KR101486721B1 - 분배 능동형 진동 제어 시스템 및 진동이 억제된 회전익 항공기 - Google Patents

분배 능동형 진동 제어 시스템 및 진동이 억제된 회전익 항공기 Download PDF

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Abstract

항공 구조체를 포함하고, 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계를 가진 항공기로서, 상기 항공기는, 복수개의 전자기 힘 발생기 파워 출력을 출력시키는 파워 소스(power source); 복수개의 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트(site)들을 포함하는 상기 항공 구조체; 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비하고, 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 항공 구조체에 고정된, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기; 제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하고, 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 항공 구조체에 고정된, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기; 상기 전자기 힘 발생기들을 상기 파워 소스와 연결시키는 복수개의 전력 분배 라인으로서, 전자기 힘 발생기의 파워 출력은 상기 전자기 힘 발생기들로 출력되는, 복수개의 전력 분배 라인; 상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결하는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크로서, 상기 분배 전자 제어 시스템들은 상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 구비한다.

Description

분배 능동형 진동 제어 시스템 및 진동이 억제된 회전익 항공기{Distributed active vibration control systems and rotary wing aircraft with suppressed vibrations}
본 출원은 2007.10.25. 에 제출된 미국 특허 가출원 60/982,612 의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용을 참조로서 포함한다.
본 발명은 문제되는 진동을 제어하는 방법/시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 항공기 수송체의 진동을 제어하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이며, 특히 문제되는 회전익 헬리콥터의 진동을 소거하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
헬리콥터의 진동은 항공기내의 장비 및 점유물에서 피로 및 마모를 야기할 수 있다는 점에서 특히 문제된다. 헬리콥터와 같은 수송체에서, 진동은 수송체의 내용물에 더하여 수송체를 구성하는 실제 구조체 및 구성품에 손상을 입힐 수 있다는 점에서 특히 문제된다.
수송체의 진동을 정확하고 경제적으로 제거하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요성이 있다. 진동을 정확하고 경제적으로 제거하기 위한 방법 및 시스템에 대한 필요성이 있다. 진동이 효과적으로 제거되고 최소화되도록 헬리콥터의 진동을 제어하는 경제적으로 타당성이 있는 방법에 대한 필요성이 있다. 진동이 효율적으로 제거되고 최소화되도록 헬리콥터의 진동을 제어하는 강력한 시스템에 대한 필요성이 있다. 문제되는 헬리콥터 진동을 제어하기 위한 경제적인 방법/시스템에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 항공기를 포함하는 구조체등에서 진동을 억제하는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예에서 본 발명은 문제되는 진동을 가진 항공기를 포함한다. 항공기는 항공 구조체(aerostructure)를 포함한다. 항공기는 복수개의 전자기 힘 발생기 파워 출력(electromagnetic force generator power output)을 출력시키는 파워 소스(power source)를 포함한다. 항공기는 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(first distributed active vibration electromagnetic force generator)를 포함한다. 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 전자 제어 시스템(first distributed electronic control system)을 포함한다. 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 전자기 구동 질량체(first electromagnetically driven mass)를 포함한다. 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트(site)에서 항공 구조체에 고정되는데, 제 1 구동 질량체(first driven mass)는 상기 고정된 제 1 항공 구조체 사이트에 대하여 구동된다. 항공기는 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 포함한다. 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 전자 제어 시스템을 포함한다. 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 전자기 구동 질량체를 포함한다. 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 항공 구조체에 고정되는데, 제 2 구동 질량체는 상기 고정된 제 2 항공 구조체 사이트에 대하여 구동된다. 항공기는 복수개의 전력 분배 라인들을 포함하며, 전력 분배 라인들은 전자기 힘 발생기들을 파워 소스와 연결시키고 전자기 힘 발생기 파워 출력들은 전자기 힘 발생기로 출력된다. 항공기는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 구비하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 시스템 네트워크는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템들을 함께 연결시키고, 분배 전자 제어 시스템들은 문제되는 진동들을 최소화시키도록 전력 분배 라인들과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시킨다.
일 구현예에서 본 발명은 비행중의 문제되는 진동이 억제된 항공기의 제조 방법을 포함한다. 그 방법은 항공 구조체를 포함하는 항공기를 제공하는 단계 및 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계를 포함하고, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 포함한다. 그 방법은 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 항공 구조체에 고정하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 것을 포함하는데, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 항공 구조체에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 및 제 2 전자기 힘 발생기들을 복수개의 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 것을 포함한다. 그 방법은 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템들을 함께 연결한다. 그 방법은 문제되는 진동을 최소화시키도록 전력 분배 라인들과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 것을 포함한다.
일 구현예에서 본 발명은 문제되는 진동을 억제하기 위한 진동 제어 시스템을 제조하는 방법을 포함한다. 그 방법은 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계를 가진 구조체를 제공하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 것을 포함하며, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비한다. 그 방법은 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 구조체에 고정하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 것을 포함하는데, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 구조체에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 및 제 2 전자기 힘 발생기들을 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 것을 포함한다. 그 방법은 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템들을 함께 연결한다. 그 방법은 문제되는 진동을 최소화시키도록 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 것을 포함한다.
일 구현예에서 본 발명은 수송체의 구조체에서 문제되는 수송체 진동을 억제하기 위한 수송체 진동 제어 시스템을 포함한다. 바람직스럽게는 수송체의 구조체가 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계와 연결된다. 수송체 진동 제어 시스템은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 포함하고, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 포함하며, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 수송체의 구조체에 고정된다. 수송체 진동 제어 시스템은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 포함하고, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 포함하며, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 수송체의 구조체에 고정된다. 수송체 진동 제어 시스템은 전력 분배 라인들을 포함하고, 전력 분배 라인들은 전자기 힘 발생기들을 파워 소스와 연결시키고, 전자기 힘 발생기들에 전자기 힘 발생기 파워 출력을 제공한다. 수송체 진동 제어 시스템은 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 포함하고, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템들을 함께 연결시키는데, 분배 전자 제어 시스템들은 문제되는 진동을 최소화시키도록 전력 분배 라인들과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시킨다.
일 구현예에서 본 발명은 문제되는 진동을 억제하는 방법을 포함한다. 그 방법은 진동을 가진 구조체를 제공하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 것을 포함하며, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비한다. 그 방법은 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 구조체에 고정하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 것을 포함하는데, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 구조체에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 및 제 2 전자기 힘 발생기들을 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 것을 포함한다. 그 방법은 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템들 및 문제되는 진동을 감지하는 복수개의 분배 네트워크 가속도계들을 함께 연결한다. 그 방법은 문제되는 진동을 최소화시키도록 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 것을 포함한다.
상기의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 것으로서, 청구된 본 발명의 특성 및 특징들에 대한 이해를 위한 개관 또는 구조를 제공하도록 의도된 것이다. 첨부된 도면들은 본 발명에 대한 다른 이해를 제공하도록 의도된 것이고, 상세한 설명에 포함되고 그 일부를 구성한다. 도면들은 본 발명의 다양한 구현예들을 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리 및 작동을 설명하는 역할을 한다.
본 발명에 의해서 헬리콥터와 같은 항공기 및 다른 구조체들에서 문제되는 진동이 효과적으로 억제될 수 있다.
도 1 내지 도 24e 는 본 발명의 구현예들을 도시한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 다음의 상세한 설명에 기재되어 있으며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 용이하게 이해되거나, 또는 첨부된 도면들 뿐만 아니라 청구항들과 다음의 상세한 설명을 포함하는 여기에 설명된 발명을 실시함으로써 인식될 것이다.
이제 본 발명의 바람직한 구현예들이 참조될 것이며, 그 예들은 첨부된 도면에 도시되어 있다.
일 구현예에서, 본 발명은 문제되는 진동을 일으키는 적어도 하나의 회전 장치(22)를 가진 항공기(20)를 포함한다. 항공기(20)는 항공 구조체(24)를 포함한다. 바람직한 구현예들에서 항공 구조체(24)는 문제되는 진동을 겪거나 또는 전달하는 수송체의 구조적인 동체 또는 프레임이고, 가장 바람직스럽게는 수송체의 확장 불가능한(nonextensible) 구조적인 동체이며, 바람직스럽게는 회전 장치(2)에 연결된 비회전 수송체의 구조체이다.
회전익 항공기 헬리콥터(20)는 전자기력 발생기 파워 출력을 출력시키기 위한 능동형 진동 제어 시스템 출력 변환 소스(active vibration control system power converter source, 26)를 구비한다. 항공 구조 비회전 프레임(24)은 힘 발생기의 장착을 위한 복수개의 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(nodal site, 28)들을 포함하고, 그곳에서 발생된 힘들은 항공 구조체에 입력되어 문제되는 진동을 억제한다.
항공기는 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 포함하고, 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 구비하며, 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(38)에서 프레임 항공 구조체(24)에 고정된다.
항공기는 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 구비하고, 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 2 전자기 구동 질량체(34)를 구비하며, 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기는 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)로부터 멀리 있는 것이 바람직스러운 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 항공 구조체(24)에 고정된다.
바람직스럽게는, 항공기가 적어도 제 3 분배 능동형 진동 전지기력 발생기(30)를 구비하는데, 제 3 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 3 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 3 전자기 구동 질량체(34)를 구비하고, 제 3 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 3 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 항공 구조체(24)에 고정되고, 바람직스럽게는 제 1 및 제 2 힘 발생기(30)들이 그들의 발생된 힘을 항공 구조체(24)에 입력시키는, 제 1 및 제 2 힘 발생기 항공 구조체가 장착된 힘 입력 교점 사이트(28)로부터 멀리에서 고정된다.
바람직스럽게는 2 개의 힘 발생기 항공 구조체가 장착된 힘 입력 교점 사이트(28)들에서 고정된 적어도 2 개의 힘 발생기(30)들이 항공기에 구비되고, 바람직스럽게는 3 개의 분리된 힘 발생기 항공 구조체가 장착되어 있는 힘 입력 교점 사이트(28)에서 항공 구조체에 고정된 적어도 3 개의 분리된 분배 능동형 진동 제어 시스템 힘 발생기(30)들이 구비된다. 바람직한 구현예들에서, 항공기는 4 개의 분리된 힘 발생기 항공 구조체가 장착된 힘 입력 교점 사이트(28)들에서 항공 구조체에 고정된 적어도 4 개의 분리된 분배 능동형 진동 제어 시스템을 구비한다. 바람직한 구현예들에서, 항공기는 5 개의 분리된 힘 발생기 항공 구조체가 장착된 힘 입력 교점 사이트(28)들에서 항공 구조체에 고정된 적어도 5 개의 분리된 분배 능동형 진동 제어 시스템 힘 발생기(30)들을 구비한다. 바람직한 구현예들에, 항공기는 6 개의 분리된 힘 발생기 항공 구조체가 장착된 힘 입력 교점 사이트(28)들에서 항공 구조체에 고정된 적어도 6 개의 분리된 분배 능동형 진동 제어 시스템 힘 발생기(30)를 구비한다. 구현예들에서, 항공 구조체에 고정된 분배 능동형 진동 제어 시스템 힘 발생기(30)들은 서로 쌍을 이루어 근접함으로써, 바람직스럽게는 국부적인 영역의 2 축 힘 발생기(local area biaxial force generator)를 제공하고, 가장 바람직스럽게는 국부적인 항공 구조체의 2 축 힘 발생기(Biaxial FG)를 제공하도록 제 1 시계 반대 방향 원형의 힘 발생기(counterclockwise circular force; CFG, 30)는 제 1 시계 방향 원형 힘 발생기(CFG, 30)에 근접하게 쌍을 이룬다. 바람직스럽게는, 항공기 수송체 분배 진동 제어 시스템은 N 개의 분배된 능동형 진동 제어 시스템 힘 발생기(30)를 가지는 N 개의 교점 사이트(28)들을 구비한 확장 가능의 항공기 수송체 분배 진동 제어 시스템으로서, 그 시스템은 N 번째 교점 사이트(28)에 고정된 추가적인 N 번째 힘 발생기(30)를 추가함으로써 확장 가능하고, 바람직스럽게는 그 시스템이 항공기상에서 이용 가능한 파워 및 항공기의 공간/중량 제한에 의해서 제한된다.
바람직스럽게는 분배 능동형 진동 전자기력 힘 발생기(30)가 제 1 분배 전자 제어 시스템(32)을 포함하는 제 1 포함 챔버(32')를 구비한다. 바람직스럽게는, 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 적어도 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 포함하는 포함 챔버(34')를 구비한다. 바람직한 구현예들에서, 제 2 포함 챔버(34')는 제 1 전자기 구동 질량체(34) 및 동시 회전의 제 2 전자기 구동 질량체(36)를 포함한다. 바람직스럽게는 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 공통의 고정 베이스(38)를 구비하는데, 이것은 근접한 제 1 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버 및 제 2 전자기 구동 질량 포함 챔버를 접합시키고, 고정 베이스(38)는 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 항공 구조체(24)에 장착시키는 것과, 발생된 힘을 항공 구조체(24)에 입력시키는 것을 제공한다. 바람직스러운 구현예에서, 고정 베이스(38)는 포함 챔버(34')에 있는 동시 회전 전자기 구동 질량체(34, 36)의 평행한 회전 평면과 정렬된 고정 베이스 평면을 가지고, 고정 베이스 평면은 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)의 동시 회전 전자기 구동 질량체(34,36)의 회전축과 직각이다. 분배 힘 발생기(30)는 분배 전자 제어 시스템 및 전자기 구동 질량체가 포함되어 패키지(package)화되고, 장착 고정 베이스가 볼트들과 같은 기계적인 고정구로써 교점 사이트(28)에서 항공 구조체에 고정되고, 움직이는 질량의 힘은 베이스(38)를 통하여 항공 구조체(24)로 출력되고, 움직이는 질량체는 제 2 포함 챔버(34')내에 포함되고, 분배 전자 제어 시스템들은 분리되고 근접한 제 1 포함 챔버(32')내에 포함된다.
항공기는 복수개의 전기 파워 분배 라인(40)들을 포함하고, 전기 파워 분배 라인(40)들은 전자기 힘 발생기(30)를 파워 소스(power source, 26)와 연결하는데, 전자기 힘 발생기의 파워 출력은 전자기 힘 발생기들로 출력된다.
항공기는 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 구비하며, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들을 함께 연결하여, 여기에서 분배 전자 제어 시스템(32)들은, 문제되는 진동들을 최소화시키도록 전기 파워 분배 라인(40)들에 독립적으로, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 통하여 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시킨다. 바람직스럽게는 각각의 교점(node)이 네트워크(50) 상에 유일한 어드레스(unique address)를 가지는데, 힘 발생 데이터는 유일한(unique) 네크워크 어드레스를 가지고 네트워크(50)를 통해 분배되고, 바람직스럽게는, 유일한 데이터 통신 교점 네트워크 어드레스(또는 실제 및 가상의 힘 발생 값들을 가진 유일한 데이터 통신 교점 네크워크 어드레스)를 가진 전자기 힘 발생기(30)에 의해 발생되어야 하는 힘의 위상 및 크기와 같은, 힘 데이터와 함께 유일한 교점 어드레스 # 를 가지고 분배된다. 바람직한 구현예들에서, 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네크워크(50)는 와이어(wier) 데이터 통신 네트워크이고, 바람직스럽게는 통신 버스( communication bus)를 포함하고, 하니스 인터페이스 커넥터(harness interface connector)는 각각의 전자기 힘 발생기의 분배 전자 제어 시스템(32)을 네트워크(50)와 연결시키고, 분배 전자 제어 시스템(32)은 힘 발생 시스템 데이터를 네트워크(50)를 통해 송신 및 수신한다. 바람직한 구현예에서, 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 콘트롤러 영역 네트워크(Controller Area Network)로서, 분배 전자 제어 시스템(32)들은 시스템 콘트롤러내에 있는 마이크로콘트롤러들과 함께 네트워크를 통하여 서로 통신하는 마이크로콘트롤러들을 포함한다. 바람직스럽게는 분배 전자 제어 시스템(32)들이 힘 발생기(30)가 건전한지의 여부와 같은 시스템 건전성 데이터(system health data)를 통신하기도 한다. 바람직스럽게는 힘 발생기 네트워크 교점 어드레스 및 그것에 수반하는 힘 발생 데이터(네트워크 교점 #_크기_위상)가 네트워크(50)를 통해 흐르며, 네트워크 상에서 모든 네트워크 교점들 및 모든 전자기 힘 발생기(30)와 공유된다.
일 구현예에서 항공기는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)에 연결된 마스터 시스템 콘트롤러(52)를 구비하는데, 여기에서 마스터 시스템 콘트롤러(52)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들에 복수개의 권한 명령(authority command)을 제공하며, 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령(subordinate local force generator operation commands)들을 수행한다. 바람직스럽게는 국부적인 힘 발생기 작동 명령들이 힘 발생기의 유형에 의존한다. 바람직한 구현예에서, 힘 발생기(30)들은 회전 질량체 힘 발생기들로서, 바람직스럽게는 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들이 동시 회전의 전자기 구동 질량체(34, 36)들의 전자기 모터 회전을 명령한다. 바람직한 구현예에서 전자기 힘 발생기의 분배 전자 제어 시스템(32)은 네트워크 교점 어드레스 및 수반하는 힘 발생 데이터(네트워크 교점#_크기_위상)를 수신하고, 그것으로부터 마이크로콘트롤러는 동시 회전의 전자기 구동 질량체(34,36)를 위한 전자기 모터 회전을 계산하여 고정 베이스(38)를 통하여 항공 구조체(24)로 소망의 원형 힘(circular force)을 출력하는데, 힘 발생기(30)들이 바람직스럽게는 원형 힘 발생기들을 구비하여 그들의 개별적인 고정 베이스 교점 사이트(28)들에서 항공 구조체(24)로 원형 힘을 출력한다.
일 구현예에서 항공기는 복수개의 힘 발생기(30)들의 적어도 제 1 과 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 사이에서 움직일 수 있는, 이동 마스터 시스템 제어 권한(migrating master system control authority)을 포함하는데, 이동 마스터 시스템 제어 권한은 복수개의 권한 명령을 분배 전자 제어 시스템(32)에 제공하여 (이동 마스터 시스템 제어 권한)의 도면에 도시된 것과 같은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령을 수행하며, 바람직스럽게는 분리된 별개의 물리적인 헤드 마스터 시스템 콘트롤러(separate distinct physical head master System controller) 없이 수행한다. 임의의 시점에서 이동 마스터 시스템 제어 권한을 가지면서, 바람직스럽게는 시스템이 분배 전자 제어 시스템(32)내에 일시적인 레지던스(residence)를 차지하는 마스터 제어 권한을 가지는데, 분배 전자 제어 시스템은 수행 가능한 소프트웨어 및/또는 펌웨어(firmware) 명령들을 구비하여, 그것은 시스템의 분배 제어를 가진 물리적 헤드리스 제어 시스템(physically headless control system)에 권한의 이동 움직임(migration movement)을 가진 백업 명령(backup command)의 능력을 제공한다. 바람직스럽게는 시스템이 분배 네트워크화된 가속도계(distributed networked accelerometer, 54)를 구비하는데, 분배 네크워크화된 가속도계는 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 가진 가속도계 네트워크 링크(56)를 구비하는 마이크로콘트롤러를 포함한다. 가속도계들은 진동 측정 데이터를 힘 발생기 데이터 통신 네트워크로 입력하고 그로부터 출력시키는데, 바람직스럽게는 복수개의 가속도계들이 데이터를 네트워크로 입력하고 (그리고 네트워크로부터 데이터를 수신하고), 가속도계들 각각은 고유한(unique) 네트워크 교점 어드레스 # 를 가지고, 가속도계들은 네트워크와의 데이터 인터페이스 작용을 위해 가속도계 분배 네트워크 전자 제어 시스템을 구비한다. 바람직한 구현예에서 가속도계 네트워크 링크(56)들은 와이어 링크(wire link)이며, 바람직스럽게는 가속도계가 통신 버스 와이어 네트워크 링크(56)들을 통해 파워를 받는다. 대안의 구현예에서 가속도계들은 무선 네트워크화된 가속도계들로서, 이것은 항공기의 파워 공급 유출부 또는 파워 공급부(26)로부터 공급된 파워 또는 배터리와 같은 대안의 수단에 의해 파워를 받는 가속도계를 가지고 어떻게 문제되는 진동을 최소화시킬 것인가에 대한 결정을 위하여 네트워크(50)로 보내진 가속도계 데이터 측정치의 무선 송신을 제공한다.
일 구현예에서 항공기는 분배 마스터 시스템 제어 권한을 구비한다. 분배 마스터 시스템 제어 권한은 네트워크(50)를 이용하는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 사이에 분배되며, 분배 마스터 시스템 제어 권한은 복수개의 권한 명령을 개별적인 분배 전자 제어 시스템(32)에 제공하여 도면(분배 마스터 시스템 제어 권한)에 도시된 것과 같은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령을 수행한다. 바람직스럽게는 임의의 시점에서 시스템은 적어도 2 개의 분배 전자 제어 시스템(32)내에 퍼져있는 마스터 제어 권한을 가지고, 수행 가능한 소프트웨어 및/또는 펌웨어 명령을 구비하는데, 그러한 명령들은 시스템의 분배 제어를 가진 물리적 헤드리스 시스템에 네트워크(50)상의 복수개의 분배 전자 제어 시스템(32)들을 가지고 백업 제어를 제공한다. 바람직스럽게는 시스템이 분배 네트워크화된 가속도계(54)를 구비하며, 마이크로콘트롤러를 구비하는 분배 네트워크화된 가속도계들은 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)와의 가속도계 네트워크 링크(56)를 가진다. 가속도계들은 진동 측정 데이터를 힘 발생기 데이터 통신 네트워크로 입력 및 출력시키고, 바람직스럽게는 복수개의 가속도계들이 데이터를 네트워크 안으로 입력시키고 (그리고 데이터를 네트워크로부터 수신하고), 가속도계 각각은 고유의 네트워크 교점 어드레스 # 를 가지고, 가속도계는 네트워크와의 데이터 인터페이스 작용을 위한 가속도계 분배 네트워크 전자 제어 시스템을 구비한다. 바람직한 구현예에서 가속도계 네트워크 링크(56)들은 와이어 링크이며, 바람직스럽게는 가속도계들이 통신 버스 와이어 네트워크 링크(56)를 통해 파워를 받는다. 대안의 구현예에서 가속도계들은 무선 네트워크화된 가속도계로서, 이것은 항공기의 파워 공급 유출부 또는 파워 공급부(26)로부터 공급된 파워 또는 배터리와 같은 대안의 수단에 의해 파워를 받는 가속도계를 가지고 어떻게 문제되는 진동을 최소화시킬 것인가에 대한 결정을 위하여 네트워크(50)로 보내진 가속도계 데이터 측정치의 무선 송신을 제공한다.
일 구현예에서 항공기는 적어도 제 1 분배 네트워크 가속도계(54)를 구비한다. 가속도계 출력은 직접적으로 네트워크(50) 또는 시스템 콘트롤러(52)로 입력될 수 있다. 바람직스럽게는 적어도 제 1 분배 네트워크 가속도계(54)가 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)와의 가속도계 네트워크 링크(56)를 가진다. 가속도계들은 항공기에 고정되고, 바람직스럽게는 항공 구조체(24)에 고정되고, 항공 구조체내의 진동을 측정한다. 가속도계들은 회전 기계류(22)에 의해 발생되는 문제의 진동을 감지 및 측정하고, 항공 구조체(24)로 출력되고 항공 구조체를 통해 송신되고 가속도계에 의해 측정 가능한, 힘 발생기(30)들에 의해 발생된 힘들을 감지 및 측정한다. 진동들의 가속도계 측정치는 문제되는 진동을 최소화시키고 저감시키는 제어 입력으로서 이용된다. 가속도계들은 진동 측정 데이터를 힘 발생기 데이터 통신 네트워크로 입력시키고 출력시키는데, 바람직스럽게는 복수개의 가속도계들이 데이터를 네트워크로 입력하고 (그리고 네트워크로부터 데이터를 수신하고) 가속도계들 각각은 고유의 네트워크 교점 어드레스 # 를 가지고, 가속도계들은 네트워크와의 데이터 인터페이스 작용을 위하여 가속도계 분배 네트워크 전자 제어 시스템을 구비한다. 바람직한 구현예에서 가속도계 네트워크 링크(56)들은 와이어 링크들이며, 바람직스럽게는 가속도계들이 통신 버스 와이어 네트워크 링크(56)를 통해 파워를 받는다. 대안의 구현예에서 가속도계들은 무선의 네트워크화된 가속도계로서, 이것은 항공기의 파워 공급 유출부 또는 파워 공급부(26)로부터 공급된 파워 또는 배터리와 같은 대안의 수단에 의해 파워를 받는 가속도계를 가지고 어떻게 문제되는 진동을 최소화시킬 것인가에 대한 결정을 위하여 네트워크(50)로 보내진 가속도계 데이터 측정치의 무선 송신을 제공한다. 가속도계 데이터 측정치들은 네트워크(50)를 통해 공유되고, 문제되는 진동을 최소화시키는 힘을 발생시키도록 움직이는 질량체의 전자기 구동 제어를 결정하는데 있어서 시스템 콘트롤러, 프로세서 및 전자 제어 시스템들에서 이용된다.
바람직한 구현예들에서 제 1 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 회전 모터 명령을 수행하여 적어도 제 1 전자기 모터를 회전시켜서 적어도 제 1 질량체(34)를 움직이고, 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 회전 모터 명령을 수행하여 적어도 제 1 전자기 모터를 회전시켜서 적어도 제 1 질량체(34)를 움직인다. 바람직스럽게는 복수개의 분배 능동형 진동 힘 발생기(30)가 원형 힘 발생 분배 능동형 진동 힘 발생기로서, 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 회전 모터 제어 명령을 수행하여 도면(분배 전자 제어 시스템)에 도시된 바와 같이 제 1 모터(Motor_1)를 구동하여 질량체(34)를 동시회전시키고(corotate) 제 2 모터(Motor_2)를 구동하여 질량체(36)를 동시회전시켜서 원형의 힘을 발생시키며, 원형의 힘은 베이스(38)를 통해 항공 구조체(24)로 회전하는 원형의 힘으로서 출력된다. 도면(시계 반대 방향 원형 힘을 출력시키는 분배 전자 제어 시스템 CFG (원형 힘 발생기) )에 도시된 바와 같이, 분배 전자 제어 시스템(32)은 힘 발생 데이터가 통신되는 데이터 통신 네크워크 버스와의 네크워크 버스 인터페이스를 가지며, 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행한다. 원형 힘 발생기 프로세서의 명령 발생은 제 1 모터 제어부(Motor_1 Controls) 및 제 2 모터 제어부(Motor_2 Controls)에 명령을 출력한다. 제 1 모터 제어부는 제 1 모터 구동부(Motor_1 Drive)를 제어하여 제 1 질량체(34)를 제 1 모터(Motor_1)로써 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 제 2 모터 제어부는 제 2 모터 구동부(Motor_2 Drive)를 제어하여 제 2 동시 회전 질량체(36)를 제 2 모터(Motor_2)로써 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 제 1 모터 및 제 2 모터는 시계 반대 방향의 원형 힘을 발생시키도록 동시 회전된다. 도면(시계 방향 원형 힘을 출력시키는 분배 전자 제어 시스템 CFG (원형 힘 발생기))에 도시된 바와 같이, 분배 전자 제어 시스템(32)은 힘 발생 데이터가 통신되는 데이터 통신 네크워크 버스와의 네크워크 버스 인터페이스를 가지며, 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행한다. 원형 힘 발생기 프로세서의 명령 발생은 제 1 모터 제어부(Motor_1 Controls) 및 제 2 모터 제어부(Motor_2 Controls)에 명령을 출력한다. 제 1 모터 제어부는 제 1 모터 구동부(Motor_1 Drive)를 제어하여 제 1 질량체(34)를 제 1 모터(Motor_1)로써 시계 방향으로 회전시킨다. 제 2 모터 제어부는 제 2 모터 구동부(Motor_2 Drive)를 제어하여 제 2 동시 회전 질량체(36)를 제 2 모터(Motor_2)로써 시계 방향으로 회전시킨다. 제 1 모터 및 제 2 모터는 시계 방향의 원형 힘을 발생시키도록 동시 회전된다.
도면(근접한 CFG 쌍들의 시계 반대 방향 동시 회전 질량체-2 축의 국부적인 힘을 발생시키도록 제어된 시계 방향 동시 회전 질량체)에 도시된 바와 같이, 분배 전자 제어 시스템(32)은 힘 발생 데이터가 통신되는 데이터 통신 네크워크(50)와의 네크워크 버스 인터페이스를 가지며, 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행한다. 상부 원형 힘 발생기 프로세서의 명령 발생은 제 1 모터 제어부(Motor_1 Controls) 및 제 2 모터 제어부(Motor_2 Controls)에 명령을 출력한다. 제 1 모터 제어부는 제 1 모터 구동부(Motor_1 Drive)를 제어하여 제 1 질량체(34)를 제 1 모터(Motor_1)로써 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 제 2 모터 제어부는 제 2 모터 구동부(Motor_2 Drive)를 제어하여 제 2 동시 회전 질량체(36)를 제 2 모터(Motor_2)로써 시계 반대 방향으로 회전시킨다. 제 1 모터 및 제 2 모터는 시계 반대 방향의 원형 힘을 발생시키도록 동시 회전된다. 하부 분배 전자 제어 시스템(32)은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행하는데, 원형 힘 발생기 프로세서의 명령 발생은 제 1 모터 제어부(Motor_1 Controls) 및 제 2 모터 제어부(Motor_2 Controls)에 명령을 출력한다. 제 1 모터 제어부는 제 1 모터 구동부(Motor_1 Drive)를 제어하여 제 1 질량체(34)를 제 1 모터(Motor_1)로써 시계 방향으로 회전시킨다. 제 2 모터 제어부는 제 2 모터 구동부(Motor_2 Drive)를 제어하여 제 2 동시 회전 질량체(36)를 제 2 모터(Motor_2)로써 시계 방향으로 회전시킨다. 제 1 모터 및 제 2 모터는 시계 반대 방향의 원형 힘을 발생시키도록 동시 회전된다. 항공 구조체(24)상에서 서로 근접하게 고정된 이들 2 개의 제어된 원형 힘 발생기(30)들을 가지고, 데이터 네트워크(50)를 통하여 진동 제어 시스템은 국부적인 영역의 2 축 힘을 발생시키고, 근접한 CGG(30)들의 쌍은 네트워크(50)를 통해서 통신하여 항공 구조체(24)에 있는 국부적인 2 축 힘 발생기를 제공한다.
바람직스럽게는 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 항공 구조체 프레임(24)으로 제 1 원형 힘을 입력하고, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 항공 구조체 프레임(24)으로 제 2 원형 힘을 입력한다.
바람직스럽게는 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 고정 베이스(38), 제 1 분배 전자 제어 시스템(32)을 포함하는 제 1 포함 챔버(32') 및, 적어도 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 포함하는 제 2 포함 챔버(34')를 구비하고, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)가 고정 베이스(38), 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)을 포함하는 제 1 포함 챔버(32') 및, 적어도 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 포함하는 제 2 포함 챔버(34')를 구비한다. 바람직스럽게는 분배 힘 발생기들이 항공 구조체(24)에 고정되어야 하는 베이스(38)와 패키지(package)화되는데, 움직이는 질량체의 힘은 베이스(38)를 통하여 항공 구조체(24)로 출력되고, 적어도 하나의 움직이는 질량체는 제 2 포함 챔버내에 포함되고 분배 전자 제어 시스템은 분리되어 근접하고 있는 제 1 포함 챔버내에 포함된다.
일 구현예에서 본 발명은 문제되는 진동이 비행중에 억제되는 항공기를 제조하는 방법을 포함한다. 그 방법은 항공 구조체(24)를 포함하는 항공기(20)를 제공하는 것을 포함한다. 바람직스럽게는 항공 구조체가 항공기 프레임을 포함한다. 바람직스럽게는 항공 구조체가 진동을 겪고 전달하는 항공기 수송체의 구조 동체를 포함한다. 항공기는 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계(22)를 포함한다. 바람직스럽게는 항공 구조체(24)가 문제되는 진동을 발생시키는 회전 기계(22)와 연결된 비회전 항공 수송체의 구조체로서 이것은 문제되는 진동을 겪는 항공 구조체(24)를 가진다. 그 방법은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하는데, 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 구비한다. 그 방법은 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 제 1 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 항공 구조체(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하는데, 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 2 전자기 구동 질량체(34)를 포함한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)를 항공 구조체(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)는 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트로부터 멀리에 고정된다. 대안의 바람직한 구현예에서, 제 1 및 제 2 분배 능동형 진동 전자기력 발생기(30)는 2 축의 힘 발생기 페어링(biaxial force generator pairing)을 제공하도록 항공 구조체(24)에 고정된 근접한 교점 사이트(28)들을 가진 시계 반대 방향 - 시계 방향 원형 힘 발생기들의 근접한 쌍(pair)이다. 그 방법은 복수개의 전력 분배 라인(40)들을 가진 적어도 제 1 및 제 2 전자기력 발생기(30)를 파워 소스(26)에 연결하는 것을 포함한다. 바람직스럽게는 파워 소스가 복수개의 전자기력 발생기 파워 출력들을 힘 발생기(30)로 직접적으로 출력시킨다. 그 방법은 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들과 함께 연결된다. 그 방법은 문제되는 진동을 최소화시키도록 전력 분배 라인(40)과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 통하여 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 것을 포함하며, 힘 발생기 진동 제어 데이터는 통신 네트워크(50)를 통해 전송되고 공유된다. 데이터 통신 네트워크(50)는 힘 발생기(30)에 파워를 부여하는 전력 라인(40)으로부터 전자기력 발생기(30)의 분리되고 독립적인 제어를 제공하며, 전력 라인(40)들이 바람직스럽게는 단지 전력을 전달하고 제어 신호는 전달하지 않는다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 제 1 전자기 구동 질량체(34)에 근접하여 포함된다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 같은 포함 챔버 안에서 제 1 전자기 구동 질량체(34)에 근접하게 포함된다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버내에 포함되고, 전자기 구동 질량체(34)는 전자기 구동 질량체 포함 챔버 안에 포함된다. 일 구현예에서, 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버(32')는 전자기 구동 질량체 포함 챔버(34')에 가깝고 인접해 있다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버(32')는 전자기 구동 질량체 포함 챔버(34')로부터 격리된다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 근접한 분리 포함 챔버 안에서 제 1 전자기 구동 질량체(34)에 근접하게 포함된다. 일 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 분리된 포함 챔버 안에 포함되는데, 그 분리된 포함 챔버는 구동 질량체(34)와 공유된 베이스(38)상에 있지 않은 것이다. 바람직한 구현예에서 분배 전자 제어 시스템(32)은 움직이는 질량체(34)에 근접하게 있는데, 그 움직이는 질량체의 운동은 분배 전자 제어 시스템 전자부(32)에 근접한 냉각 공기 유동 패턴을 발생시키고, 바람직스럽게는 포함 챔버가 냉각 공기 유동 통과 도관을 포함하는 근접 부재(32, 34)들을 포함한다. 일 구현예에서 2 개의 전자기 힘 발생기(30)들은 전자기 힘 발생기(30)의 양쪽에 근접한 공유 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버(32') 안에 포함된 공유 분배 전자 제어 시스템(32)을 공유한다. 도 19B 에 도시된 바와 같이, 일 구현예에서, 2 개의 전자기 힘 발생기(30)들은 전자기 힘 발생기(30)의 양쪽의 포함 챔버(34')들의 양쪽에 근접한 공유 분배 전자 제어 시스템 포함 챔버(32') 안에 포함된 공유 분배 전자 제어 시스템(32)을 공유하며, 바람직스럽게는 시계 방향 회전 원형 힘 발생기(CFG) 및 시계 반대 방향 회전 원형 힘 발생기(CFG)의 쌍을 공유한다.
일 구현예에서, 본 발명은 문제되는 진동을 억제하기 위한 항공기 수송체 진동 제어 시스템의 제조 방법을 포함한다. 그 방법은 항공기 수송체의 구조체(24)를 포함한다. 항공기 수송체의 구조체(24)는 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계(22)와 연결된다. 바람직스럽게는 구조체(24)가 항공기 수송체 프레임을 포함한다. 바람직스럽게는 구조체가, 억제되어야 하는 문제의 진동을 겪고 전달시키는 항공기 수송체의 구조적인 동체를 포함한다. 바람직스럽게는 구조체(24)가 문제되는 진동을 발생시키는 회전 기계(22)와 연결된 비회전 항공기 수송체의 구조체로서, 그 구조체(24)는 문제되는 진동을 겪는다. 본 발명의 방법은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하는데, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 구비한다. 본 발명의 방법은 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 구조체 프레임(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하며, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 2 전자기 구동 질량체(34)를 구비한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트(28)에서 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 구조체 프레임(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 전력 분배 라인(40)들을 가진 적어도 제 1 및 제 2 전자기 힘 발생기(30)들을 파워 소스(26)에 연결하는 것을 포함한다. 그 방법은 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)을 함께 연결하고, 문제되는 진동을 최소화시키도록 전력 분배 라인(40)들과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 통해서 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는데, 힘 발생기 진동 제어 데이터는 통신 네트워크를 통해서 전달되고 공유된다.
일 구현예에서, 본 발명은 수송체의 구조체에서 문제되는 수송체 진동을 억제하기 위한 항공기 수송체 진동 제어 시스템을 포함한다. 바람직스럽게는 항공기 수송체 진동 제어 시스템이, 문제되는 진동을 발생시키는 항공기 회전 기계(22)와 연결된 비회전 수송체의 구조체(24)에 있는 문제되는 수송체 진동을 억제한다. 수송체 진동 제어 시스템은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 포함한다. 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 포함한다. 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 수송체의 구조체(24)에 고정된다.
수송체 진동 제어 시스템은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 포함하고, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 2 전자기 구동 질량체(34)를 포함하고, 제 2 분배 능동형 전자기 힘 발생기(30)는 수송체의 구조체(24)에 고정된다.
수송체 진동 제어 시스템은 복수개의 전력 분배 라인(40)들을 포함하고, 전력 분배 라인(40)들은, 전자기 힘 발생기(30)들을 파워 소스(26)와 연결시키고, 전자기 힘 발생기(30)들에 전자기 힘 발생기 파워 출력을 제공한다. 수송체 진동 제어 시스템은 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 포함하고, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들을 함께 연결하며, 분배 전자 제어 시스템(32)들은 문제되는 진동을 최소화시키도록 전력 분배 라인(40)들과 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 통하여 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시킨다.
일 구현예에서 본 발명은 문제되는 진동을 억제하는 방법을 포함한다. 그 방법은 항공기 수송체의 구조체(24)에 문제되는 진동을 제공하는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하는데, 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 1 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 1 전자기 구동 질량체(34)를 포함한다. 그 방법은 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트에서 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 구조체(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 제공하는 것을 포함하는데, 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)는 제 2 분배 전자 제어 시스템(32) 및 제 2 전자기 구동 질량체(34)를 포함한다. 그 방법은 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트에서 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(30)를 구조체(24)에 고정시키는 것을 포함한다. 그 방법은 적어도 제 1 및 제 2 전자기 힘 발생기(30)를 복수개의 전력 분배 라인(40)들로써 파워 소스(26)에 연결하는 것을 포함한다. 그 방법은 분배 확장 가능 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 제공하는 것을 포함하는데, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)는 적어도 제 1 및 제 2 분배 전자 제어 시스템(32)들 및 문제되는 진동들을 감지하는 복수개의 가속도계를 함께 연결한다. 그 방법은 문제되는 진동들을 최소화시키도록 전력 분배 라인(40)과는 독립적으로 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(50)를 통하여 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 것을 포함하며, 힘 발생기 진동 제어 데이터는 통신 네트워크(50)를 통해 전달되고 공유된다.
구현예들에서 힘 발생기(30)는 고유 공진 주파수를 가진 스프링 위 질량체 공진 액튜에이터 힘 발생기(sprung mass resonant actuator generator, 30)를 포함한다. 힘 발생기(30)는 선형 모터 명령에 의해 구동되는 질량체(34)를 가지는 선형 모터 전자기 구동 스프링 질량체(33)를 포함한다. 바람직스럽게는 데이터 통신 네트워크(50)들을 통하여 수신 명령 신호에 의해 명령될 때 분배 전자 제어 시스템(32)은 공진 액튜에이터에 대한 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 선형 모터 명령들을 수행하여 공진 액튜에이터를 공진 주파수 주위에서 구동하며, 바람직스럽게는 공진 액튜에이터(30)가 피드백 출력을 가져서 피드백 출력은 공진 액튜에이터 전자 제어 시스템(32)으로 피드백되며, 공진 액튜에이터 전자 제어 시스템(32)은 공진 액튜에이터 피드백에 기초하여 전기 구동 전류를 조절한다. 도 22 내지 도 24 에 도시된 바와 같이, 공진 액튜에이터(30)는 탄성 금속 만곡부(132)에 매달린 전자기 구동 스프링 위 질량체(electromagnetically driven sprung mass, 34)이다. 도 24a 내지 도 24d 에 도시된 바와 같이, EM (전자기;ElectroMagnetic) 구동 질량체(34)는 탄성 만곡부(132)의 다층 수평 비임 적층체(stack)상에 매달리는 것이 바람직스러우며, 만곡부들이 바람직스럽게는 2 개의 수직 측부 탄성 만곡부 기둥 플레이트들에 의해 지지되어, 고유 공진 주파수로 진동되도록 전자기적으로 구동될 수 있는 스프링 위 질량체(sprung mass)를 제공한다. 바람직스럽게는 공진 액튜에이터 스프링 위 질량체가 전자기장을 변조함으로써 구동되어 스프링 위 질량체가 공진 주파수에서 전자기장에 의해 유인 및 반발된다. 바람직스럽게는 공진 액튜에이터 스프링 위 질량체가 전자기 코일(130)과 정렬된 영구 자석(128)을 구비하며, EM 코일(130)에 공급된 전기 구동 전류는 스프링 위 질량체를 공진되게 구동한다. 바람직한 구현예들에서 복수개의 선형 모터 전자기 구동 스프링 위 질량체 힘 발생기(30)는 데이터 통신 네트워크(50)상에서 연결되는데, 적어도 제 1 힘 발생기는 제 1 힘 발생 최대치(first force genetration maximum)를 가지고 적어도 제 2 힘 발생기는 제 2 힘 발생 최대치(second force generation maximum)를 가지며, 제 2 힘 발생 최대치는 제 1 힘 발생 최대치보다 크고, 힘 발생기들은 데이터 통신 네트워크(50)상에서 작동하는 상이한 힘 발생 최대치들을 가져서 항공기에서의 진동을 최소화시킨다.
진동 제어 시스템이 바람직스럽게는 가속도계 신호들 및 타코메터 신호(바람직스럽게는 회전 기계(22)를 나타냄)를 수신한다. 진동 제어 시스템이 바람직스럽게는 적합화 진동 제어 알고리듬(adaptive vibration control algorithm)을 이용함으로써, 힘 발생기(30)들은 그것이 가속도계 신호들을 최소화시키도록 고정된 구조체(24)로 입력되는 힘을 발생시킨다.
본 발명의 사상 및 범위로부터 이탈하지 않으면서 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 점이 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 변형 및 수정이 첨부된 청구항들의 범위 및 그것의 균등예에 속한다면 본 발명은 본 발명의 변형 및 수정을 포괄할 것으로 의도된다. 청구항에 있는 상이한 용어 및 기재의 범위는 동일하거나 상이한 구조(들) 및 단계(들)에 의해서 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
20. 항공기 22. 회전 기계
24. 항공 구조체 26. 능동형 진동 제어 시스템 파워 콘버터 소스
28. 분배 능동형 진동 제어 시스템 교점 사이트
30. 능동형 진동 전자기 힘 발생기
32. 제 1 분배 전자 제어 시스템.

Claims (13)

  1. 항공 구조체를 포함하고, 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계를 가진 항공기로서,
    복수개의 전자기 힘 발생기 파워 출력을 출력시키는 파워 소스(power source);
    복수개의 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트(site)들을 포함하는 상기 항공 구조체;
    제 1 분배 전자 제어 시스템(first distributed electronic control system) 및 제 1 전자기 구동 질량체(first electromagnetically driven mass)를 구비하고, 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트(first distributed active vibration control system site)에서 상기 항공 구조체에 고정된, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기(first distributed active vibration electromagntic force generator);
    제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하고, 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 항공 구조체에 고정된, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기;
    상기 전자기 힘 발생기들을 상기 파워 소스와 연결시키는 복수개의 전력 분배 라인으로서, 상기 전자기 힘 발생기의 파워 출력은 상기 전자기 힘 발생기들로 출력되는, 복수개의 전력 분배 라인;
    상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결하는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(distributed force generator data communications network)로서, 상기 분배 전자 제어 시스템들은 상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터(force generator control data)를 통신시키는, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크(distributed force generator data communications network);를 포함하는 항공기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크에 연결된 마스터 시스템 콘트롤러(master system controller)를 포함하고, 상기 마스터 시스템 콘트롤러는 복수개의 권한 명령(authority command)들을 상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템에 제공하고, 상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령(surbodinate local force generator operation command)을 수행하는, 항공기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템과 제 2 분배 전자 제어 시스템 사이에서 움직일 수 있는 이동 마스터 시스템 제어 권한(migrating master system controller)을 포함하고, 이동 마스터 시스템 제어 권한은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행하도록 복수개의 권한 명령(authority commands)을 상기 분배 전자 제어 시스템들에 제공하는, 항공기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템과 제 2 분배 전자 제어 시스템 사이에 분배된, 분배 마스터 시스템 제어 권한(distributed master system control authority)을 포함하고, 분배 마스터 시스템 제어 권한은 복수개의 하위의 국부적인 힘 발생기 작동 명령들을 수행하도록 상기 분배 전자 제어 시스템들로 복수개의 권한 명령을 제공하는, 항공기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 제 1 분배 네트워크 가속도계를 포함하고, 상기 적어도 제 1 분배 네트워크 가속도계는 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크와의 가속도계 네트워크 링크(accelerometer network link)를 가지는, 항공기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배 전자 제어 시스템은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 회전 모터 명령을 수행하고,
    상기 제 2 분배 전자 제어 시스템은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 회전 모터 명령을 수행하는, 항공기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 상기 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 항공 구조체로 제 1 원형의 힘을 입력하고,
    상기 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기는 상기 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 항공 구조체로 제 2 원형의 힘을 입력하는, 항공기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 분배 전자 제어 시스템은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 선형 모터 명령(local force generator operation linear motor commands)을 수행하고,
    상기 제 2 분배 전자 제어 시스템은 복수개의 국부적인 힘 발생기 작동 선형 모터 명령을 수행하는, 항공기.
  9. 비행중의 문제되는 진동을 억제하는 항공기의 제조 방법으로서,
    문제되는 진동들을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계 및 항공 구조체를 포함하는 항공기를 제공하는 단계;
    제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비하는, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 항공 구조체에 고정시키는 단계;
    제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하는, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 항공 구조체에 고정시키는 단계;
    상기 적어도 제 1 전자기 힘 발생기 및 제 2 전자기 힘 발생기를 복수개의 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 단계;
    상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결시키는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 단계;
    상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인들과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 단계;를 포함하는, 항공기의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 문제되는 진동을 억제하기 위한 진동 제어 시스템의 제조 방법으로서,
    문제되는 진동들을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계를 포함하는 구조체를 제공하는 단계;
    제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 포함하는, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 구조체에 고정시키는 단계;
    제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하는, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 구조체에 고정시키는 단계;
    상기 적어도 제 1 전자기 힘 발생기 및 제 2 전자기 힘 발생기를 복수개의 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 단계;
    상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결시키는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 단계;
    상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인들과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 단계;를 포함하는, 진동 제어 시스템의 제조 방법.
  12. 문제되는 진동을 발생시키는 적어도 하나의 회전 기계와 연결된 수송체의 구조체에서 문제되는 수송체의 진동을 억제하기 위한 수송체 진동 제어 시스템(vehicle vibration control system)으로서,
    제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비하고, 제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 수송체의 구조체에 고정된, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기;
    제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하고, 제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 수송체의 구조체에 고정된, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기;
    상기 전자기 힘 발생기들을 파워 소스와 연결시키고 상기 전자기 힘 발생기들에 복수개의 전자기 힘 발생기 파워 출력을 제공하는, 복수개의 전력 분배 라인;
    상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결하는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크로서, 상기 분배 전자 제어 시스템들은 상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인들과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는, 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크;를 포함하는, 수송체 진동 제어 시스템.
  13. 문제되는 진동을 억제하는 방법으로서,
    문제되는 진동들을 가진 구조체를 제공하는 단계;
    제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 1 전자기 구동 질량체를 구비하는, 적어도 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 1 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 1 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 구조체에 고정시키는 단계;
    제 2 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 전자기 구동 질량체를 구비하는, 적어도 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 제공하는 단계;
    제 2 분배 능동형 진동 제어 시스템 사이트에서 상기 제 2 분배 능동형 진동 전자기 힘 발생기를 상기 구조체에 고정시키는 단계;
    상기 적어도 제 1 전자기 힘 발생기 및 제 2 전자기 힘 발생기를 복수개의 전력 분배 라인들로써 파워 소스에 연결하는 단계;
    상기 문제되는 진동들을 감지하는 복수개의 분배 네크워크화된 가속도계와 상기 적어도 제 1 분배 전자 제어 시스템 및 제 2 분배 전자 제어 시스템을 함께 연결시키는 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 제공하는 단계;
    상기 문제되는 진동들을 최소화시키도록 상기 전력 분배 라인들과 독립적으로 상기 분배 힘 발생기 데이터 통신 네트워크를 통해 힘 발생기 진동 제어 데이터를 통신시키는 단계;를 포함하는, 문제되는 진동을 억제하는 방법.
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