冲上云霄

过热检测设备

萨博航空电子公司的新系统使用光纤传感器进行发动机和引气温度测量。


萨博(Saab)的过热检测系统由位于发动机和引气管附近的光纤传感线组成,并包括光学集成器以及用于收集数据和控制的处理硬件和软件。
格伦·康纳
ATP。 Cessna 425 Discover Technology Intl总裁

A 了解飞机的关键是监视引擎的运行状况,尤其是当引擎变热时。对于小型单引擎飞机,从运行和排气温度的角度来看,几件事的状态可以告诉您引擎的状况。

发动机效率的提高导致了更高的工作温度,并且由于使用复合材料,现在的发动机安装通常会有些复杂。

拥有足够的策略性放置的发动机和过热温度传感器来帮助检测引气损失是一个物理挑战,这在更现代的飞机设计中是一个严重的问题。

萨博航空电子公司在NBAA-BACE 2019上的及时宣布推出了一个解决方案-公司的新型基于光纤的过热检测系统(OHDS)。

与传统设置相比,这是一个重量轻得多的系统,其组件更少,从而减轻了重量,并提供了一种传递大量信息以馈送分析以进行维护预测的新方法。

萨博OHDS的起源

用于火灾检测和过热警告的常规连续回路系统利用成熟的热敏电阻以及坚固的电缆和支架。

萨博公司于2013年开始开发OHDS,作为Gripen计划的一部分。鹰狮(Gripen)是萨博(Saab)最新的战斗机。它融合了萨博(Saab)的许多创新,包括飞行控制,结构和航空电子设备。

需要监测引气管道,特别是在使用引气和复合材料的区域。

萨博决定采用所谓的光纤布拉格光栅(FBG)传感器-沿着光纤线雕刻的一连串温度传感器,并耦合到独特的光学传感器上,而不是使用包含大量组件的传统方法,从而增加了过多的重量。数字处理器。

FBG传感器的操作允许测量温度变化的波长并与温度相关。

萨博(Saab)设计的轻质特性也使更多的零件散布在整个飞机上,从而覆盖并监视发动机和引气舱的更多区域。

与传统系统相比,OHDS解决方案可将组件总数减少多达90%,并将重量减少80%,这都是航空业的重要因素。萨博(Saab)认为,OHDS是可以过渡到民航的完美新技术,该公司从空中客车(Airbus)获得了第一份A350订单。

制造商对新系统感到非常满意,以至于它授予萨博OHDS著名的空中客车创新奖。

常规OHDS

在任何涡轮飞机中,都安装了用于过热感应,极限温度上升率以及火焰检测的系统。

此外,对于每架飞机,在不同位置都有几种类型的系统,这些系统还包含多个探测器传感器。这些包括所谓的连续循环系统,该系统可以提供更完整的覆盖范围。通常,现代的商务喷气机具有双回路火灾探测系统,该系统可根据给定的温度限制进行报警。

引气系统通过热敏开关监控高温。从飞机皮下的物理检查可以清楚地看出,这些系统中的每一个都需要许多组件,例如机械管,支架和其他大型元件。飞机上的实际温度传感器是经过实践检验的真实设备,通常基于较旧的基础。

飞机上最典型的热传感器是装有热敏共晶盐和中心镍丝的管。如果检测到高温或过热,则共晶盐的电阻会降低,从而使电流能够发出警报。

多个温度传感器可以连接到控制器,该控制器处理警报或警报以发送到甲板。热电偶是温度传感器的另一种经典类型。如果温度迅速升高,则热电偶会产生一个返回驾驶舱的电压,从而启动火警电路。

所有常规火灾探测系统和OHDS面临的一个共同挑战是如何在尽可能多的地方安装传感器,包括发动机的奇数区域或引气系统,而无需花费大量的电线和支撑组件。

萨博获得空中客车创新奖,以表彰其OHDS被选为空中客车A350。

萨博的解决方案

萨博的OHDS不同。它使用轻型光纤线路,该线路上刻有不同长度的光缆,上面刻有温度传感器。然后,可以将这一系列传感器放置在整个引气管道中以及复合结构内部和周围以及发动机区域中。

萨博OHDS的神奇之处分为两部分-使用沿光纤电缆长度放置的FBG传感器,以及用于集成和处理连续温度数据的电光控制单元。连接到光纤的是一个光学询问器,该询问器在光纤线路的整个长度上产生并读取光信号。

光学询问器是小型电子设备,用于管理在光纤线上移动的数据,以供处理硬件和软件使用。该组件也是通过数字数据总线与温度数据和航空电子设备进行通信的地方。

Saab OHDS的电源要求最低,在28 VDC时。传感器电缆的安装或布线遵循引气管布线。因此,实际上,使用萨博OHDS可以提供​​引气过热事件的确切位置,从而节省了在飞机故障的一般位置上进行猜测的侦探工作,这是常规单点位置传感器所允许的。

布拉格光谱仪

在航空业中,随着技术的发展,我们接触到听起来很新奇的词汇,而光纤布拉格光栅就是这些新名词之一。 FBG的作用实际上很简单-温度的变化将改变沿光缆移动的反射光,而反射光又可以与温度相关。

通过一个控制单元,该控制单元连续不断地使光脉冲穿过光纤,可以将光的波长转换为与温度相关的数据,从而在位置和温度测量方面都具有很高的准确性。同样有趣的是,这些类型的FBG传感器也可以用于测量压力或应变。

实际上,FBG已经用于极端恶劣的环境中,例如地震学,甚至用作油气井中的井下传感器,用于测量外部压力和温度的影响。

用作Saab OHDS一部分的光纤与光纤布拉格光栅(FBG)传感器一起工作,可以测量波长的温度变化并与温度相关。

好评的属性

萨博的OHDS的其他新功能包括可靠性,低成本冗余,易于集成以及沿着光纤线的长度添加许多温度传感器的能力。

由于实际的温度数据是通过光收集的,因此到连接的距离不会影响数据,因此未来的实现实际上可能在飞机周围非常聪明。萨博OHDS还可以对设置的警报阈值做出反应,并可以以较高的准确度定位故障,并跟踪趋势。

新的萨博OHDS的另一个功能是能够提供有关发动机运行的数据日志。跟踪发动机温度和偏离标准的能力可以预测趋势和预防性维护。

追逐火焰

在甲板上可以说的最可怕的事情之一就是“火!”现代飞机发生任何类型的火灾的后果是如此可怕,以至于火灾和过热检测系统无处不在,从轮舱到货舱,从APU到引气系统,当然,到处都是发动机舱。

复合结构的使用对传统的火灾和过热检测系统构成了挑战,传感器的位置主要由基于最接近的热源的有根据的猜测来确定-这是完全合乎逻辑的。但是,如果您错过一个景点怎么办?到目前为止,商用航空的过热和火灾传感技术在很大程度上一直没有取得实质性的突破。

沿整个长度使用FBG传感器蚀刻的现代光缆采用了科幻小说般的术语,并创造了萨博航空电子公司屡获殊荣的新产品。在任何飞机系统中,重量减轻80%都是惊人的。此外,当您可以将零件数量减少90%时,您便拥有了更高产的飞机。

现代飞机的未来中有一条类似玻璃的微小电缆。在发动机,机舱,引气管,APU以及其他传感器不显眼的地方周围蜿蜒曲折,提供当前的实时数据以及对即将发生的事情的预测。

作为OHDS一部分的光脉冲设备将收集大量数据,这些数据可以运出以预测飞机以及您的飞机健康的未来。


Glenn Connor是Discover Technology Intl的总裁。他是一名飞行员和研究员,专门从事增强视觉系统和先进航空电子设备的开发。

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