DE4336588A1 - Verfahren zur Ermittlung der individuellen Lebensdauer eines Fluggerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der indivi­ duellen Lebensdauer eines Fluggerätes gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Der Stand der Technik kennt hierfür eigentlich nur Verfahren, bei denen die Lebensdauer und die Wartungsintervalle ausschließlich nach absol­ vierten Flugstunden berechnet und festgelegt werden. Eine Berücksichti­ gung der jeweiligen individuellen Belastung des Flugzeugs, beispielswei­ se durch starke Turbulenzen, durch hartes Aufsetzen, durch wechselnd hohe Lasten etc., ist bisher nicht in Betracht gezogen worden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, mit dem automatisch der individuelle Istzustand und die Lebensdauer des Fluggerätes ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen ge­ löst. In den Unteransprüchen sind Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung ist ein Ausführungsbei­ spiel erläutert. Die Figuren der Zeichnung ergänzen diese Erläuterungen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schemabild eines neuralen Netzwerkes mit Eingangs- und Ausgangsgrößen,

Fig. 2 ein Schemabild des gesamten Aufbaues mit Unterteilung im Anteil Fluggerät und Bodenstation,

Fig. 3 funktionaler Aufbau der Software in der Bodenstation,

Fig. 4 Aufbau und Datentransfer des gesamten Systems zur Erkennung von Flugzuständen und daraus der Berechnung der individuellen Lebensdauer.

Die Fig. 1 veranschaulicht schematisch das Ausführungsbeispiel eines einfachen neuronalen Netzes in bezug auf seine sogenannten Ebenen, wobei alle wesentlichen, die Lebensdauer beeinflussenden Werte von Geräten, Einrichtungen und Funktionen, wie beispielsweise Fluggeschwindigkeit, Fluglage, Steuerwinkel, Leistung etc. über die Eingangsebene eingelesen werden, in der Zwischenebene bereinigt und verarbeitet werden und dem­ entsprechend zur Ergebnisermittlung in die Ausgangsebene eingegeben und dort als Ergebnis des momentanen Flugzustandes des Fluggerätes gespei­ chert, ausgegeben und gegebenenfalls angezeigt werden kann.

In der Fig. 2 ist das Schema des Aufbaues und der Funktionen darge­ stellt. In einer Box mit Meßverstärkern CPU (Rechner) und Speicher ist alles integriert. Die Meßdaten werden aufgenommen, verstärkt und im Prozessor mit dem neuronalen Netz verarbeitet. Die erkannten Flugzustän­ de werden mit ihrem Zeitanteil im Speicher abgelegt. In der Bodenstation werden diese Daten weiterverarbeitet und die individuelle Lebensdauer berechnet. Aus diesen Daten kann auch das individuelle Wartungsintervall berechnet werden, ebenso können die eingelesenen Daten historisch be­ trachtet werden, um Belastungsänderungen zu erkennen. Ebenso ist eine Trendanalyse möglich, die eine Vorschau in die Zukunft ermöglicht. Alle Ergebnisse dienen zur Unterstützung der Wartungsaktivitäten.

In Fig. 3 ist die funktionale Struktur des Programmes an der Bodensta­ tion dargestellt. Über ein Speichermedium (z. B. eine Memory Card) werden die Daten (Flugzustände und Zeitanteile) vom Fluggerät auf die Bodensta­ tion übertragen. In einer Berechnung werden die Flugzustände mit den zu­ gehörigen Fluglasten verknüpft. Ergebnis ist eine Belastungsmatrix, die für jedes relevante Bauteil des Fluggerätes erstellt wird und die Basis für die Lebensdauerberechnung ist. Diese Daten dienen in verschiedener Darstellung zur Unterstützung der Wartung des Fluggerätes.

Fig. 4 zeigt den gesamten Aufbau des Systems zur Ermittlung der indivi­ duellen Lebensdauer. Sensoren liefern die Signale an eine "Black Box"; in dieser werden die Daten mit dem neuronalen Netz verarbeitet, d. h. die momentan anliegenden Flugzustände werden erkannt und mit der Zeit, die sie andauern, gespeichert. Der Datentransfer zur Bodenstation erfolgt vornehmlich mit einer Memory Card (andere Übertragungsmedien sind auch möglich. Auf der Bodenstation (PC) erfolgt die endgültige Berechnung.

Das sogenannte "neuronale Netzwerk" kann sich im vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel aus drei Einzelnetzen zusammensetzen. Hierbei ermittelt und registriert das Netz 1 die Fluglagen, das Netz 2 die jeweiligen Schwerpunkte und Gewichte und das Netz 3 überwacht und registriert die zeitlichen Abfolgen der Netze 1 und 2. Ein weiteres Programm, das - wie bereits erwähnt - in einer Bodenstation durchgeführt wird, verquickt die Ergebnisse mit den vorerwähnten Belastungskollektiven und summiert die sich aus jedem Flug ergebenden Belastungen auf. So kann jederzeit sowohl der "Abnutzungsgrad" des Flugkörpers, als auch dessen Restlebensdauer ermittelt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Ermittlung der aktuellen, individuellen Lebensdauer ei­ nes Fluggerätes, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Standardinstru­ mentierung des Fluggerätes stammenden Meßdaten über neuronale Netzwerke die Fluglagen, Schwerpunktsveränderungen und Gewichte sowie deren zeitli­ che Abfolgen ermittelt, gespeichert und in eine mit Meßverstärker und CPU ausgerüstete Box eingegeben und verarbeitet werden und die sich ergebenden Ausgangssignale einer externen Auswert- und Speichereinheit zur Summierung mit Belastungskollektiven und Ermittlung der aktuellen individuellen Lebens­ dauer eingehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die Fluggeschwindigkeit, die Fluglage, die Leistung sowie die Steuerwinkel und Winkelbewegungen in die Eingangsebene des neuronalen Netzwerkes kontinuierlich eingelesen werden, in einer Zwischenebene bereinigt und verar­ beitet und zur Ergebnisermittlung in bezug auf den momentanen Flugzustand in der Ausgangsebene des Netzwerkes eingegeben und dort das Ergebnis ge­ speichert, weitergegeben und gegebenenfalls angezeigt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der Meßdaten mit dem neuronalen Netzwerk unter Verstärkung vom Prozessor des Bordrechners durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß alle Flug- und Belastungszustände mit ihrem Zeitanteil im Bord- und Bodenstationsspeicher abgelegt werden, und in letzterem sowohl die momen­ tane individuelle Lebensdauer sowie das individuelle Wartungsintervall ermit­ telt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß alle Flugzustände und Zeitanteile über ein Speichermedium - wie bei­ spielsweise Memory Card - von der Box des Fluggerätes an die externe Aus­ wert- und Speichereinheit eingegeben werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Ergebnis-Belastungsmatrix für jedes relevante Bauteil des Flug­ gerätes für die Lebensdauerberechnung erstellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das neuronale Netzwerk aus drei Einzelnetzen gebildet wird, nämlich aus einem Fluglagennetz, einem Netz für die Schwerpunkte sowie Gewichte und einem Netz für die zeitlichen Abfolgen der Netze eins und zwei.