘了生成传感器数据的处理的流程图的例示。图8中的处理可实现于硬件、软件或二者中。当实现于软件中时,该处理可采取程序代码的形式,其由位于一个或更多个计算机系统中的一个或更多个硬件装置中的一个或更多个处理器单元运行。例如,该处理可实现于图2中的计算机系统212中的网控制器226中。

该处理开始于检测光纤网中的响应光信号(操作800)。响应于传播通过光纤网的光信号而生成响应光信号。光信号的参数可响应于光纤网中发生的不符合项而改变。

该处理识别响应光信号的响应参数(操作802)。在此例示性示例中,这些响应参数可包括强度、相位、偏振、波长、光在光纤网中的通过时间和其它合适的参数中的至少一者。

该处理将响应参数与用于在光纤网中发送光信号的传输参数进行比较(操作804)。该处理基于比较生成传感器数据(操作806)。此后该处理终止。在此例示性示例中,基于响应参数和传输参数的比较,传感器数据可包括应变、温度、压力、电流和其它类型的数据中的至少一者。

接下来参照图9,根据例示性示例描绘了确定不符合项的位置的处理的流程图的例示。图9中的处理可实现于硬件、软件或二者中。当实现于软件中时,该处理可采取程序代码的形式,其由位于一个或更多个计算机系统中的一个或更多个硬件装置中的一个或更多个处理器单元运行。例如,该处理可实现于图2中的计算机系统212中的网控制器226中。

在此示例中,光纤网包括第一光纤和第二光纤,其中这些光纤彼此交叉。

该处理识别第一光纤中在通过第一光纤发送的光信号与针对第一光纤检测到的响应光信号之间一个或更多个参数已改变的第一光纤(操作900)。该处理识别第二光纤中通过第二光纤发送的光信号与针对第二光纤检测到的响应光信号之间一个或更多个参数已改变的第二光纤(操作902)。

该处理识别第一光纤和第二光纤彼此交叉的位置(操作904)。在此例示性示例中,存在第一光纤和第二光纤的图或模型。该图或模型将第一光纤和第二光纤的交叉与载具上发生光纤的交叉的位置相关。

接下来参照图10,根据例示性示例描绘了分析载具的传感器数据的处理的流程图的例示。图10中的处理可实现于硬件、软件或二者中。当实现于软件中时,该处理可采取程序代码的形式,其由位于一个或更多个计算机系统中的一个或更多个硬件装置中的一个或更多个处理器单元运行。例如,该处理可实现于图4中的计算机系统406中的载具管理器408中。

该处理开始于选择载具以用于分析(操作1000)。处理识别所选载具的传感器数据(操作1002)。传感器数据可包括从载具接收的当前传感器数据和先前传感器数据中的至少一者。当前传感器数据可以是从载具接收的最新传感器数据。例如,载具可在载具的操作期间存储传感器数据,当载具连接到网络时可从载具接收传感器数据作为当前传感器数据。操作1002可识别使用图8中的处理生成的传感器数据。另外,传感器数据还可包括存储在历史载具数据库中的先前传感器数据。

该处理识别与所选载具充分相似的若干载具(操作1004)。当不符合项可在两个载具中发生时,载具可与所选载具充分相似。例如,当载具是飞行器时,可基于飞行器制造商、飞行器类型、品牌和型号中的至少一者选择相似的飞行器。

该处理识别所识别的若干载具的传感器数据集合(操作1006)。传感器数据集合位于诸如历史载具数据库的存储库中。

该处理使用所选载具的传感器数据和所识别的若干载具的先前传感器数据集合来确定所选载具中是否存在一组不符合项(操作1008)。操作1008中的分析可使用若干不同类型的分析技术来执行。在例示性示例中,该分析可在诸如人工智能系统的处理中实现。

例如,可在操作1008中执行临界面分析,其中可执行特定原告(plaintiff)材料遇到的应力约束的分析。该分析可用于识别结构中的哪一平面不太可能经历更多极端水平的不符合项。作为另一示例,人工智能系统可采用机器学习来将关于若干载具中的先前不符合项的传感器数据与正在分析的所选载具的传感器数据相关。

在另一例示性示例中,操作1008可采用失效模式和影响分析(fema),这是检查产品或处理中的潜在失效的方法。可采用这种类型的分析来相对于安排所选载具的零件的管理和更换评估风险管理优先级。

如果所选载具中存在一组不符合项,则该处理形成一组动作(操作1010)。否则,该处理终止。可针对任何数量的载具重复该处理。

所描绘的不同示例中的流程图和框图示出了例示性示例中的设备和方法的一些可能实现方式的架构、功能和操作。在这方面,流程图或框图中的各个方框可表示操作或步骤的模块、片段、功能和部分中的至少一者。例如,方框中的一个或更多个可被实现为程序代码、硬件或者程序代码和硬件的组合。当在硬件中实现时,硬件可例如采取被制造或被配置为执行流程图或框图中的一个或更多个操作的集成电路的形式。当被实现为程序代码和硬件的组合时,该实现方式可采取固件的形式。流程图或框图中的各个方框可使用执行不同操作的专用硬件系统或者专用硬件与由专用硬件运行的程序代码的组合来实现。

在例示性示例的一些另选实现方式中,方框中提到的功能可不按图中提到的顺序发生。例如,根据所涉及的功能,在一些情况下,连续示出的两个方框可同时执行,或者所述方框有时可按照相反的顺序执行。另外,除了流程图或框图中所示的方框以外,可添加其它方框。

尽管图7中的流程图中的不同操作被描述为由网控制器226执行,但这些操作可在不同的位置执行。例如,操作700、操作702和操作704可由网控制器226执行。传感器数据可被记录并发送到载具的远程位置以用于处理。例如,航空公司、维护设施或一些其它位置中的计算机系统可执行操作706和操作708。例如,维护设施可确定是否存在不符合项并且当使用从载具接收的传感器数据识别出不符合项时为载具安排维护。

例如,在图8中的流程图中,传感器数据可以是传输参数和响应参数。利用这种类型的实现方式,接收传感器数据的计算机系统中的网控制器可分析参数以确定诸如应变、温度、压力和其它量的测量。

现在转向图11,根据例示性示例描绘了数据处理系统的框图的例示。数据处理系统1100可用于实现图5中的服务器计算机504、服务器计算机506和客户端装置510。数据处理系统1100还可用于实现图2中的计算机系统212和图4中的计算机系统406。在此例示性示例中,数据处理系统1100包括通信框架1102,其在处理器单元1104、存储器1106、持久存储装置1108、通信单元1110、输入/输出(i/o)单元1112和显示器1114之间提供通信。在此示例中,通信框架1102采取总线系统的形式。

处理器单元1104用于执行可加载到存储器1106中的软件的指令。处理器单元1104包括一个或更多个处理器。例如,处理器单元1104可选自多核处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、物理处理单元(ppu)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器和一些其它合适类型的处理器中的至少一者。

存储器1106和持久存储装置1108是存储装置1116的示例。存储装置是能够暂时地、永久地或者暂时和永久地存储诸如(例如但不限于)数据、功能形式的程序代码和其它合适的信息中的至少一者的信息的任何硬件。在这些例示性示例中,存储装置1116也可被称为计算机可读存储装置。在这些示例中,存储器1106可以是例如随机存取存储器或者任何其它合适的易失性或非易失性存储装置。根据特定实现方式,持久存储装置1108可采取各种形式。

例如,持久存储装置1108可包含一个或更多个组件或装置。例如,持久存储装置1108可以是硬盘驱动器、固态驱动器(ssd)、闪存、可重写光盘、可重写磁带或者上述的一些组合。持久存储装置1108所使用的介质也可以是可移除的。例如,可移除硬盘驱动器可用于持久存储装置1108。

在这些例示性示例中,通信单元1110提供用于与其它数据处理系统或装置通信。在这些例示性示例中,通信单元1110是网络接口卡。

输入/输出单元1112允许与可连接到数据处理系统1100的其它装置的数据输入和输出。例如,输入/输出单元1212可通过键盘、鼠标和一些其它合适的输入装置中的至少一者来提供用于用户输入的连接。此外,输入/输出单元1112可将输出发送到打印机。显示器1114提供将信息显示给用户的机制。

用于操作系统、应用和程序中的至少一者的指令可被存储在存储装置1916中,存储装置1116通过通信框架1102与处理器单元1104通信。可由处理器单元1904使用可位于存储器(例如,存储器1106)中的计算机实现的指令来执行不同示例的处理。

这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码,其可由处理器单元1104中的处理器读取和执行。不同示例中的程序代码可在不同的物理或计算机可读存储介质(例如,存储器1106或持久存储装置1108)上具体实现。

程序代码1118以功能形式位于可选择性地移除的计算机可读介质1120上,并且可被加载到或传送到数据处理系统1100以便于由处理器单元1104执行。在这些例示性示例中,程序代码1118和计算机可读介质1120形成计算机程序产品1122。在例示性示例中,计算机可读介质1120是计算机可读存储介质1124。

在这些例示性示例中,计算机可读存储介质1124是用于存储程序代码1118的物理或有形存储装置,而非传播或发送程序代码1118的介质。

另选地,程序代码1118可使用计算机可读信号介质被传送到数据处理系统1100。计算机可读信号介质可以是例如包含程序代码1118的传播数据信号。例如,计算机可读信号介质可以是电磁信号、光学信号和任何其它合适类型的信号中的至少一者。这些信号可经由诸如无线连接、光纤线缆、同轴线缆、导线或任何其它合适类型的连接来发送。

针对数据处理系统1100示出的不同组件并非意在对可实现不同示例的方式提供架构限制。在一些例示性示例中,一个或更多个组件可被包含在另一组件中或者形成另一组件的一部分。例如,在一些例示性示例中,存储器1106或其部分可被包含在处理器单元1104中。不同的例示性示例可在包括除了针对数据处理系统1100所示的那些组件之外或代替那些组件的组件的数据处理系统中实现。图11所示的其它组件可不同于所示的例示性示例。不同的示例可使用能够运行程序代码1118的任何硬件装置或系统来实现。

本公开的例示性示例可在如图12所示的飞行器制造和服务方法1200以及如图13所示的飞行器1300的背景下描述。首先转向图12,根据例示性示例描绘了飞行器制造和服务方法的框图的例示。在生产前,飞行器制造和服务方法1200可包括图13中的飞行器1300的规格和设计1202以及材料采购1204。

在生产期间,进行图13中的飞行器1300的组件和分总成制造1206以及系统集成1208。此后,图13中的飞行器1300可经受认证和配送1210以便投入服务1212。在顾客投入服务1212的同时,为图13中的飞行器1300安排例行维护和服务1214(可包括修改、重新配置、改造以及其它维护或服务)。

飞行器制造和服务方法1200的各个处理可由系统集成商、第三方、运营商或其一些组合来执行或完成。在这些示例中,运营商可以是客户。为了本描述,系统集成商可包括(但不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商;第三方可包括(但不限于)任何数量的卖方、分包商和供应商;运营商可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务组织等。

现在参照图13,描绘了可实现例示性示例的飞行器的框图的例示。在此示例中,飞行器1300通过图12中的飞行器制造和服务方法1200来生产,并且可包括具有多个系统1304和内部1306的机身1302。系统1304的示例包括推进系统1308、电气系统1310、液压系统1312、环境系统1314和飞行器监测系统1316中的一个或更多个。可包括任何数量的其它系统。在例示性示例中,飞行器监测系统1316可使用如图2和图3中所描绘的载具监测系统204来实现。

尽管示出了航空航天示例,但不同的例示性示例可应用于其它行业。例如,其它例示性示例可应用于汽车行业或造船行业。

可在图12中的飞行器制造和服务方法1200的至少一个阶段期间采用本文中具体实现的设备和方法。

在一个例示性示例中,在图12中的组件和分总成制造1206中生产的组件或分总成可按照与图12中飞行器1300投入服务1212的同时生产的组件或分总成相似的方式来生产或制造。作为另一示例,一个或更多个设备示例、方法示例或其组合可用在诸如图12中的组件和分总成制造1206和系统集成1208的生产阶段期间。一个或更多个设备示例、方法示例或其组合可用在飞行器1300投入服务1212的同时、图12中的维护和服务1214期间、或者这二者。

如所描绘的,根据例示性示例,飞行器监测系统1316可用于监测飞行器1300的健康。飞行器监测系统1316可在投入服务1212期间使用以检测何时发生不符合项。在飞行器1300投入服务1212期间不符合项的检测可减少在维护和服务1214期间飞行器1300所需的维护。此外,监测系统的使用还可降低为维护和服务1214执行的操作的成本。若干不同例示性示例的使用可显著加速飞行器1300的组装,降低飞行器1300的成本,或者加速飞行器1300的组装并降低飞行器1300的成本。

因此,例示性示例提供了一种用于监测载具的方法、设备和系统。例如,载具监测系统可包括光纤网、光发送机系统、光接收机系统和网控制器。光纤网覆盖载具的区域。光发送机系统连接到光纤网,其中,光发送机系统操作以向光纤网中发送光信号。光接收机系统连接到光纤网并且操作以检测响应于由光发送机发送到光纤网中的光信号而发生的响应光信号并根据所检测到的响应光信号生成传感器数据。网控制器与光发送机系统和光接收机系统通信。网控制器控制光发送机发送光信号;在载具的操作期间从光接收机系统接收传感器数据;使用传感器数据确定是否针对飞行器存在不符合项;并且当存在不符合项时执行若干动作。

例示性示例允许减少载具的非预期维护的发生。例如,使用图2中的载具监测系统204可允许减少飞行器停飞情况。利用载具监测系统204,与当前使用的技术相比可更快速地检测不符合项。发送到光纤网中的光信号与响应光信号之间的改变的监测可用于检测结构不符合项和环境不符合项中的至少一者。通过检测这些不同类型的不符合项,与用于监测飞行器的当前技术相比可更快或更早地执行维护或其它动作。

例如,可使用具有光纤网的载具监测系统检测不期望的振动、温度或其它环境不符合项。通过检测环境不符合项,可进行分析以预测在未来的某一时间段是否将发生结构不符合项。利用该预测,可执行维护以减少飞行器的不期望的情况(例如,飞行器停飞情况)。

此外,本公开包括根据以下条款的实施方式:

条款1.一种飞行器监测系统(128),包括:

光纤网(130),其覆盖飞行器的区域(214);

光发送机系统(132),该光发送机系统连接到光纤网(130),其中,该光发送机系统(132)操作以向光纤网(130)中发送光信号(220);

光接收机系统(134),该光接收机系统连接到光纤网(130),其中,该光接收机系统(134)操作以检测响应于由光发送机系统(132)发送到光纤网(130)中的光信号(220)而发生的响应光信号(222)并根据所检测到的响应光信号(222)生成传感器数据;以及

计算机系统(136),该计算机系统与光发送机系统(132)和光接收机系统(134)通信,其中,计算机系统(136)控制光发送机系统(132)向光纤网(130)中发送光信号(220);并在飞行器(100)的操作期间从光接收机系统(134)接收传感器数据(224)。

条款2.根据条款1所述的飞行器监测系统(128),其中,计算机系统(136)使用传感器数据(224)确定飞行器(100)中是否存在一组不符合项(228)。

条款3.根据条款2所述的飞行器监测系统(128),其中,当存在一组不符合项(228)时,计算机系统(136)为飞行器(100)安排维护。

条款4.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,在使用传感器数据(224)确定飞行器(100)中是否存在一组不符合项(228)时,计算机系统(136)使用传感器数据(224)确定飞行器(100)上是否存在一组不符合项(228)的一组位置。

条款5.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,计算机系统(136)使用传感器数据(224)确定飞行器(100)中的结构中是否存在一组不符合项(228)。

条款6.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,所述一组不符合项(228)选自裂纹、分层、结构缺陷、磨损、凹痕、振动、应变、应力、温度和湿度水平中的至少一者。

条款7.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,光纤网(130)包括:

膜(300);以及

光纤(302),该光纤与所述膜(300)相关联。

条款8.根据条款7所述的飞行器监测系统(128),其中,所述膜(300)包括粘合膜、带、预浸料、聚合物膜和合成聚合物膜中的至少一者。

条款9.根据条款7至8中的任一项所述的飞行器监测系统(128),其中,光纤(302)包括:

彼此平行的第一光纤(304);以及

彼此平行的第二光纤(306),其中,第一光纤(304)与第二光纤(306)交叉。

条款10.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,所述区域(214)选自飞行器(100)的机翼、机身、竖直安定面、水平安定面、货舱区域、控制面和整个表面中的至少一者。

条款11.根据任何前述条款所述的飞行器监测系统(128),其中,传感器数据(224)包括应变、温度、振动、压力和声音中的至少一者。

条款12.一种载具监测系统,包括:

光纤网(206),该光纤网覆盖载具(202)的区域(214);

光发送机系统(208),该光发送机系统连接到光纤网(206)的光发送机系统(208),其中,该光发送机系统(208)操作以向光纤网(206)中发送光信号(220);

光接收机系统(210),该光接收机系统连接到光纤网(206),其中,该光接收机系统(210)操作以检测响应于由光发送机系统(208)发送到光纤网(206)中的光信号(220)而发生的响应光信号(222)并根据所检测到的响应光信号(222)生成传感器数据(224);以及

网控制器(226),该网控制器(226)与光发送机系统(208)和光接收机系统(210)通信,其中,该网控制器(226)控制光发送机系统(208)向光纤网(206)中发送光信号(220);从光接收机系统(210)接收传感器数据(224);使用传感器数据(224)确定是否针对载具(202)存在一组不符合项;并且当存在一组不符合项(228)时执行一组动作(234)。

条款13.根据条款12所述的载具监测系统,其中,在存在一组不符合项(228)时执行一组动作(234)中,当存在一组不符合项(228)时网控制器(226)为载具(202)安排维护。

条款14.根据条款12至13中的任一项所述的载具监测系统,其中,在使用传感器数据(224)确定载具(202)中是否存在一组不符合项(228)时,网控制器(226)使用传感器数据(224)确定载具(202)上是否存在一组不符合项(228)的一组位置。

条款15.根据条款12至14中的任一项所述的载具监测系统,其中,所述一组不符合项(228)选自结构不符合项和环境不符合项中的至少一者。

条款16.根据条款12至15中的任一项所述的载具监测系统,其中,光纤网(206)包括:

膜(300);以及

与所述膜(300)相关联的光纤(302)。

条款17.根据条款16所述的载具监测系统,其中,所述膜(300)包括粘合膜、带、预浸料、聚合物膜和合成聚合物膜中的至少一者。

条款18.根据条款16至17中的任一项所述的载具监测系统,其中,光纤(302)包括:

彼此平行的第一光纤(304);以及

彼此平行的第二光纤(306),其中,第一光纤(304)与第二光纤(306)交叉。

条款19.根据条款12至18中的任一项所述的载具监测系统,其中,光纤网(600)包括:

结构层(601);以及

光纤层(621)。

条款20.根据条款12至19中的任一项所述的载具监测系统,其中,所述区域(214)选自载具(202)的主体、门、机翼、机身、竖直安定面、水平安定面、货舱区域、控制面和整个表面中的至少一者。

条款21.根据条款12至20中的任一项所述的载具监测系统,其中,传感器数据(224)包括应变、温度、振动、压力和声音中的至少一者。

条款22.根据条款12至21中的任一项所述的载具监测系统,其中,载具(202)选自包括以下项的组:移动平台、飞行器(100)、水面船舶、坦克、人员运输车、火车、航天器、潜艇、公共汽车和汽车。

条款23.一种监测系统(400),包括:

计算机系统(406);以及

载具管理器(408),该载具管理器位于计算机系统(406)中,其中,该载具管理器(408)操作以从载具(402)接收传感器数据集合(410),其中载具(402)根据在载具(402)上的光纤网(414)中检测到的响应光信号(412)生成传感器数据集合(410),确定载具(402)中是否存在一组不符合项(418),并且当存在一组不符合项(408)时执行一组动作(420)。

条款24.根据条款23所述的监测系统(400),还包括:

历史载具数据库(422),其中,载具(402)的简档(424)存储在历史载具数据库(420)中,其中,所述简档(424)根据先前传感器数据集合(426)而生成,所述先前传感器数据集合(426)根据在载具(402)上的光纤网(414)中检测到的先前响应光信号而生成。

条款25.根据条款24所述的监测系统(400),其中,载具管理器(408)使用传感器数据集合(410)、以及历史载具数据库(422)中的先前传感器数据集合(426)来确定是否存在一组不符合项(418)。

条款26.根据条款24至25中的任一项所述的监测系统,其中,载具(402)为相同类型,并且其中,载具管理器(408)使用传感器数据集合(410)、以及历史载具数据库(422)中的先前传感器数据集合(426)来预测载具(402)的一组不符合项(418)。

条款27.根据条款24至26中的任一项所述的监测系统,其中,在使用传感器数据集合(410)以及历史载具数据库(422)中的先前传感器数据集合(426)来确定是否存在不符合项(418)时,载具管理器(408)分析传感器数据集合(410)和先前传感器数据集合(426)来确定载具(402)的一组不符合项(418)的趋势。

条款28.一种监测载具(202)的方法,该方法包括以下步骤:

向覆盖载具(202)的区域(214)的光纤网(206)中发送光信号;

检测响应于发送到光纤网(206)中的光信号而发生的响应光信号;

由计算机系统(212)使用根据所检测到的响应光信号而生成的传感器数据(224)来确定载具(202)中是否存在一组不符合项(228);以及

当存在一组不符合项(228)时执行一组动作(234)。

条款29.根据条款28所述的方法,当存在一组不符合项(228)时执行一组动作(234)的步骤包括:

当存在一组不符合项时,为载具(202)安排维护。

条款30.根据条款28至29中的任一项所述的方法,使用传感器数据(224)确定载具(202)中是否存在一组不符合项(228)的步骤包括:

使用传感器数据(224)确定载具(202)上是否存在一组不符合项(228)的一组位置。

条款31.根据条款28至30中的任一项所述的方法,其中,所述一组不符合项(228)选自结构不符合项和环境不符合项中的至少一者。

条款32.根据条款28至31中的任一项所述的方法,其中,光纤网(206)包括膜以及与所述膜相关联的第一光纤和第二光纤,其中,第一光纤彼此平行,第二光纤彼此平行,并且第一光纤与第二光纤交叉。

条款33.根据条款32所述的方法,其中,所述膜包括粘合膜、带、预浸料、聚合物膜和合成聚合物膜中的至少一者。

条款34.根据条款28至33中的任一项所述的方法,其中,所述区域(214)选自载具(202)的主体、门、机翼、机身、竖直安定面、水平安定面、货舱区域、控制面和整个表面中的至少一者。

条款35.根据条款28至34中的任一项所述的方法,其中,传感器数据(224)包括应变、温度、振动、压力和声音中的至少一者。

条款36.根据条款28至35中的任一项所述的方法,其中,载具(202)选自包括以下项的组:移动平台、飞行器(100)、水面船舶、坦克、人员运输车、火车、航天器、潜艇、公共汽车和汽车。

条款37.一种监测载具(202)的方法,该方法包括以下步骤:

在载具(202)的操作期间由计算机系统(204)接收从在覆盖载具(202)的区域(214)的光纤网(206)中检测的响应光信号(222)生成的传感器数据(224);

由计算机系统(202)使用根据所检测到的响应光信号(222)而生成的传感器数据(224)来确定载具(202)中是否存在一组不符合项(228);以及

当存在一组不符合项(228)时,执行一组动作(234)。

条款38.根据条款37所述的方法,其中,所述一组动作(228)选自为载具安排维护、向地面站发送消息、向航空公司发送消息、向维护设施发送消息、在飞行器数据日志中生成条目和生成警报中的至少一者。

已出于例示和描述的目的呈现了不同例示性示例的描述,并且不旨在为穷尽性的或限于所公开的形式的示例。不同的例示性示例描述了执行动作或操作的组件。在例示性示例中,组件可被配置为执行所描述的动作或操作。例如,组件可具有向组件提供执行在例示性示例中被描述为由该组件执行的动作或操作的能力的结构的配置或设计。

对于本领域普通技术人员而言,许多修改和变化将是显而易见的。此外,与其它可取的示例相比,不同的例示性示例可提供不同的特征。所选择的示例被选择并描述以便最佳地解释示例的原理、实际应用,并且使本领域普通技术人员能够理解各种示例的公开以及适于所想到的特定用途的各种修改。

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