BR102013028010A2

BR102013028010A2 - método de frenagem eletromecânico para reduzir vibração

Info

Publication number: BR102013028010A2
Application number: BR102013028010A
Authority: BR
Inventors: Jean-Frédéric Diebold; Marion Laur; Philippe Chico; Thomas Lepage
Original assignee: Messier Bugatti Dowty
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2015-09-15
Also published as: FR2997380B1; BR102013028010B1; CN103786701B; CA2830377A1; EP2727784A1; JP6125973B2; EP2727784B1; US20140116814A1; CA2830377C; CN103786701A; FR2997380A1; US10676179B2; JP2014091519A

Abstract

método de frenagem eletromecânico para reduzir vibração.a invenção se refere a um método de frenagem eletromecânico para uma aeronave tendo pelo menos um freio eletromecânico (2) provido em pelo menos uma roda frenada (1) da aeronave, o freio (2) tendo elementos de fricção (3) e uma pluralidade de atuadores eletromecânicos (4), cada atuador (4) compreendendo um empurrador (5) apropriado para ser movido por meio de um motor elétrico (6) para aplicar seletivamente uma força de pressão sobre os elementos de fricção (3). de acordo com a invenção, para uma dada operação de frenagem, uma força de frenagem total a ser aplicada contra os elementos de fricção (3) do freio é distribuida de maneira não uniforme entre os atuadores (4) do freio, de forma que pelo menos dois atuadores (4) aplicam respectivas forças diferentes

Description

“MÉTODO DE FRENAGEM ELETROMECÂNlCO PARA REDUZIR VIBRAÇÃO” A invenção se refere a um método de frenagem eletromecânico para uma aeronave. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO , Um freio eletromecânico para uma aeronave geralmente compreende pelo menos um atuador eletromecânico compreendendo um motor elétrico e urri empurrador atuado pelo motor para aplicar seletivamente uma força de pressão contra elerrjentos de fricção do freio, por exemplo, uma pilha de discos de carbono.

Durante uma operação de frenagem na aeronave, a fricçãò nas interfaces entre os discos de carbono dá origem a vibração, e o nível desta vibração p<bde ser muito grande. Tal vibração é, em primeiro lugar, percebida por pilotos como indicandcj má confiabilidade, e, em segundo lugar, ela dá origem a altos níveis de esforço mecânico sobre o trem de pouso e sobre todo do equipamento situado sobre o trem de pouso, exigindo que os fornecedores desses equipamentos implantem grandes esforços de projeti) para garantir que o equipamento mantenha confiabilidade satisfatória, a despeito da vibração.

Os fornecedores, por conseguinte, buscam minimizar tal vibração e tornar seu nível compatível com as exigências definidas pelos fabricantes de aeronave. Propostas têm assim sido feitas para atenuar os modos de vibração de um freió por romper a simetria da estrutura do freio, por exemplo, por adicionar aberturas ou rebaixos que são distribuídos de maneira não uniforme na estrutura do freio. Esta solução requer que reforço seja adicionado à estrutura a fim de compensar as aberturas ou rebaixos e a fim de rebalancear o freio, tendendo assim a tornar a estrutura do freio mais complexa e de aumentar seu peso e seu custo. | OBJETIVO DA INVENÇÃO

Um objetivo da invenção é o de reduzir a vibração gerada por freio eletromecânico sem tornar sua estrutura complexa e sem aumentar seu peso ou seu custo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para atingir este objetivo, a invenção provê um método de frenagem eletromecânico para uma aeronave tendo pelo menos um freio eletromecânico proyido em pelo menos uma roda frenada da aeronave, o freio que tem elementos de fricção e uma pluralidade de atuadores eletromecânicos, cada atuador compreendendo um empurrador apropriado para ser movido por meio de um motor elétrico para aplicar seletivamente uma força de pressão sobre os elementos de fricção. De acordo com a invenção, para uma dada operação de frenagem, uma força de frenagem total a ser aplicada contra os elementos de fricção do freio é distribuída de maneira não uniforme entre os atuadores do freio, de forma que pelo menos dois atuadores aplicam respectivas forças diferentes.

Por meio da distribuição da força total de maneira não unifojme entre os atuadores, a simetria das forças aplicadas contra os elementos de fricção e quebrada ou rompida, permitindo assim que os modos de vibração sejam desacoplados, e reduzindo assim o nível a vibração que é gerada durante uma operação de frenagem.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A invenção pode ser mais bem entendida à luz da seguinte descrição dada com referência às figuras dos desenhos anexos, nas quais: A figura 1 mostra uma roda provida com um freio eletromecânico, e dispositivos de controle apropriados para controlar atuadores do freio de modo a realizar o método da invenção; A figura 2a mostra torque de frenagem medido durante urha primeira operação de frenagem de acordo com a arte anterior, durante a qual os atuajdores de um freio foram controlados de maneira uniforme; A figura 2b mostra torque de frenagem medido durante uma segunda operação de frenagem, durante a qual atuadores de um freio foram controlados de acordo com o método de frenagem da invenção; e A figura 3 mostra níveis de vibração medidos durante as primeira e segunda operações de frenagem.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO , i O método de frenagem eletromecânico da invenção é rea izado em uma aeronave tendo um certo número de rodas 1, referidas como rodas “frenadas”, similares à roda mostrada na figura 1, cada roda frenada 1 sendo frenada por meio de um freio eletromecânico 2. Cada freio 2 da aeronave tem elementos de fricção 3, neste exemplo uma pilha de discos, e quatro atuadores eletromecânicos 4, especificamente atuadores 4a, 4b, 4c, e 4d, cada atuador 4 tendo um empurrador 5 apropriado para ser movido por um motor elétrico 6, a fim de aplicar seletivamente umalorça de pressão contra a pilha de discos 3.

Os atuadores 4 são controlados por dispositivos de controle 7 que recebem um ponto de ajuste de frenagem emitido como um resultado de um pilbto da aeronave atuando pedais de freio ou uma assim chamada alavanca de “autofreio” para obter frenagem automática, o ponto de ajuste vantajosamente sendo corrigido na aplicação de uma função de proteção antibloqueio.

Usualmente, quando um ponto de ajuste de frenagem é emitido, o controle é ajustado de forma que a força de pressão total a ser aplicada contra os elementos de fricção de um freio é distribuída uniformemente entre os atuadores do freio. Por exemplo, para um freio que tem quatro atuadores, como no presente exemplo, isto significa quê o controle de frenagem é definido de forma que cada atuador aplica uma força de pressão igual a 25% da força de pressão total requerida. ' Em contraste, o método de frenagem da invenção consiste na adaptação dos dispositivos de controle 7 de uma tal maneira a controlar os atuadores 4 por distribuição da força de pressão total de maneira não uniforme entre os atuadores!4 do freio 2 Quando do controle dos freios desta maneira, durante a frenagem, pelo menos dois atuadores 4 aplicam respectiva forças de pressão diferentes. O controle dos freios dèsta maneira pode, não obstante, garantir desgaste uniforme para o freio (atuadores, dissipadores de calor, etc.). A figura 2a mostra torque de frenagem C1 como uma função de tempo, quando medido durante uma primeira operação de frenagem, o torque Cl sendo fornecido para o freio 2 pelo ajuste de quatro atuadores 4 do freio 2. Durante esta primeira operação de frenagem, o controle de frenagem foi ajustado de forma que a força de pressão total foi distribuída uniformemente entre os atuadores 4 do freio 2. Pode ser visto que altos níveis de vibração apareceram no instante t=TO, quando o torque Cl atingiu um valor alvo correspondente à força de pressão total requerida. A figura 2b mostra torque de frenagem C2 como uma função de tempo durante uma segunda operação de frenagem, o torque C2 sendo fornecido pára o freio 2 pelos quatro atuadores 4 do freio 2. Durante esta segunda operação de (frenagem, o controle de frenagem foi ajustado de uma tal maneira que a força de pressão total foi distribuída de maneira não uniforme entre os atuadores 4 de acordo com o, método de frenagem da invenção. Neste exemplo, os comandos de frenagem fornecidos para os atuadores 4 foram ajustados de forma que dois atuadores forneceram, cada um, Ujtna contribuição de 32,5% para a força de pressão total, isto é, eles aplicaram conjuntamente 65% da força total, um atuador forneceu uma contribuição de 30%, e o quarto atuador contribuiu com 5%. Deve ser observado que as vibrações que apareceram no instante t=T0, p instante quando o torque ' f- C2 atingiu o valor alvo, foram muito baixas.

Finalmente, a figura 3 mostra os níveis de amplitude cie vibração, expressos em termos de aceleração como uma função de frequência de vibração, quando medidos durante a primeira operação de frenagem, durantje a qual o controle de frenagem foi ajustado de forma que a força de pressão total; foi distribuída uniformemente (níveis representados por pontos pretos B) e durante a segunda operação de frenagem, durante a qual o controle de frenagem foi ajustado de forma que a força dé pressão total foi distribuída não uniformemente (níveis representados por ponios brancos' W), usando a distribuição descrita acima.

Pode ser visto mais uma vez que os níveis de vibração foram mais baixos durante a segunda operação de frenagem em que o controle de frenagern foi de forma que a força de pressão total foi distribuída não uniformemente entre os atuadorês 4.

As curvas e as nuvens de pontos nas figuras 2a, 2b, e 3 mostram claramente que uma distribuição não uniforme da força de pressão entre os jatuadores de um dado frei< permite que níveis de vibração sejam reduzidos significantemerjte. A fim de evitar a ocorrência de desgaste prematuro ou dano em um atuador 4 que atua durante cada operação de frenagem para aplicar uma força de pressão maior do que as forças aplicadas pelos outros atuadores, e a fim de evitar o desgaste não uniforme das faces de fricção dos discos 3 do freio 2, provisão é feita para o controle de frenagem da invenção alterar a distribuição não uniforme do controle de frenagêm entre os atuadores 4 aleatoriamente ou de maneira pré-definida depois de um certo número de operações de frenagem. A distribuição das forças de frenagem é modificada antes de uma operação de frenagem, e não durante o tempo em que a frenagem está sendo realizada.

Em uma implementação preferida, contribuições pré-definidas são então armazenadas nos dispositivos de controle. Durante uma dada |operação de frenagem, referida aqui como Br1, por exemplo, uma primeira operação depois de carregamento de contribuições pré-definidas em um módulo de memória 8 dos dispositivos de controle 7, essas contribuições são distribuídas entre os vários atuadores 4. Subsequentes operações de frenagem são referidas abaixo como Br2, Br3, Br4, Br5,...

Assim, por meio do uso de contribuições iguais a 10%, 15%, 35%, e 40%, a distribuição para a operação de frenagem Br1 consiste em alocar a contribuição de 10% para o atuador 4a, a contribuição de 15% para o atuador 4b, a contribuição de 35% para atuador 4c, e a contribuição de 40% para o atuador 4d.

Em uma primeira implementação, as contribuições pré-dèfinidas são permutadas cada vez em que a distribuição entre os atuadores 4 é modificada, de forma que cada atuador 4 fornece, em sucessão, cada uma das contribuições para a força total. Assim, para a operação de frenagem Br2, as contribuições dos atuadores 4a, 4b, 4c, e 4d são respectivamente 15%, 35%, 40%, e 10%, para a operação de frenagem Br3 elas são 35%, 40%, 10%, e 15%, e para a operação de frenagem Br4 elas são 40%, 10%, 15%, e 35%. Para a operação de frenagem Br5, a distribuição das contribuições entre os atuadores 4 é idêntica àquela da operação de frenagem Br1.

Em uma segunda implementação, as contribuições préj-definidas são alocadas aleatoriamente para cada atuador 4. É assim possível que um djado atuador 4 forneça a mesma contribuição antes e depois de uma modificação, mas o desgaste dos atuadores 4 e dos discos 3 é considerado ser uniforme sobre um período que é suficientemente longo. A invenção não é limitada às implementações particulares dèscritas acima, mas, pelo contrário, cobre qualquer variante que cai dentro do âmbito da invenção como definida pelas reivindicações.

Embora a invenção tenha sido descrita com o exemplo de um freio que tem quatro atuadores, a invenção naturalmente se aplica a freios que têm outro número de atuadores (maior do que um).

As contribuições de frenagem de cada atuador são providas meramente para ilustrar a invenção e as contribuições podem naturalmente ser diferentes.

Claims

1. Método de frenagem eletromecânico para uma aeronave tendo pelo menos um freio eletromecânico (2) provido em pelo menos uma roda frenada (1) da aeronave, o freio (2) tendo elementos de fricção (3) e uma pluralidade de atuadores eletromecânicos (4), cada atuador (4) compreendendo um empurrador (5) apropriado para ser movido por meio de um motor elétrico (6) para aplicar seletivamente uma força de pressão sobre os elementos de fricção (3), o método sendo de forma que, para uma dada operação de frenagem, uma força de frenagem total a ser aplicada contra os elementos de fricção (3) do freio é distribuída de maneira não uniforme entre os atuadores (4) do freio, de forma que pelo menos dois atuadores (4) aplicam respectivas forças diferentes, o método sendo caracterizado pelo fato de que a distribuição entre os atuadores (4) é modificada depois de um número predeterminado ou aleatório de operações de frenagem.

2. Método de frenagem de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, para uma dada operação de frenagem, cada atuador (4) fornece uma contribuição pré-definida para a força total, e em que, em cada modificação da distrjbuição, as contribuições pré-definidas são permutadas entre os atuadores de forma què cada atuador fornece sucessivamente cada uma das contribuições pré-definidas para a força total.

3.

Método de frenagem de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, para uma dada operação de frenagem, cada atuador (4) forneòe uma contribuição pré- definida para a força total, e em que, em cada modificação da distribuição, as contribuições pré-definidas são alocadas aleatoriamente a cada um dos atuadores.