BR102013016208B1

BR102013016208B1 - Método de desbloquear um freio de roda de aeronave, freio de roda de aeronave, e, unidade de controle externa

Info

Publication number: BR102013016208B1
Application number: BR102013016208-6A
Authority: BR
Inventors: Philippe Chico
Original assignee: Messier-Bugatti-Dowty
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2021-10-13
Also published as: FR2992288A1; US10240651B2; CA2820049C; US20130341134A1; EP2679489A1; CN103507949B; EP2679489B1; CN103507949A; BR102013016208A2; CA2820049A1; FR2992288B1

Abstract

MÉTODO DE DESBLOQUEAR UM FREIO DE RODA DE AERONAVE. A invenção fornece um método de desbloquear um freio de roda de aeronave que tem no minimo um atuador eletromecânico (5) com no mínimo um motor elétrico e um empurrador (10) móvel sob acionamento a partir do motor voltado para elementos de atrito (8) do freio, para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito (8), o atuador (5) sendo dotado de um elemento de bloqueio (12) para bloquear o empurrador em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento. De acordo com a invenção, o método de desbloquear compreende as etapas de: conectar uma unidade de controle externa ao freio, a unidade de controle externa sendo adaptada para atuar no minimo sobre o elemento de bloqueio (12) do atuador; e utilizar a unidade de controle externa para fazer com que o elemento de bloqueio (12) desbloqueie o empurrador.

Description

[0001] A invenção é relativa a um método de desbloquear um freio de roda de aeronave que é equipado com pelo menos um atuador eletromecânico que tem pelo menos um motor elétrico e um empurrador móvel.

Fundamento da invenção

[0002] O desenvolvimento de aeronave, que é crescentemente elétrico, é um dos desafios principais de políticas de pesquisa e inovação que são implementadas na indústria de aviação. Energia elétrica proporciona inúmeras vantagens sobre energia mecânica, hidráulica ou pneumática, que incluem integração melhorada de sistemas e de equipamento, custos de manutenção reduzidos, simplificação de utilização, peso reduzido, etc.

[0003] O desenvolvimento de sistemas elétricos conduziu a um grande aumento no número de peças de equipamento elétrico e eletromecânico que precisam ser motorizados por um suprimento de energia elétrica (rede de eletricidade, baterias).

[0004] Assim, em um sistema de frenagem elétrica, um freio de roda de uma aeronave tem pelo menos um atuador eletromecânico que compreende um empurrador atuado por um motor elétrico, para aplicar uma força de maneira seletiva contra elementos de atrito do freio. Para manter a aeronave estacionária enquanto no estacionamento, o empurrador do atuador é colocado em uma posição na qual ele exerce uma força de controle contra os elementos de atrito, e então o empurrador é bloqueado nesta posição de modo que ele continua a exercer uma força de estacionamento sobre os elementos de atrito. O atuador é, genericamente, dotado para esta finalidade de um elemento de bloqueio atuável eletricamente.

[0005] É necessário ser capaz de desbloquear o freio sob todas as circunstâncias, inclusive quando a aeronave está em repouso e seu suprimento de energia elétrica não está disponível.

Objetivo da invenção

[0006] Um objetivo da invenção é possibilitar que um freio de roda de aeronave seja desbloqueado, mesmo quando o suprimento de energia elétrica da aeronave não está disponível.

Sumário da invenção

[0007] Para alcançar este objetivo, a invenção proporciona um método de desbloquear um freio de roda de aeronave que tem pelo menos um atuador eletromecânico com pelo menos um motor elétrico e um empurrador móvel sob acionamento do motor voltado para elementos de atrito do freio para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito, o atuador sendo dotado de um elemento de bloqueio para bloquear o empurrador em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento. De acordo com a invenção, o método de desbloquear compreende as etapas de: - conectar uma unidade de controle externa ao freio, a unidade de controle externa sendo adaptada para atuar pelo menos sobre o elemento de bloqueio do atuador; e - utilizar a unidade de controle externa para fazer com que o elemento de bloqueio desbloqueie o empurrador.

[0008] Assim, para desbloquear o freio é proposto trazer a unidade de controle externa para a proximidade do freio e conectá-la ao freio para desbloquear o empurrador. A unidade de controle externa pode ser dotada de sua própria fonte de energia (bateria, etc.), contudo também é possível conectá-la a uma fonte de energia que seja externa ao mesmo tempo à aeronave e à unidade. Assim é possível desbloquear o empurrador mesmo quando o suprimento de energia elétrica da aeronave está indisponível. O aumento em custo é relativamente pequeno, uma vez que uma única unidade de controle é suficiente para desbloquear todos os freios de roda da aeronave.

[0009] A invenção também proporciona um freio de roda de aeronave que tem pelo menos um atuador eletromecânico com no mínimo um motor elétrico e um empurrador móvel sob acionamento do motor voltado para elementos de atrito do freio, para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito, o atuador sendo dotado de um elemento de bloqueio para bloquear o empurrador em posição pelo menos depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento. De acordo com a invenção, o freio inclui dispositivo de conexão adicional que não é utilizado em operação normal do freio e que é para conexão a uma unidade de controle externa que é adaptada para controlar o elemento de bloqueio do atuador para desbloquear o empurrador.

[0010] O dispositivo de conexão adicional torna possível conectar a unidade de controle diretamente ao freio sem desconectar um feixe de cabo elétrico para liberar o meio de conexão que é fornecido para utilização em operação normal.

[0011] Finalmente, a invenção proporciona uma unidade de controle externa para controlar um freio de aeronave que inclui pelo menos um atuador eletromecânico com no mínimo um motor elétrico e um empurrador móvel sob acionamento a partir do motor voltado para elementos de atrito do freio, para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito, o atuador sendo dotado de um elemento de bloqueio para bloquear o empurrador em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento, a unidade incluindo pelo menos uma fonte de energia elétrica, dispositivo para conexão ao freio e dispositivo de controle energizado pela fonte de energia e adaptado para atuar no mínimo sobre o elemento de bloqueio do freio através do dispositivo de conexão do freio para desbloquear o empurrador.

[0012] O dispositivo de controle da unidade torna assim possível controlar o elemento de bloqueio do atuador ao invés de, e tomando o lugar de elementos elétricos que são equipados à aeronave e que são utilizados em operação normal. Breve descrição dos desenhos

[0013] A invenção pode ser mais bem entendida à luz da descrição que segue, com referência às figuras dos desenhos que acompanham, nos quais:

[0014] A figura 1 é uma vista em seção de uma roda equipada com um freio que tem atuadores eletromecânicos, cujo freio é conectado por meio de um feixe de cabo elétrico a uma unidade de controle e uma unidade de bloqueio;

[0015] As figuras 2 a 6 mostram portadores de atuador de freio sobre os quais as diversas implementações do método da invenção são instaladas; e

[0016] A figura 7 é uma vista detalhada de um portador de atuador eletromecânico de um freio da invenção.

Descrição detalhada da invenção

[0017] Com referência a figuras 1 e 2, uma roda com freio 1 de trem de aterrissagem de aeronave compreende um aro 2 adaptado para receber um pneu (não mostrado) e montada para girar sobre um eixo 3 carregado pelo trem de aterrissagem. O eixo tem um portador de atuador 4 montado sobre ele, e que carrega atuadores eletromecânicos 5. Um tubo de torção 6 é preso ao portador de atuador 4 e se estende dentro do aro 2 para terminar com um encontro 7. O portador de atuador 4 e assim o tubo de torção 6 são impedidos de girar em relação ao eixo 3 por meio de dispositivo batente (não mostrado).

[0018] Entre o encontro 7 e os atuadores 5 se estendem elementos de atrito, aqui uma pilha de discos 8 constituída de rotores que são restringidos para girar com o aro e de estatores que são restringidos em rotação com o tubo de torção.

[0019] Cada atuador 5 compreende um corpo 9 no qual um empurrador 10 voltado para a pilha de discos 8 é montado, para mover de forma linear em maneira reversível sob acionamento de um motor elétrico contido no corpo, para aplicar uma força de pressão controlada contra a pilha de discos, de modo a induzir forças de atrito entre os rotores e os estatores da pilha de discos, com isto contribuindo para reduzir a rotação do aro 2 e assim frear a aeronave.

[0020] Cada um dos atuadores 5 também tem um elemento de bloqueio 12, um freio de falha segura neste exemplo, que quando energizado deixa o empurrador 10 do atuador livre para mover sob acionamento do motor elétrico, porém, quando não mais energizado bloqueia o empurrador 10 em posição. Neste exemplo, os freios de falha segura podem ser energizados em baixa voltagem (tipicamente 28 volts).

[0021] O motor de cada atuador 5 é conectado a uma unidade de controle 13 do controlador de atuador eletromecânico tipo (EMAC), e o elemento de bloqueio 12 de cada atuador 5 é conectado a uma unidade de bloqueio 14. A unidade de bloqueio 14 é ela mesma conectada à unidade de controle 13, cuja unidade de controle 13 é arranjada para realizar ambos, um modo de frenagem controlado e um modo de freio de estacionamento. Neste exemplo a unidade de controle 13 é situada em uma zona protegida dentro da fuselagem da aeronave, enquanto a unidade de bloqueio 14 é deslocada sobre o trem de aterrissagem junto à roda 1.

[0022] Em modo frenagem controlada, a unidade de controle 13 recebe um ponto de ajuste de força de frenagem Cf que é gerado em particular com base em sinais que vêm de pedais de freio atuados pelo piloto, e controla o motor de cada atuador 5 para mover um empurrador 10 do atuador voltado para a pilha de discos 8.

[0023] Em modo freio de estacionamento, que serve para manter a aeronave estacionária, a unidade de controle 13 controla o motor de cada atuador 5 de modo que o empurrador 10 exerce uma força de estacionamento contra a pilha de discos 8, e então envia uma ordem de bloqueio para a unidade de bloqueio 14 que, por sua vez, faz com que os elementos de bloqueio 12 mantenham os empurradores 10 em posição. A força de estacionamento é assim mantida sem assistência do motor elétrico, e assim é possível desligar o suprimento de energia elétrica, reduzindo com isto o consumo de eletricidade do freio e evitando que os motores elétricos se tornem quentes.

[0024] O motor de cada atuador 5 é conectado eletricamente à unidade de controle 13 por meio de uma conexão elétrica que transporta sinais de energia para o motor, e o elemento de bloqueio 12 de cada atuador é conectado eletricamente à unidade de bloqueio por meio de uma conexão elétrica que carrega sinais de controle para o elemento de bloqueio 12.

[0025] Estas conexões elétricas são arranjadas em um feixe de cabo elétrico 17 que vai para baixo ao longo do trem de aterrissagem, o feixe tendo no mínimo um chicote de freio 18 que conecta as unidades de controle e de bloqueio 13 e 14 a uma unidade de conexão 19 montada no portador do atuador, juntamente com cabos do atuador 22, cada cabo de atuador 22 conectando um atuador 5 à unidade de conexão 19. O chicote de freio 18 é conectado à unidade de conexão por meio de um conector 23 da unidade e um conector complementar do chicote. Os cabos de atuador 22 são conectados a cada atuador por meio de um conector 24 do atuador e um conector complementar do cabo.

[0026] Isto é bem conhecido, e é recordado apenas para fornecer o contexto da invenção.

[0027] Para desbloquear os freios de uma aeronave que está sendo mantida estacionária sobre o terreno por meio de um freio de estacionamento, a invenção propõe utilizar uma unidade de controle externa 25, mostrada na figura 3, que é trazida para a proximidade de cada roda por um operador no terreno. A unidade de controle 25 é adequada para atuar no mínimo sobre os elementos de bloqueio 12 dos atuadores 5, para desbloquear seus empurradores 10. Depois que os empurradores 10 dos atuadores de um freio tenham sido desbloqueados e devido à reversibilidade mecânica dos atuadores e devido a uma certa quantidade de elasticidade na pilha de discos 7 ou estrutura dos freios, os empurradores 10 movem de volta em relação à pilha de discos, com isto desbloqueando o freio. Uma vez que todos os freios da aeronave tenham sido desbloqueados, a aeronave pode ser movida.

[0028] A unidade de controle externa 25 tem um cabo 26 com um conector 27, uma bateria 28 e um módulo de controle eletrônico 29. O módulo de controle eletrônico 29 é energizado por meio da bateria 28 e é adequado para gerar, de maneira seletiva, um sinal de controle. O sinal de controle, neste exemplo fornecendo energia de baixa voltagem para um freio de falha segura, serve, sendo aplicado aos elementos de bloqueio 12 dos atuadores 5, para desbloquear os empurradores 10 dos atuadores de freio.

[0029] De maneira vantajosa, provisão é feita para que o módulo de controle elétrico 29 também seja adaptado para atuar sobre os motores elétricos dos atuadores 5, para inverter os empurra dores 10 depois que os elementos de bloqueio tenham sido desbloqueados. Isto torna possível eliminar a força de frenagem diretamente, para assegurar que nenhuma frenagem residual permanece.

[0030] O método da invenção para desbloquear um freio e que é realizado pelo operador no terreno começa com uma etapa inicial, durante a qual o operador desconecta o chicote de freio 18 da unidade de conexão 19.

[0031] Daí em diante, o operador conecta a unidade de controle externa 25 à unidade de conexão 19, conectando o conector 27 da unidade de controle externa 25 ao conector 23 da unidade de conexão 19. Deveria ser observado que o conector 27 é complementar ao conector 23.

[0032] Daí em diante o operador faz com que os elementos de bloqueio 12 dos atuadores 5 desbloqueiem os empurradores 10 dos atuadores, e possivelmente também façam com que os motores elétricos dos atuadores 5 façam com que os empurradores 10 invertam (se o módulo de controle eletrônico é capaz de fazer isto).

[0033] Finalmente, o método de desbloqueio da invenção inclui uma etapa final durante a qual o operador desconecta a unidade de controle externa 25 e conecta o chicote de freio 18 ao conector 23 da unidade de conexão 19.

[0034] Em uma primeira variante do método de desbloqueio descrito com referência à figura 4, a etapa inicial consiste em o operador desconectar cada cabo de atuador 22 do atuador correspondente 5. Daí em diante o operador conecta o conector 27 da unidade de controle externa 25 ao conector 24 de um atuador 5 e faz com que o elemento de bloqueio 12 do atuador 5 desbloqueie o empurrador 10 e, possivelmente, também faça com que o motor elétrico do atuador 5 reverta o empurrador 10. Estas operações são repetidas para cada atuador, um depois do outro. A etapa final então consiste em reconectar cada atuador 5 ao cabo de atuador correspondente 22.

[0035] Em uma segunda variante do método de desbloqueio descrito com referência à figura 5, não há mais a etapa inicial ou a etapa final que consiste em desconectar e então reconectar um ou mais chicotes de cabo que são conectados em operação normal. Ao contrário, é feita provisão para conectar a unidade de controle externa 25 diretamente ao freio. Para esta finalidade, a unidade de conexão 19 é equipada com um conector adicional 32 que não é utilizado em operação normal do freio. O conector 27 da unidade de controle externa 25 é então complementar ao conector 32. Naturalmente, quando ele não está em utilização, o conector adicional 32 deve ser protegido do ambiente exterior (umidade, poeira, etc.), por exemplo, por meio de uma tampa protetora que precisa ser removida antes de conectar a unidade de controle externa.

[0036] Em uma terceira variante do método de desbloqueio descrito com referência à figura 6, é feita provisão para conectores adicionais 33 serem utilizados, os quais são equipados a cada um dos atuadores 5. O conector 27 da unidade de controle externo é então complementar aos conectores adicionais 33.

[0037] Finalmente, em uma quarta variante do método de desbloqueio descrito com referência à figura 7, é feita provisão para uma conexão elétrica a ser estabelecida entre a unidade de conexão 25 e os atuadores 5 meramente por contato: os conectores adicionais 33 dos atuadores são substituídos por terminais elétricos 34 implementados neste exemplo na forma de calços chatos. A unidade de controle externa tem um elemento de conexão 35 que também tem dois terminais elétricos 36, estes terminais sendo do tipo de ponto de contato, para operar em conjunto eletricamente com os terminais elétricos 34 dos atuadores 35, meramente fazendo contato. O empurrador é assim desbloqueado em uma maneira que é simples e rápida. Utilizando materiais e métodos apropriados para fabricar os terminais elétricos dos atuadores, é possível deixá-los abertos ao ar sem adicionar qualquer proteção particular.

[0038] A invenção não está limitada à modalidade particular e suas variantes como descritas acima, porém, ao contrário, cobre qualquer outra variante que venha dentro do âmbito da invenção como definida pelas reivindicações.

[0039] Embora a invenção seja ilustrada descrevendo um freio no qual os motores de todos os atuadores são controlados por uma unidade de controle comum e os elementos de bloqueio sejam controlados por uma unidade de bloqueio comum, é naturalmente possível realizar a invenção utilizando uma arquitetura diferente. Por exemplo, é possível que as funções realizadas pela unidade de controle e pela unidade de bloqueio sejam realizadas por uma única unidade. Da mesma maneira é possível fornecer as conexões elétricas entre os atuadores e as unidades para serem feitas por chicotes ou cabos que são arranjados de alguma outra maneira. É assim possível fornecer uma pluralidade de unidades de conexão por freio ou, aliás, proporcionar conectar uma pluralidade de freios a uma unidade de conexão comum situada no carrinho inferior e, ela mesma, conectada às unidades de controle e de bloqueio. Provisão também pode ser feita para o freio não ter unidade de conexão. Sob tais circunstâncias, os cabos de atuador são omitidos e o chicote de freio é conectado diretamente aos atuadores de freio, e é o chicote de freio que é desconectado e então reconectado durante a etapa inicial e a etapa final.

[0040] A invenção se aplica, naturalmente, a um freio que tem um número arbitrário de atuadores (e em particular, a um freio que tem um único atuador).

[0041] Embora os elementos de bloqueio estejam descritos como sendo constituídos por freios de falha segura, é possível, naturalmente, fazer uso de outros elementos de bloqueio, desde que eles sejam capazes de ser atuados eletricamente.

Claims

1. Método de desbloquear um freio de roda de aeronave realizado por um operador no terreno, o freio tendo no mínimo um atuador eletromecânico (5) com no mínimo um motor elétrico e um empurrador (10) móvel sob acionamento a partir do motor voltado para elementos de atrito (8) do freio para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito (8), o atuador (5) sendo dotado de um elemento de bloqueio (12) para bloquear o empurrador (10) em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento, o método de desbloqueio sendo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - conectar uma unidade de controle externa (25) ao freio, a unidade de controle externa sendo trazida para a proximidade da roda por um operador no terreno, e sendo adaptada para atuar no mínimo no elemento de bloqueio (12) do atuador; e - utilizar a unidade de controle externa (25) para fazer com que o elemento de bloqueio (12) desbloqueie o empurrador (10).

2. Método de desbloquear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle (25) ser também adaptada para atuar sobre o motor do atuador para mover o empurrador (10), o método incluindo a etapa de utilizar a unidade de controle externa (25) para fazer com que o empurrador (10) inverta.

3. Método de desbloquear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir em adição às etapas acima mencionadas: uma etapa inicial que consiste em desconectar do freio um feixe de cabos elétricos (17) que se estende ao longo do trem de aterrissagem, de modo a possibilitar à unidade de controle externa (25) ser conectada ao freio ao invés do feixe de cabo elétrico (17); e uma etapa final que consiste em desconectar a unidade de controle externa (25) e em reconectar o feixe de cabo elétrico (17) ao freio.

4. Método de desbloquear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle externa (25) ter uma fonte de energia elétrica (28) adequada para energizar o freio enquanto ele está sendo controlado pela unidade de controle externa (25).

5. Método de desbloquear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle externa (25) ser conectada diretamente ao freio.

6. Freio de roda de aeronave que tem no mínimo um atuador eletromecânico (5) com no mínimo um motor elétrico e um empurrador (10) móvel sob acionamento do motor voltado para elementos de atrito (8) do freio, para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito (8), o atuador (5) sendo dotado de um elemento de bloqueio (12) para bloquear o empurrador (10) em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado para aplicar uma força de freio de estacionamento, o freio sendo caracterizado pelo fato de incluir dispositivo de conexão adicional (32, 33, 34) que não é utilizado em operação normal do freio, e que é para conexão a uma unidade de controle externa (25) que é trazida para a proximidade da roda por um operador no terreno, dita unidade de controle externa sendo adaptada para controlar o elemento de bloqueio (12) do atuador para desbloquear o empurrador (10).

7. Freio de roda de aeronave de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o dispositivo de conexão adicional compreender pelo menos dois terminais elétricos (34) para operar em conjunto eletricamente meramente por contato com terminais elétricos (36) da unidade de controle externa (25).

8. Unidade de controle externa, caracterizada pelo fato de ser trazida para a proximidade de uma roda de aeronave por um operador no terreno para controlar um freio da roda, o freio incluindo pelo menos um atuador eletromecânico (5) com no mínimo um motor elétrico e um empurrador (10) móvel sob acionamento do motor voltado para elementos de atrito (8) do freio, para aplicar uma força de frenagem de maneira seletiva contra os elementos de atrito (8), o atuador sendo dotado de um elemento de bloqueio (12) para bloquear o empurrador (10) em posição, no mínimo depois que o atuador tenha sido operado, e para aplicar uma força de freio de estacionamento, a unidade (25) incluído no mínimo uma fonte de energia elétrica (28), dispositivos (26, 27) para conexão ao freio e dispositivo de controle (29) energizado pela fonte de energia (28) e adaptado para atuar no mínimo no elemento de bloqueio (12) do freio por meio de dispositivo de conexão de freio para desbloquear o empurrador (10).