直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位装置及故障定位方法与流程

1.本发明属于电气系统控制技术，涉及直升机旋翼防除冰系统故障定位。


背景技术：

2.直升机主桨叶加热组件预埋在主桨叶内。每片主桨叶加热组件设置若干加热分区。防除冰系统工作时，按照一定的加热时序对加热分区按顺序循环加热。所有主桨叶加热组件的同一加热分区同时加热。
3.在直升机飞行时，主桨叶会随着主桨毂转动、挥舞，加热组件容易出现短路或者断路的情况。在地面发动机关车后，旋翼处于静止状态，加热组件短路或断路的现象又消失。这种情况下很难通过测量加热组件电阻来定位故障在哪一片主桨叶。
4.由于受体积、重量限制，防除冰系统工作时仅限于总电流的检测，无法对每一个加热分区进行检测和故障定位。防除冰系统检测的电流参数通过总线发送给飞参记录。总线传输为1s发送一次数据。数据实时性不好，时间间隔太长，记录不到故障发生时的参数变化情况，对故障分析带来很大影响。若想通过现有的测试系统对故障进行定位，存在如下困难：若测试装置放置在机身内部，测试线无法接到桨叶，测试传感器也无法固定；若测试装置放置在桨叶上，存在无法固定的问题，同时测试传感器也无法固定。
5.综合以上情况，主桨叶加热组件发生短路或者断路时，很难定位是哪片桨叶出现故障。通常需要通过逐个更换桨叶来定位故障点；需要的工作量巨大，耗时较长。


技术实现要素：

6.为了实现桨叶加热组件的故障定位，提出了一种直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位装置及故障定位方法。
7.本发明一方面提出了直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位装置，所述定位装置至少包括：壳体、加热电流采集模块；所述加热电流采集模块设置于壳体内，加热电流采集模块用于采集主桨叶加热组件供电电流信号，并存储；所述加热电流采集模块还通过外接端口读取存储的数据进行分析并对故障进行定位。
8.进一步的，所述壳体固定于整流罩支撑件上；可采用螺钉安装的固定方法，所有螺钉孔与整流罩支撑件上的螺钉孔一一对应，从而克服测试装置在旋翼上难以固定的问题。
9.进一步的，所述加热电流采集模块包括：电流传感器、存储设备、电源模块、若干隔离二极管、外接端口，所述电流传感器采集主桨叶加热组件供电电流信号并发送存储设备实时存储；所述存储设备与外接端口导通，当飞行结束后，在地面通过外接端口提取出存储设备中的电流信号对故障进行分析定位；所述电源模块用于电流传感器及存储设备的供电；为了满足机上电源、地面电源均可向电源模块供电，用隔离二极管对两路电源进行隔离，防止串电。
10.进一步的，所述电流传感器与每片主桨叶加热组件一一对应，在用最少传感器数量的前提下，可按加热时序完成所有加热分区电流的检测。
11.进一步的，在地面可利用115v交流电源或28v直流电源通过外接接口向电源模块供电。
12.进一步的，所述壳体上设置有多组带转接插头、插座的转接电缆，该转接电缆与主桨叶加热组件电缆规格数量均相同。所述转接插头用于接收机上的供电电源，所述转接插座用于将插头接收到的电源输出至主桨叶加热组件。电流传感器安装在转接电缆上，避免了破坏原机防除冰电缆，并保证了电流传感器的良好固定。
13.本发明还提出了直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位方法，所述故障定位方法包括以下步骤：
14.步骤s1、读取存储设备中存储的电流数据；
15.步骤s2、对每片桨叶的同一加热分区的同步加热电流数据进行对比；
16.步骤s3、将采集到的加热电流与飞参记录的总电流对比；
17.步骤s4、结合加热时序，对加热电流进行进一步分析，获取异常数据；
18.步骤s4、通过异常数据所对应的电流传感器，进而将故障定位到对应的桨叶上具体的加热分区。
19.进一步的，每片桨叶的加热分区按照设定时序循环加热，整个防除冰系统工作过程中，会有多个循环加热电流数据，任意一个加热电流数据出现异常即视为故障表征。
20.有益技术效果：本发明提供了一种直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位装置。该装置安装简单，可靠性高。可实现对直升机旋翼防除冰系统主桨加热故障快速排查、定位，极大减少排故工作量，提高试飞效率。
21.本发明通过设置最少的电流传感器，实现对每片桨叶加热组件的每个加热分区进行电流检测，从而将故障定位到具体的加热分区。在实现故障定位功能需求的同时，保证装置体积重量最低。
22.本发明在设计上增加了存储设备，其存储的数据相比总线数据具有实时性好、精度高的特点，能够精确记录故障发生时的电流变化过程，对故障排查和定位十分有利；有效解决了传统总线数据总线传输为1s发送一次数据；数据实时性不好，时间间隔太长，记录不到故障发生时的参数变化情况的弊端。
23.本发明设计的测试装置通整流罩支撑件连接固定，安装到主桨毂顶部，所有螺钉孔与整流罩支撑件上的螺钉孔一一对应，避免了在旋翼上开孔，克服了测试装置在旋翼上难以固定的问题。
附图说明
24.图1为本发明的电路图；
25.图2为本发明实物结构示意图；
26.其中：转接插头1、转接插座2、转接电缆3、电流传感器4、存储设备5、电源模块6、外接端口7、二极管8、壳体9、底板10、安装孔11。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本
发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.参见附图1，旋翼防除冰系统正常工作时，机上3相115v交流电由配电器插座
→
主桨叶电缆插头，实现主桨叶供电。
29.在工作过程中，装置接入旋翼防除冰系统后，机上3相115v交流电由配电器插座
→
转接插头1
→
转接电缆3
→
转接插座2
→
主桨叶电缆插头，实现主桨叶供电。
30.如图2所示，对应设计的一种具体实物结构中，转接电缆3规格与主桨叶供电电缆规格相同，实现电连续。电流传感器4安装在转接电缆3上，避免了破坏原机防除冰电缆，并保证了电流传感器的良好固定。转接电缆3从壳体9内延伸出来，接转接插头1。转接插头1与配电器插座相连，型号、数量及布置均与配电器插座匹配。
31.转接电缆3从壳体9内延伸出来，接转接插座2。转接插座2与主桨叶电缆插头相连，型号、数量及布置均与主桨叶电缆插头匹配。
32.通过设置电流传感器4实现对主桨叶加热电流的实时监控。电流传感器4数量与主桨叶数量保持一致。通过定位电流传感器，定位到对应主桨叶的每个加热分区供电电流。
33.旋翼防除冰系统自检时，存储设备5接收并存储来自电流传感器4测得的电流数据。存储设备5存储的数据相比总线数据具有实时性好、精度高的特点，能够精确记录故障发生时的电流变化过程，对故障排查和定位十分有利。
34.电流传感器4和存储设备5由电源模块6供电。在旋翼防除冰系统工作时，电源模块6从装置内的3相115v交流电引其中2相供电。在地面提取存储的数据时，电源模块6由外接端口7供的28v直流或者115v交流供电。二极管8用于隔离为电源模块供电的不同交流电。
35.外接端口7主要有2个功能：1.提取存储设备5内的测试数据；2.通过外接端口7向装置内的电源模块6供电。装置通过底板10与整流罩支撑件连接固定，安装到主桨毂顶部，安装方便，不用重新开孔，解决了旋翼上测试设备安装困难的难题。底板10直径与整流罩支撑件匹配。底板10厚度根据装置重量、安装设计。底板10上若干开安装孔11。安装孔11直径、数量、分布与整流罩支撑件上的开口一一对应。安装时，螺栓分别穿过安装孔11和整流罩支撑件上的开孔后，拧紧螺母。
36.装置壳体9为圆柱型。方便根据配电器插座和桨叶电缆插头情况，转接插头1、输出插头2在壳体9上均布。圆柱直径受安装孔11限制，高度根据内部器件布置情况设计。
37.本发明的关键设计点体现在：仅需设计了一个便于在主桨毂上安装的电流测试装置。该装置用最小重量、体积代价实现对每片主桨叶加热组件的每个加热分区进行电流检测。装置内设置存储设备，可以实时记录电流参数。该装置设置外接端口，可以实现在地面读取、分析记录的参数。
38.与此同时，本发明还提出了直升机旋翼防除冰主桨加热故障定位方法，通过对电流测试装置采集的数据进行分析，可以将故障定位到具体主桨叶的具体加热分区。
39.以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。