BR102014021590A2

BR102014021590A2 - Sistema de distribuição de potência para um veículo compósito, e, método para reduzir ameaças de raios em um veículo compósito

Info

Publication number: BR102014021590A2
Application number: BR102014021590-5A
Authority: BR
Inventors: Mark E. Liffring; John T. Paterson; Mark S. Shander; Marvin J. Whitney; Edward J. Woods; Thomas R. Hasenoehrl; Kamiar J. Karimi
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2019-05-07
Also published as: JP2015074449A; EP2860834B1; CN104554743A; BR102014021590B1; JP6440443B2; US9561867B2; CA2859804C; US20150102659A1; CA2859804A1; CN104554743B; EP2860834A3; EP2860834A2

Abstract

sistema de distribuição de potência para um veículo compósito, e, método para reduzir ameaças de raios em um veículo compósito é descrita uma arquitetura de veículo compósito sem uma rede de retorno de corrente para reduzir ameaças de raios. uma pluralidade de centros de equipamentos modulares (mecs) é espacialmente distribuída por todo o veículo. cargas de equipamento dentro do veículo são cada qual servidas pelo mec mais próximo. pares condutores elétricos trançados e blindados fornecem potência secundária às cargas de equipamento para minimizar a quantidade de fio na aeronave, bem como as correntes de retorno na aeronave.

Description

“SISTEMA DE DISTRIBUIÇÃO DE POTÊNCIA PARA UM VEÍCULO COMPÓSITO, E, MÉTODO PARA REDUZIR AMEAÇAS DE RAIOS EM UM VEÍCULO COMPÓSITO”

CAMPO TÉCNICO [0001] O campo das modalidades apresentadas aqui está voltado para arquiteturas de veículo modulares e, mais particularmente, para proteção contra raios para veículos compósítos com arquiteturas de aeronave de potência e dados distribuídas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] A maioria das aeronaves comerciais tem uma ou mais baias de equipamento centralizadas para alojar equipamento de energia elétrica e comunicações. Potência e dados são distribuídos das baias de equipamento centralizadas por toda a aeronave para controlar todas as funções na aeronave. As baias de equipamento centralizadas são deslocadas uma da outra através de um ou mais intervalos de seção na aeronave. Tipicamente, uma baia de equipamento centralizada fica em uma seção dianteira e a outra fica em uma seção traseira da aeronave.

[0003] Geradores acionados pelos motores propulsores principais geram energia elétrica primária trifásica para a aeronave. A potência primária é primeiro roteada para a baia de equipamento traseira e então através da aeronave para a baia de equipamento dianteira. A potência primária é então central mente configurada para distribuição através do resto da aeronave para servir várias cargas de equipamento. Unidades de controle de potência de barramento centralizadas dentro das baias de equipamento controlam todas as funções de potência por toda a aeronave. Depois das conversões centralizadas, potência secundária é roteada para unidades de distribuição de potência remotas para servir as cargas de equipamento em toda a aeronave ou diretamente para cargas de equipamento, [0004] Todas as funções da aeronave dependem do equipamento de

2/56 potência e comunicações centralizado. Se qualquer de potência ou dados das baias de equipamento centralizadas for separado, o equipamento de recepção vai para um estado de espera onde fica difícil para a tripulação do voo determinar o estado dos sistemas correspondentes. Também, o suporte principal da rede de comunicação tem que ser superdimensionado em virtude das altas demandas de largura de banda durante períodos de pico para o equipamento de comunicação centralizado.

[0005] Aeronave compósita não tem um chassi de alumínio para servir como o trajeto ou rede de corrente de retomo. Consequentemente, tanto uma rede complexa de fios tem que ser adicionada para prover um trajeto de retomo de corrente para todos os circuitos quanto fios de retomo dedicados têm que ser adicionados para cada carga de equipamento. Por exemplo, tem que ser adicionada fiação condutora que estende-se longitudinalmente ao longo do comprimento da aeronave compósita, bem como lateralmente através da largura da aeronave compósita, descrito na patente U.S. No. 8.031.458 intitulada CURRENT RETURN NETWORK, e que está aqui incorporada pela referência na sua íntegra. Esta solução aumenta o custo, complexidade de fabricação e manutenção, maior queda de tensão, e peso indesejável para a aeronave compósita. Assim, tentativas de reduzir o peso em aeronave compósita minimizando a fiação têm sido contrabalançadas pela necessidade de maiores componentes de proteção contra raios e outros motivos em aeronave compósita.

[0006] O chassi de alumínio (por exemplo, componentes que constituem a armação ou compósita, ou combinação destes) da aeronave tradicional, bem como qualquer outra estrutura metálica condutiva da aeronave, é fixado para formar uma rede de retomo de corrente para retomar um ponto de referência de tensão ao ponto de terra de distribuição da fonte. A rede de retomo de corrente também fornece proteções de iluminação, bem como trajeto de proteção de segurança de pessoal. Entretanto, em aeronave

3/56 compósita onde o chassi pode ser formado de um material isolante, o roteamento de fios dos geradores para as baias de equipamento dianteira e traseira, para as unidades de distribuição de potência remotas e para as cargas de equipamento que eles servem, e de volta para baia de equipamento dianteira via a rede de retomo de corrente, cria um grande circuito de fio. Em uma aeronave compósita, este circuito de fio comprido pode induzir uma grande corrente durante uma descarga de raio na aeronave em certas condições. Para abordar este problema, o circuito de fio pode ser blindado, mas este grande circuito de fio e sua blindagem contribuiríam indesejavelmente para uma quantidade signifícante de peso na aeronave.

[0007] Aeronave comercial pode ser fabricada em seções separadas que são então conectadas entre si para montar a aeronave completa. Vários sistemas na aeronave podem ter componentes que são distribuídos através de múltiplas seções. Antes de as seções serem finalmente montadas umas nas outras, muitos dos componentes em uma seção são instalados e testados para confirmar que eles foram montados corretamente. Portanto, para testar e verificar uma seção, as porções dos sistemas que não estão ainda presentes na sequência de construção têm que ser emulados. Uma vez que as instalações das seções tenham sido testadas, a montagem final das seções que formam a aeronave pode ser realizada, que tomaria mais difícil de corrigir reparos nos erros encontrados depois deste estágio por causa da acessibilidade limitada.

[0008] Em aeronaves modernas, um dos motivos para montagem final em um processo demorado como este é em virtude do grande número de conexões de potência primária e secundária e o grande número de conexões de dados entre seções adjacentes. Aeronave podería ser construída a uma maior velocidade e os pedidos de aeronave completa poderíam ser feitos mais rapidamente testando funcionalmente sistemas mais antecipadamente no ciclo de construção, eliminando assim a necessidade de emular algum equipamento localizado em outras partes da aeronave, reduzindo o número de conexões

4/56 através de intervalos de seção, eliminando painéis de integração, e minimizando o peso e complexidade de fiação da aeronave.

[0009] E com relação a essas e outras considerações que a revelação aqui é apresentada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [00010] Deve-se perceber que este sumário é provido para introduzir uma seleção de conceitos em uma forma simplificada que são adicionalmente descritos a seguir na Descrição Detalhada. Este sumário não deve ser usado para limitar o escopo da matéria objeto reivindicada.

[00011] De acordo com uma modalidade revelada aqui, é provido um sistema para reduzir ameaças de raios em um veículo compósito feito substancial mente de compósitos. O sistema compreende uma pluralidade de centros de equipamento modulares (MECs) espacialmente distribuída por todo o veículo compósito. Os MECs distribuem potência para as cargas de equipamento por todo o veículo compósito e cada qual das cargas de equipamento dentro do veículo compósito é servida pelo MEC mais próximo. Pares condutores com um condutor de energia elétrica e um condutor neutro portando correntes iguais mas opostas, acoplam cada carga de equipamento no MEC mais próximo. Os pares condutores minimizam o comprimento do circuito definido pelo condutor de energia elétrica e o condutor neutro entre cada MEC e cargas de equipamento associado.

[00012] De acordo com uma outra modalidade revelada aqui, é provido um método de reduzir ameaças de raios e peso de fio condutor em um veículo compósito. O método compreende gerar potência primária de uma ou mais fontes de potência principais, distribuindo espacial mente MECs por todo o veículo compósito para distribuir energia elétrica para as cargas de equipamento por todo o veículo compósito, acoplando cada carga de equipamento no MEC mais próximo com um par condutor, cada par condutor elétrico compreendendo um condutor de energia elétrica e um condutor neutro

5/56 para transportar correntes iguais mas opostas, e minimizar o comprimento de um circuito definido pelo condutor de energia elétrica e o condutor neutro de cada par condutor entre cada MEC e cargas de equipamento associado.

[00013] De acordo com também uma outra modalidade revelada aqui, é provido um sistema para minimizar correntes de retomo e eliminar a necessidade de um trajeto de retomo dedicado em uma aeronave compósíta. O sistema compreende MECs espacialmente distribuída por todo o veículo compósito e cargas de equipamento por toda a aeronave compósita. O sistema compreende adicionalmente pares condutores para distribuir potência dos MECs nas cargas de equipamento. Cada carga de equipamento é acionada pelo MEC mais próximo para minimizar o comprimento de cada par condutor entre cada carga de equipamento e o MEC mais próximo.

[00014] De acordo com ainda também uma outra modalidade revelada aqui, é provido um sistema de reduzir ameaças de raios em um veículo compósito. MECs são espacialmente distribuídos por todo o veículo compósito. Os MECs distribuem potência para as cargas de equipamento por todo o veículo compósito. Cada uma das cargas de equipamento dentro do veículo compósito é servida pelo MEC mais próximo. Pares condutores elétricos trançados e blindados incluem um condutor de energia elétrica e um condutor neutro que transportam correntes iguais mas opostas. Cada carga de equipamento é acoplada no MEC mais próximo com um dos pares condutores elétricos trançados e blindados de maneira tal que um comprimento de um circuito definido pelo condutor de energia elétrica e o condutor neutro de cada par condutor elétrico trançado e blindado entre cada MEC e cargas de equipamento associado é minimizado. O veículo compósito inclui múltiplas seções de veículo acopladas entre si que definem intervalos de seção entre seções de veículo adjacentes. O veículo compósito é de outra forma livre de uma rede de retorno de corrente estendendo-se através dos intervalos de seção entre múltiplas seções de veículo e os pares condutores elétricos trançados e

6/56 blindados não estendem-se através dos intervalos de seção.

[00015] Os recursos, funções e vantagens que foram discutidos podem ser obtidos independentemente em várias modalidades da presente revelação ou podem ser combinados em ainda outras modalidades, cujos detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição seguinte e desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [00016] As modalidades apresentadas aqui ficarão mais completamente entendidas a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos, em que: [00017] FIG. 1 ilustra uma vista de topo de uma configuração de uma aeronave com centros de equipamentos modulares espacialmente distribuídos (MECs) em que cargas de equipamento são servidas pelo MEC mais próximo de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00018] FIG. 2 ilustra a divisão de dois geradores por motor de aeronave em relação à dianteira e traseira da aeronave de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00019] FIG. 3 ilustra uma configuração de alimentadores de potência primária conectados em geradores que energizam uma rede de barramento de potência de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00020] FIG. 4 ilustra uma configuração de um MEC primário e um MEC secundário de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00021] FIGS. 5A-5F ilustram uma configuração de uma rede de distribuição de potência primária e secundária combinada tolerante a falha de MEC primários, MECs secundários, e um MEC de reserva de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00022] FIG. 6 ilustra uma configuração de uma rede de barramento de potência secundária em uma seção dianteira da aeronave de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00023] FIG. 7 ilustra uma configuração de um MEC para servir cargas de equipamento e com um módulo de computação e interface de rede para

7/56 funções de computação distribuída e roteamento de porta de dados bidirecionais entre MECs de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00024] FIG. 8 ilustra uma configuração de uma estrutura de rede de dados com interfaces de barramento de comunicação entre MECs espacialmente distribuídos separados por intervalos de seção de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00025] FIG. 9 ilustra uma configuração do módulo de computação e interface para funções de computação distribuída e roteamento de porta de dados bidirecionais de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00026] FIGS. 10A-10D ilustram várias configurações para estruturas de barramento de potência primária de alta tensão de MECs primários relativos a uma fonte de entrada de potência particular e uma pluralidade de diferentes saídas de potência de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00027] FIG. 11 ilustra uma estrutura e esquema comum de um dispositivo de rede de comutação de potência primária com uma fonte de entrada de potência comum e uma pluralidade de saídas de potência comuns para uso com o MECs primários de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00028] FIGS. 12A-C ilustram uma configuração de um conjunto de dispositivos de rede de comutação de potência primária para uso com um MEC primário que recebe potência trifásica de um gerador de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00029] FIG. 13 ilustra uma vista em perspectiva explodida de um sistema de treliça integrado multicamadas de um MEC de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00030] FIG. 14 ilustra uma configuração de um MEC primário com múltiplas camadas de transferência de potência e comunicação de acordo com

8/56 pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00031] FIG. 15 ilustra no geral uma configuração de potência primária trifásica roteada de geradores principais para múltiplas unidades de transformador retifícador (TRUs) e unidade autotransformadora (ATUs) resultando em zero tensão de deslocamento de corrente contínua (DC) de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00032] FIG. 16 ilustra uma configuração da distribuição de potência tanto de corrente alternada (AC) quanto CC das TRUs e ATUs para cargas de equipamento utilizando pares condutores elétricos trançados e blindados de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui;

[00033] FIG. 17 ilustra uma configuração de um sistema de trelíça integrado de um MEC no piso de uma aeronave de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui; e [00034] FIG. 18 ilustra uma configuração de uma rotina para reduzir ameaças de raios e peso do condutor usado em um veículo compósito de acordo com pelo menos uma modalidade revelada aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [00035] A descrição detalhada seguinte está voltada para veículos com centros de equipamentos modulares para aumentar redundâncias do sistema de veículo ainda também distribuindo os centros de equipamentos modulares (MECs) por todo o veículo de uma maneira qual que minimiza o peso de fio e o número de conexões de fio exigidas de forma a reduzir o peso total do veículo e o tempo de produção. A presente invenção é suscetível a modalidade em muitas diferentes formas. Não se pretende limitar os princípios da presente invenção às modalidades particulares reveladas. Referências a seguir feitas a certas direções, tais como, por exemplo, “frente”, “traseira”, “esquerda” e “direita, são feitas vistas de trás do veículo olhando para a frente. Na descrição detalhada seguinte, são feitas referências aos desenhos anexos que formam uma parte da mesma e nos quais estão mostrados a título de

9/56 ilustração modalidades ou exemplos específicos. Referindo-se agora aos desenhos, nos quais números iguais representam elementos iguais nas diversas figuras, aspectos da presente revelação serão apresentados.

[00036] Aspectos desta revelação podem ser usados em muitos tipos de veículos tais como, por exemplo, aeronave, espaçonave, satélites, embarcação, submarinos, e veículos de passageiros, agrícola ou de construção. Aspectos desta revelação podem também ser usados em diferentes construções de veículos. Embora o benefício imediato para veículos que têm armação não condutoras, chassi ou compósita, os recursos da revelação podem ser adequados e benéficos para veículos construídos de materiais condutores. Por questão de simplicidade na explicação de aspectos da presente revelação, esta especificação procederá utilizando uma aeronave compósita 10 como o exemplo primário. Entretanto, como pode-se perceber, muitos dos aspectos da presente revelação não estão limitados a aeronave compósita 10.

[00037] Como bem entendido pelos versados na técnica, a aeronave exemplar 10 representada na FIG. 1 inclui uma fuselagem feita substancial mente de materiais compósitos, ou compósitos. A extracarcaça da fuselagem compósita da aeronave 10 conforma à curvatura das armações da fuselagem. A fuselagem inclui uma seção dianteira 12, uma seção intermediária 14 e uma seção traseira 16. Intervalos de seção 18, 20, 22 são definidos entre seções da aeronave adjacentes. A aeronave compósita 10 pode ter qualquer número de motores. Como mostrado na FIG. 1, o motor esquerdo 30 é suportado na asa esquerda e o motor direito 32 é suportado na asa direita. Cada dos motores 30, 32 tem um rotor que define uma zona de explosão do rotor 38 (FIG. 5A) na qual dano na fuselagem e sistemas da aeronave entre os motores 30, 32 pode ocorrer em decorrência de um evento ou uma inconsistência operacional com um dos motores 30, 32.

[00038] A aeronave compósita 10 pode ter qualquer número de seções

10/56 e a posição das seções ou sistemas da aeronave dentro da aeronave compósita 10 podem algumas vezes ser descritas como na frente ou atrás da zona de explosão do rotor 38. Vigas do piso estendem-se entre armações da fuselagem para definir um compartimento de passageiro acima das vigas do piso e uma área de carga para manter a carga abaixo das vigas do piso. Pilares estendendo-se entre as armações da fuselagem e o piso fornecem um fulcro para ajudar reforçar o piso da aeronave compósita 10. A área de passageiros é pressurizada e toda ou parte da área de carga pode ser pressurizada. Dutos podem ser posicionados através da parte superior da aeronave compósita 10 acima do compartimento de passageiro ou abaixo do piso na área de carga tal como entre a armação da fuselagem e os pilares.

[00039] Em cada dos motores 30, 32 está uma ou mais fontes de potência primária principais tais como geradores de potência esquerdos de CA de alta tensão 34a, 34b e geradores de potência direitos de CA de alta tensão 36a, 36b (a seguir podem ser referidos coletivamente e/ou genericamente como “geradores esquerdos 34”, “geradores direitos 36” ou “geradores 34, 36“). Alimentadores de potência primária 40a e 40b estendem-se dos geradores esquerdos 34a, 34b e alimentadores de potência primária 42a e 42b estendem-se do gerador direito 36a, 36b. Como mostrado na FIG. 1, potência primária é distribuída por toda a aeronave compósita 10 via os alimentadores de potência primária 40a, 40b, 42a, 42b (a seguir podem ser referidos coletivamente e/ou genericamente como “alimentadores de potência 40, 42”). A aeronave compósita 10 pode também ter um ou mais geradores da unidade de potência auxiliar de CA de alta tensão 54 para redundância no caso de um ou mais dos geradores 34, 36 falhar, bem como fomecer potência quando os motores 30, 32 não estiverem funcionando. Quando a aeronave compósita 10 está estacionada e os motores não estão funcionando, potência pode ser provida na aeronave por uma ou mais fontes de potência tal como a unidade de potência externa CA de alta tensão 56.

11/56 [00040] Com propósitos desta revelação, baixa tensão e alta tensão são aquelas tensões tipicamente referidas tanto como baixa quanto alta tensão dentro da indústria aeronáutica e tal como pode estar descrito no DO-160, Environmental Conditions and Test Procedures for Airbome Equipment, uma norma para teste ambiental de equipamento aviônico publicada pela RTCA, Incorporated. Através desta revelação, 230 V de CA é referida como alta tensão, mas uma outra tensão em uma faixa de tensões, maior ou menor que 230 V de CA, podería também ser referida como alta tensão. Também, 28 V de CC e 115 V de CC são referidas como baixas tensões, mas uma outra tensão em uma faixa de tensões, maior ou menor que qualquer de 28 V de CC e 115 V de CC, poderia também ser referida como baixa tensão.

[00041] A aeronave compósita 10 na FIG. 1 não tem baias de equipamento centralizadas dedicadas para alojar equipamento de potência e comunicações. O equipamento é configurado em centros de potência e equipamento de comunicação modulares, referidos como MECs, que são espacialmente distribuídos por toda a aeronave compósita 10. Por exemplo, um ou mais MECs são espacialmente distribuídos em cada das seções dianteira, intermediária e traseira 12, 14, 16. Cada dos MECs fornece conversão de potência localizada e pode ser tanto um MEC primário 44, um MEC secundário 46, quanto um MEC auxiliar ou de reserva 48, descrito com mais detalhes a seguir. MEC primário 44, MEC secundário 46 e MEC de reserva 48 podem no geral ser referidos como “MEC” com um ou mais números de referência aplicáveis 44, 46,48. Potência primária é distribuída dos geradores 34, 36 via alimentadores de potência 40, 42 através de intervalos de seção 18,20,22 para uma entrada de potência primária de cada dos MECs 44,46, 48. Proteção contra raios dedicada pode ser incluída em cada entrada de potência dos MECs 44, 46, 48, tal como um supressor de tensão transiente (transorb), ou algum outro dispositivo com capacidade de maiores correntes e tensões, para fornecer proteção contra raios dedicada bloqueando a ameaça diferencial

12/56 transmitida abaixo nos alimentadores de potência 40,42 que conectam nos MECs 44,46,48.

[00042] Para tolerância de falha otimizada, a aeronave 10 pode incluir um MEC de reserva 48 posicionado na traseira da aeronave 10 e pelo menos dois MECs 44, 46 posicionados em cada das seções dianteira, intermediária e traseira 12, 14, 16 da aeronave 10. Por exemplo, na FIG. 1, redundância pode ser conseguida tendo múltiplos MECs 44, 46, 48 em cada seção da aeronave sem ter que cruzar intervalos de seção 18, 20, 22. Preferivelmente, cada seção 12, 14, 16 incluí um MEC primário 44 e um MEC secundário correspondente 46, por meio disto definindo uma configuração dois por três de MECs 44, 46 mais um MEC de reserva 48. Se existirem quatro seções de aeronave separadas então existe uma configuração dois por quatro de MECs 44, 46. Preferivelmente, os MECs 44, 46, 48 são espaçados altemadamente nos lados esquerdo e direito um em relação ao outro ao longo do comprimento da aeronave 10. Deve-se entender que a presente revelação não está limitada a nenhum número ou configuração particular de MECs 44, 46, 48.

[00043] Cargas de equipamento 50 podem ser várias cargas elétricas em uma aeronave incluindo, mas sem limitações, monitores, ventiladores, unidades ambientais, e similares. Algumas vezes uma carga de equipamento 50 pode ser na forma de uma unidade substituível em linha (LR.U) 52 (FIG. 4). As cargas de equipamento 50 em cada das seções de aeronave 12, 14, 16 são agrupadas em uma ou mais zonas de potência e comunicação. Cada zona de cargas de equipamento 50 através de múltiplos sistemas pode ser associada e servida pelo MEC mais próximo 44, 46. Preferivelmente, cada zona de cargas de equipamento 50 é localizada em uma única seção e associada com pelo menos uma localização de MEC na mesma zona. Preferivelmente, os fios ou linhas de conexão não cruzam intervalos de seção 18, 20, 22.

[00044] No geral, qualquer carga de equipamento 50 na aeronave 10 exige tanto energia elétrica quanto dados de comunicação. Dados são

13/56 necessários para dizer à carga de equipamento 50 o que fazer, ou fornecer realimentação a respeito de seu estado atual, enquanto energia elétrica é necessária de maneira que a carga de equipamento 50 possa desempenhar sua função visada. Se potência e dados forem providos a uma carga de equipamento 50 de diferentes centros de equipamento e se um de qualquer de potência ou dados se perder, então a carga de equipamento 50 então tem um estado indeterminável. Para evitar estados indeterminados, cada MEC 44, 46, 48 independentemente fornece tanto energia elétrica quanto dados de a comunicação para servir cada uma das cargas de equipamento localizadas 50 em uma zona associada. A comunicação de energia elétrica e dados a uma carga de equipamento 50 pode ser sincronizada ou agrupada em que a comunicação tanto de potência quanto de dados fornecida à carga de equipamento 50 se origina de uma única fonte tal como o MEC mais próximo 44, 46, 48. Energia elétrica e dados de comunicação sincronizados é algumas vezes referidos como um canal de potência. Cada uma das cargas de equipamento 50 em uma zona pode receber potência de um MEC particular 44, 46 e, portanto, as comutadores de comunicação de rede que fornecem dados às mesmas cargas de equipamento 50 são acionadas pelo mesmo MEC 44, 46.

[00045] Os MECs 44, 46, 48 são configurados para distribuir potência recebida das fontes de potência principais. Os MECs 44, 46, 48 podem independentemente converter a potência primária em potência secundária. Potência secundária pode ser distribuída dos MECs 44, 46, 48 para então servir independentemente cada uma das cargas de equipamento 50 em cada zona sem uma rede de potência de derivação secundária estendendo-se através dos intervalos de seção 18, 20, 22. Em tal caso, controle e conversão da potência primária podem ser distribuídos para cada do MECs primários 44 de cada seção da aeronave 10 de maneira tal que somente potência primária é distribuída através dos intervalos de seção 18, 20, 22 entre os MECs primários

14/56

44. Em uma configuração preferida, somente alimentadores de potência de alta tensão e o suporte principal de dados cruzam intervalos de produção, [00046] Distribuir somente potência primária através de intervalos de seção 18, 20, 22 reduz a quantidade de fio necessária para distribuir potência secundária através de múltiplas seções da aeronave 10. Isto se dá em virtude de a arquitetura MEC distribuída criar uma rede de distribuição de potência secundária separada em cada seção que permite menores passagens de fiação secundária. Assim procedendo, reduz-se o peso geral do fio utilizado na aeronave, bem como o número de conexões secundárias necessárias quando se unem seções de fuselagem adjacentes. Também, em virtude das menores passagens de potência secundária, a área do circuito total da passagem de alimentação de potência é reduzida comparada com uma implementação em uma rede de retomo de corrente. Além disso, os processos de produção de aeronave são melhorados em virtude de a rede de fios de potência secundária estendendo-se através de intervalos de seção ser limitada ou eliminada. Os fios potência secundária reduzidos estendendo-se através do intervalo de seção são mais facilmente testados e qualidade construída verificada mais cedo por causa da reduzida dependência de outras seções antes da montagem final da aeronave 10. [00047] Como mostrado na FIG. 1, alimentação de potência primária 40a estende-se do gerador 34b no motor esquerdo 30 na seção intermediária 14 até um MEC 44 mostrado no lado esquerdo da seção intermediária 14, através do intervalo de seção 20 até um outro MEC 44 mostrado no lado esquerdo da seção dianteira 12, e então até um outro MEC 44 mostrado no lado esquerdo na frente da seção dianteira 12. Alimentação de potência primária 40b estende-se do gerador 34a no motor esquerdo 30 na seção intermediária 14 até um MEC 44 na esquerda, através do intervalo de seção 22 até um MEC traseiro esquerdo 44, e então até um MEC traseiro esquerdo 48. A alimentação de potência 42a estende-se do gerador 36a no motor direito 32 na seção intermediária 14, através do intervalo de seção 20 até um MEC

15/56 na direita na seção dianteira 12, e então até um outro MEC 44 na direita em frente à seção dianteira 12. Alimentação de potência primária 42b estendese do gerador 36b no motor direito 32 na seção intermediária 14 até o MEC direito intermediário 44, através do intervalo de seção 22 até o MEC traseiro direito 44, e então até o MEC traseiro direito 44. Altemativamente, os alimentadores de potência 40a, 40b poderíam em vez disso prover potência primária aos MECs 44 no lado direito de uma ou mais seções da aeronave 10. Em tal caso, os alimentadores de potência 42a, 42b proveríam potência primária aos MECs 44 no lado esquerdo de uma ou mais seções da aeronave 10.

[00048] Também, um dos geradores 34a, 34b no motor esquerdo 30 poderia prover potência primária a um lado da aeronave à frente de uma zona de explosão do rotor 38 e o outro dos geradores 34a, 34b no motor esquerdo 30 poderia prover potência primária ao outro lado da aeronave 10 à trás da zona de explosão do rotor 38. Em tal caso, um dos geradores 36a, 36b no motor direito 32 poderia prover potência primária à frente da zona de explosão do rotor 38 ao lado oposto que é acionado por um dos geradores esquerdos 34a, 36b. O outro dos geradores 36a, 36b no motor direito 32 poderia prover potência primária à trás da zona de explosão do rotor 38 ao lado oposto energizado pelo outro dos geradores esquerdos 34a, 36b.

[00049] A FIG. 2 ilustra a divisão dois geradores por motor relativos à zona de explosão do rotor 38 da aeronave 10 que aumenta a disponibilidade de potência primária no caso de um problema operacional com um motor 30, 32. Se um dos motores 30, 32 se perder, ou um gerador 34, 36 em um dos motores 30, 32 falhar, os dois geradores restantes 34a, 34b, 36a, 36b no motor restante 30, 32 distribuem tanto potência primária à frente quanto à trás para a aeronave 10. O gerador 34a do motor esquerdo 30 e o gerador 36a do motor direito 32 acionam um par de barramentos de comutação de potência primária 96a à frente da zona de explosão do rotor 38 que são conectados um no outro

16/56 por um barramento de ligação dianteiro 76, O gerador 34b do motor esquerdo 30 e o gerador 36b do motor direito 32 acionam um outro par de barramentos de comutação de potência primária 96a à trás da zona de explosão do rotor 38 que são conectados por um barramento de ligação traseiro 78, Um barramento de ligação intermediário 80 conecta pelo menos um dos barramentos de comutação de potência primária dianteiros 96a com pelo menos um dos barramentos de comutação de potência primária traseiros 96a. Portanto, quando um motor 30, 32 passa por uma inconsistência operacional, a aeronave 10 continua ter potência e controle em um lado ao longo de todo o comprimento da aeronave 10 por causa da distribuição de potência do motor restante 30, 32 de uma maneira à frente e à trás. A potência e controle são distribuídos por um único motor 30, 32 tanto à frente quanto à trás da zona de explosão do rotor 38 sem aumentar a quantidade de fiação. A FIG. 2 também ilustra os barramentos de comutação de potência primária 96a distribuindo potência para os MECs secundários 46 para conversão e distribuição de potência para as cargas de equipamento 50, como explicado com mais detalhes a seguir. Um MEC de reserva 48 pode ser acoplado nos MECs secundários 46 para fornecer potência de reserva quando as fontes de alimentação CA principais primárias não estiverem disponíveis para os barramentos de comutação de potência primária 96a, como explicado com mais detalhes a seguir, [00050] Cargas de equipamento não servidas 50 em uma ou mais zonas ocorrem basicamente por dois motivos. Tanto todos os geradores 34, 36 falharam e, portanto, potência primária não está mais disponível para nenhum dos MECs 44, 46 quanto um ou mais dos barramentos 96 estão fisicamente danificados por causa de um evento tal como um estouro de rotor ou pneumático. O rerroteamento de potência de alta tensão de qualquer dos quatro geradores 34, 36 ou do gerador da unidade de potência auxiliar 54 com base em falha de uma ou mais fontes de potência primária principais ocorre no nível do barramento primário via os barramentos ligação 76, 78, 80 através

17/56 da abertura e fechamento de combinações de comutadores como mostrado pelo sistema de rede de barramento de potência primária 90 representado na FIG. 3. Em uma ou mais modalidades, uma ou mais comutadores de estado sólido independentes, por exemplo, contactadores, são incluídas no sistema de rede de comutação de potência primária 90. As comutadores de estado sólido têm cada qual uma função de controle autocontída configurada para prover uma ou mais de proteções localizadas, detecção de tensão e detecção de corrente, independente da disponibilidade de outros componentes do sistema de potência. A comutador de estado sólido independente pode funcionar sem a necessidade de dados de outros componentes do sistema de potência. Abertura e fechamento da comutador de estado sólido interrompem e roteiam potência primária através de um ou mais dos barramentos de comutação de potência primária para um ou mais dos MECs 44, 46, 48. Começando com a FIG. 3, contactadores específicos estão representados tanto como basicamente fechados quanto basicamente abertos. O símbolo para um contactador aberto são duas linhas paralelas. O símbolo para um contactador normalmente fechado é o mesmo, com exceção que uma linha diagonal é traçada através das linhas paralelas. A comutador de estado sólido independente pode também incluir modulação pela largura de pulso para limitar a passagem de corrente através da comutador de estado sólido independente. O rerroteamento de potência secundária e CC de baixa tensão entre os MECs 44, 46, 48 com base em falha de barramentos de alta tensão e conversão ocorre pela abertura e fechamento de combinações de comutadores, como mostrado pela rede de barramento de potência primária 90, como representado na FIG.

3.

[00051] Cada MEC 44, 46, 48 tem tanto potência primária quanto secundária e é capaz de realizar independentemente processamento de circuito fechado e controle local de sensores sem ser dependente de um sistema de computador central. A arquitetura de controle do sistema de potência

18/56 distribuído permite compartilhamento do estado de distribuição de potência do veículo geral entre os MECs 44, 46, 48, mas cada MEC 44, 46, 48 é somente responsável por servir cargas de equipamento 50 em proximidade com cada MEC, com a exceção do MEC 48 que também distribui potência de reserva para todos os outros MECs 44, 46. Cada MEC 44, 46, 48 gerencia dados associado com a zona das cargas de equipamento mais próximo 50 de maneira tal que cada MEC 44, 46, 48 independentemente realize operações na sua própria zona de cargas de equipamento 50.

[00052] Cada MEC 44, 46, 48 também preferivelmente tem comutação de estado sólido para controle de potência do barramento e também fornece proteções de circuito. Na FIG. 3, potência dos alimentadores de potência primária 40, 42 conectados nos geradores 34, 36 energiza barramentos de comutação de potência primária 96a. Cada barramento de comutação de potência primária 96a deriva para um barramento de comutação de potência primária 96b no MEC 44 e um barramento de comutação de potência primária 96c no MEC 46. Cada barramento de comutação de potência primária 96a conectado com a alimentação de distribuição 98 em um barramento de comutação de potência primária 96b corresponda a um único MEC primário 44, como mostrado na FIG. 4 e descrito com mais detalhes a seguir.

[00053] Referindo-se à FIG. 4, uma porção de cada MEC primário 44 com um barramento de comutação de potência primária 96a é uma porção de alta potência 120 e uma outra porção do MEC primário 44 com o barramento de comutação de potência primária 96b é uma porção de baixa potência 122 do MEC primário 44. A porção de alta potência 120 de um MEC primário 44 é configurada para receber potência primária de qualquer fonte principal de alta tensão disponível na aeronave 10 e é algumas vezes referida como um dispositivo de rede de comutação de potência primária 302 (FIG. 12A-12C). A rede das porções de alta tensão 120 dos MECs primários 44 na aeronave 10 define uma rede de comutação de potência primária de alta tensão.

19/56 [00054] A porção de baixa potência 122 é preferivelmente configurada para lidar com uma fração da potência de fontes de potência à bordo, mas ainda poder lidar com as mesmas tensões das porções de alta tensão 120. Os barramentos de comutação de potência primária 96c correspondem a MECs secundários 46 mostrados na FIG. 4. A FIG. 4 ilustra melhor a similaridade entre um MEC secundário 46 e a porção de baixa potência 122 de um MEC primário 44. MECs primários 44 incluem estrutura de barramento de rede de potência de nível primário dos barramentos de comutação de potência primária 96a para rerrotear fontes primárias através da aeronave 10 que os MECs secundários 46 não têm. Durante operações normais, bem como anormais, os MECs primários e secundários 44, 46 ambos têm potência primária e de reserva. MECs secundários 46 servem as cargas de equipamento mais próximos 50 exatamente como um MEC primário 44.

[00055] Referindo-se novamente à FIG. 3, alimentações de distribuição estendem-se entre barramentos de comutação de potência primária 96a e 96b de cada MEC primário 44 e alimentações de distribuição 100 estendemse entre cada barramento 96b do MEC primário 44 e o barramento de comutação de potência primária 96c de um MEC secundário 46 que recebe diretamente potência da mesma fonte. Também, uma ligação cruzada 102 estende-se entre a comutação de potência primária do barramento 96b do MEC primário 44 associado com o gerador esquerdo 34a e o barramento de comutação de potência primária 96b do MEC primário 44 associado com o gerador direito 36a. Uma ligação cruzada 104 estende-se entre o barramento de comutação de potência primária 96c do MEC secundário 46 associado com o gerador esquerdo 34a e o barramento de comutação de potência primária 96c do MEC secundário 48 associado com o gerador direito 36a. Uma ligação cruzada 106 estende-se entre o barramento de comutação de potência primária 96b do MEC primário 44 associado com o gerador esquerdo 34b e o barramento de comutação de potência primária 96b do MEC primário 44 associado com o

20/56 gerador direito 36b. Uma ligação cruzada 108 estende-se entre o barramento de comutação de potência primária 96b do MEC secundário 46 associado com o gerador 34b e o barramento de comutação de potência primária 96b do MEC secundário 46 associado com o gerador direito 36b. O gerador da unidade de potência auxiliar 54 é conectado nos ligações cruzadas 102,106, respectivamente. [00056] A FIG. 5A ilustra uma configuração da rede de distribuição de potência primária e secundária combinada tolerante a falhas de MECs primários, secundários e de reserva 44, 46, 48 na aeronave 10. Com propósitos de ilustrar mais detalhes, as FIGS. 5B-5E ilustram vistas parciais em grande aproximação de quatro porções separadas que podem ser posicionadas uma próxima da outra para montar um sistema completo representado na FIG. 5A. Duas linhas ponto e traço em cada das FIGS. 5B-5E denotam as bordas quebradas de cada vista parcial. A FIG. 5B ilustra a porção esquerda de topo da FIG. 5A. A FIG. 5C ilustra porção direita de topo da FIG. 5A. A FIG. 5D ilustra a porção esquerda inferior da FIG. 5A e A FIG. 5E ilustra a porção direita de base da FIG. 5A. Também, a FIG. 5F ilustra uma configuração do MEC de reserva 48 do sistema da FIG. 5A. Os contactadores mostrados na FIG. 3 são também mostrados simbolicamente nas FIGS. 5A5F, mas sem números de referência por questão de simplificação 5A-5F, e podem também ser mostrados em outros desenhos sem nenhum número de referência ou com diferentes números de referência.

[00057] Na FIG. 5A, os MECs primários e secundários 44, 46 são arranjados de uma maneira tal que haja um total de quatro nas seções dianteiras da aeronave 10 e outros quatro nas seções traseiras da aeronave 10. Preferivelmente, existe um MEC primário 44 e um MEC secundário 46 em cada de um par de seções dianteiras e um MEC primário 44 e um MEC secundário 46 em cada de um par de seções traseiras. A FIG. 5A também mostra um MEC de reserva 48 em uma seção traseira da aeronave 10. A fonte de potência não limitada no tempo para o MEC de reserva 48 pode ser uma turbina a

21/56 ar RAM (RAT) 128 ou outra fonte de potência de reserva limitada no tempo independente adequada tal como uma bateria ou célula de combustível. No caso de uma inconsistência operacional com todos os geradores 34, 36, a RAT 128 é desdobrada para fornecer potência de reserva ao MEC de reserva 48, bem como a um ou mais dos MECs 44, 46 no caso de todos os geradores 34a, 34b, 36a, 36b terem uma inconsistência operacional. A bateria 598 fornece potência operacional temporária ao MEC de reserva 48, bem como a um ou mais dos MECs 44, 46 enquanto a RAT sem tempo limitado 128 está sendo desdobrado.

[00058] Se um dos geradores 34a, 34b, 36a, 36b falhar, potência não será recebida no barramento de comutação de potência primária 96a de um MEC primário 46. Portanto, as cargas de equipamento 50 desligadas da porção de menor potência 122 do barramento de comutação de potência primária 96b do MEC primário não acionado 44 não são servidas e as cargas de equipamento 50 desligadas do barramento de comutação de potência primária 96c de um MEC secundário adjacente não acionado 46 não são servidas. Potência é então rerroteada no nível primário de uma das outras fontes operacionais restantes pela abertura e fechamento de combinações de contactadores para energizar o barramento de comutação de potência primária 96a do MEC primário não acionado 44 para acionar suas cargas de equipamento 50 e para energizar o barramento de comutação de potência primária 96c de qualquer MEC secundário adjacente não acionado 46 para acionar suas cargas de equipamento 50.

[00059] Altemativamente, se um MEC 44, 46, 48 passar por uma falha física e, em decorrência disto, suas cargas de equipamento 50 não forem acionadas, então potência pode ser rerroteada para acionar as cargas de equipamento 50 do MEC não acionado 44, 46, 48 por um outro MEC acionado 44, 46, 48. Dependendo da quantidade de potência disponível para ser rerroteada, toda ou somente uma porção das cargas de equipamento 50, tais como somente as cargas críticas, podem ser reacionadas. Também, se

22/56 todas as fontes de potência se perderem e os MECs 44, 46, 48 não ficarem acionados, então o MEC de reserva 48 com a célula de combustível ou RAT 128 pode acionar as cargas de equipamento críticas 50 dos outros MECs 44, 46. Cargas críticas são aquelas cargas de equipamento 50 que a aeronave 10 tem que acionar para manter continuidade do voo e aterrissagem seguras. Cargas essenciais são aquelas cargas de equipamento 50 que se deseja ter, tais como rádios e outros equipamentos de comunicação, mas cuja operação não é exigida para o voo da aeronave 10. Cargas não essenciais são as cargas de equipamento de menor prioridade 50 tais como cargas de conforto de passageiro incluindo dispositivos de preparação de alimentos, iluminação decorativa e sistemas de entretenimento da cabine.

[00060] A título de exemplo, o gerador da unidade de potência auxiliar poderia servir as cargas de equipamento 50 perdidas por causa de falha de um dos geradores principais 34, 36. Se o gerador 34b falhar, então, através de uma combinação de contactadores no barramento de ligação dianteiro 76, barramento de ligação traseiro 78, barramento de ligação intermediário 80, potência primária é provida diretamente pelos demais geradores principais 34, 36. Altemativamente, potência primária pode ser provida pelo gerador da unidade de potência auxiliar 54 através de um outro MEC operacional 44, 46 através de uma ou mais das ligações cruzadas 102, 104, 106, 108, ao barramento de comutação de potência primária 96a de um MEC primário não acionado 44 ou ao barramento de comutação de potência primária 96c de um MEC não acionado secundário 46.

[00061] No caso de um ou mais dos MECs 44, 46 ter uma inconsistência operacional física, toda ou parte da pluralidade de cargas de equipamento 50 na zona associada com cada MEC operacionalmente inconsistente 44, 46 pode ser associada com um ou mais outros MECs 44, 46 que estão em maior proximidade. Por exemplo, se um MEC primário 44 falhar fisicamente, as cargas de equipamento 50 uma vez servidas por esse

23/56

MEC que falhou 44 podem ser servidas por um outro MEC 44, 46 ou uma combinação de MECs 44, 46. Os MECs 44, 46 podem determinar os tipos de cargas de equipamento 50 uma vez servidos pelo MEC com falha 44 e então determinar se um ou mais da combinação de MECs 44, 46 deve servir essas cargas de equipamento não acionadas 50, Se for determinado que um MEC secundário 46 proximidade mais imediata do MEC primário com falha 44 deve servir as cargas de equipamento adicionais 50, então a zona originalmente associada com esse MEC secundário 46 é expandida para englobar a zona anteriormente servida pelo MEC primário com falha 44. [00062] Altemativamente, as cargas de equipamento adicionais 50 podem ser divididas entre um MEC secundário 46 e um outro MEC primário 46 em proximidade com o MEC primário com falha 46. Em tal caso, a zona de cargas de equipamento 50 associada com o MEC primário operacional mais próximo 44 é expandida de forma a incluir uma porção da zona anteriormente servida pelo MEC primário com falha 44 e a zona de cargas de equipamento 50 associada com o MEC operacional secundário mais próximo 46 é expandida de forma a incluir a porção restante da zona anteriormente servida pelo MEC primário com falha 44. Em qualquer caso, um ou mais outros MECs 44, 46 em proximidade com um MEC com falha 44, 46 são alimentadas para independentemente fornecer serviços para as cargas de equipamento 50 previamente servidas pelo MEC com falha 44, 46.

[00063] Cada MEC secundário 46 e cada porção de baixa potência 122 de cada MEC primário 44 incluem contactadores acoplados no equipamento de conversão. O equipamento de conversão inclui uma unidade transformadora retifícadora (TRU) 134, que retifica os 230 V de CA e converte-os na saída CC principal tal como 28 V de CC para o barramento 136, e um auto transformador ou unidade transformadora autorredutora (ATU) 138 para converter 230 V de CA em 115 V de CA para um barramento de saída CA de baixa tensão 140. Cada MEC secundário 44 e porção de baixa

24/56 potência 122 de um MEC primário 44 adicionalmente inclui uma segunda TRU 142, não apenas para redundância, mas para fornecer potência somente às cargas críticas absolutamente necessárias para continuidade do voo e aterrissagem seguras. Limitar a segunda TRU 142 somente às cargas críticas garante que a fontes de potência de reserva não são sobrecarregadas.

[00064] A FIG. 6 ilustra a configuração de barramento de potência secundária, em seção dianteira 12, por exemplo, onde os barramentos de comutação de potência primária 96b nas porções de baixa tensão 122 dos MECs primários 44 e os barramentos de comutação de potência primária 96c dos MECs secundários 46 são ligados. Como anteriormente descrito, quer toda ou somente uma porção das cargas de equipamento não acionadas 50 de um MEC danificado 44, 46 são servidas por um outro MEC 44, 46 depende da potência disponível. No caso de uma das TRUs 134 em um dos MECs 44, 46 em uma seção da aeronave falhar, a mais crítica das cargas de equipamento 50 da TRU operacional mente inconsistente 134 pode ser servida por um outro MEC 44, 46 nessa mesma seção da aeronave que fornece potência secundária através dos vários contactadores e barramentos de reserva 148.

[00065] Preferivelmente, MECs 44, 46 na seção traseira 16 têm ligações de potência secundária no gerador da unidade de potência auxiliar 54 por causa de suas proximidades com um outro que minimiza o peso de fio da alimentação de potência. Também, os MECs 44, 46 na seção dianteira 12 da aeronave 10 ligam em menores níveis de tensão tal como 115 V de CA do equipamento de serviço de terra de potência externa tal como a unidade de potência externa 56 mostrada nas FIGS. 2 e 6. Entretanto, o 115 V de CA dos barramentos terra na saída CA de baixa tensão 140 nos MECs 48 na seção dianteira 12 poderíam ser convertidos em maiores tensões tal como 230 V de CA pelas ATUs bidirecionais 138 que então podem ser distribuídos para os outros MECs 44, 46 em outras seções da aeronave 10. Também, uma segunda TRU 142, tipicamente usada para cargas mais críticas anteriormente

25/56 explicadas, permite que a potência do barramento da bateria 294 via barramento de reserva 148 acione essas cargas críticas que se perderam. [00066] Como mostrado na FIG. 7, um módulo de computação (software e hardware) e interface de rede (CNI) 162 localizado dentro de cada MEC 44, 46, 48 fornece funções de computação distribuídas e roteamento de porta de dados bídirecíonais. Cada módulo CNI 162 contém dois sistemas de computação à prova de falhas que toma-se um sistema de computação tolerante a falhas. Cada sistema de computação à prova de falhas é redundante com o outro. Este sistema de computação tolerante a falhas responde favoravelmente a falhas de hardware e/ou software inesperadas para não permitir perda de serviço para as funções do sistema na aeronave 10. O módulo CNI 162 transmite/recebe dados das funções de computação de MEC internas e funções de computação de MEC externas via um barramento do sistema comunicação interno (tal como FlexRay, Controller Area Network (CAN), ARINC 664, TTP ou outras tecnologias de barramento). Outros MECs 44, 46, 48 na aeronave 10 comunicarão com o módulo CNI 162 via uma especificação de rede de dados, tal como o ARINC 664, através do canal de comunicação de dados externo A e canal de comunicação de dados externo B como mostrado na FIG. 7 com números de referência 188 e 190, respectivamente. [00067] O módulo CNI 162 é um elemento de computação distribuída que hospeda aplicações de software específicas usadas nessa zona localizada da aeronave 10. Alguns exemplos das aplicações de sistema que podem ser hospedadas no módulo CNI 162 são os sistemas de potência de CA e CC, sistema de porta de carga, sistema de porta de entrada de passageiros, sistema do trem de pouso, sistema da cabine de passageiros. As funções de computação que comunicam com o módulo CNI 162 são TRUs 134, TRUs 142, ATUs 138, comutadores de estado sólido de um módulo de disjuntores 166, uma unidade de controle do gerador GCU 168 associada com um do gerador 34, 36, módulos de distribuição de potência de estado sólido 170, e concentradores de

26/56 dados remotos. O módulo CN1 162 comunica intemamente ao MEC 44, 46, 48 através de um canal de dados interno A 202 e canal de dados interno B 204 com as TRUs 134, 142, as ATUs 138, os módulos de disjuntor 166, a GCU 168, e os módulos de distribuição de potência 170 descritos com mais detalhes a seguir. [00068] O módulo CNI 162 transmitirá e receberá dados dessas funções de computação. O módulo CNI 162 também transmitirá e receberá o estado e saúde de outros MECs 44, 46, 48 e sistemas de computação da aeronave. Cada módulo CNI 162 gerencia a carga de trabalho de um MEC individual 44, 46, 48 com conhecimento do que está acontecendo em outros MECs 44, 46, 48. Uma vez que a informação tenha sido recebida pelo módulo CNI 162 de um MEC 44, 46, 48, sua função de computação determinará qual sistema precisa dos dados, interpretará a saúde dos dados, responderá a qualquer anomalia do sistema de potência, suprirá informação critica de tempo às funções de computação que precisam dela, realizará algoritmos de lógica de nível do sistema, reportará falhas do sistema de nível do aeroplano e controlará a distribuição de potência de CA e CC para essa zona.

[00069] A FIG. 8 ilustra a estrutura de rede de dados com interfaces de barramento de comunicação entre os MECs espacialmente distribuídos 44, 46, 48 separados por intervalos de seção 18, 20, 22. Esta configuração permite que cada MEC individual 44, 46, 48 comunique com outros MECs 44, 46, 48 bem como fornece redundância necessária para garantir continuidade de comunicação durante falhas. O intervalo de seção 20 define seções dianteiras e traseiras da aeronave. O número de comutadores de comunicação de rede necessário é determinado pelo número de MECs 44, 46, 48 e pela tolerância de falha desejada. A FIG. 8 ilustra nove MECs 44, 46, 48 com três pares de comutadores de rede 182a-b, 184a-b, 186a-b (a seguir podem ser referidas coletivamente e/ou genericamente como “comutadores de rede 182, 184, 186”). Cada comutador de rede 182, 184, 186 pode ser uma comutador de rede multicamadas tal como uma comutador de rede de 3 camadas que pode

27/56 receber energia elétrica secundária dos módulos CNIs 162 de cada dos MECs confrontantes 44, 46, 48. Se houvesse mais MECs 44, 46, 48, então seriam necessárias mais comutadores de rede para obter o mesmo nível de tolerância de falha.

[00070] Cada MEC 44, 46, 48 tem canais de comunicação A e B. Os canais A e B de cada MEC primário 44 conectam em duas comutadores A e B correspondentes tanto em um outro MEC primário 44 quanto em um MEC de reserva 48. Cada MEC primário 44 inclui uma comutador 182, 184, 186 tanto no canal A quanto no canal B, enquanto o MEC de reserva 48 em uma seção traseira da aeronave inclui ambas as comutadores de um par de comutadores 182, 184, 186 em ambos os canais A e B. As comutadores 182a, 184a, 186a correspondem ao canal A, e as comutadores 182b, 184b, 186b correspondem ao canal B. Linhas de dados de comunicação externas 192 indicam linhas de dados comutador a comutador.

[00071] Geralmente, uma comutador de rede em cada MEC primário 44 em um lado do intervalo de seção 20 é conectada em duas outras comutadores de rede de outros MECs primários ou de reserva 44, 48 onde pelo menos um desses MECs 44, 48 está no outro lado do intervalo de seção 20 e um está no lado oposto da aeronave 10. Por exemplo, a comutador de rede 182a do MEC primário direito dianteiro 44 que está à frente do intervalo de seção 20 é conectado no outro lado do intervalo de seção 20 tanto na comutador de rede 184a no MEC primário esquerdo traseiro 44 quanto na comutador de rede 186a no MEC de reserva 48. A comutador de rede 182b no MEC primário esquerdo dianteiro 44 que está à frente do intervalo de seção 20 é conectada no outro lado do intervalo de seção 20 tanto na comutador de rede 184b no MEC primário direito traseiro 44 quanto na comutador de rede 186b no MEC de reserva 48. A comutador de rede 186b no MEC de reserva 48 é também conectada na comutador de rede 184b no lado oposto da aeronave 10. A comutador de rede 184a é também conectada na comutador de

28/56 rede 186a do MEC de reserva 48.

[00072] Cada dos MECs secundários 46 também tem dois canais de dados com dois outros MECs primários ou de reserva 44, 48. Linhas de dados de comunicação externas 196 indicam conexões de dados de uma comutador de rede de um MEC primário 44 diretamente em um MEC secundário 44. Um dos canais de cada MEC secundário 48 é conectado em uma comutador de rede no mesmo canal de um MEC primário 48 no outro lado do intervalo de seção 20 e o outro canal é conectado em um outro MEC secundário 46. Portanto, a FIG. 8 mostra oito conexões de barramento de dados cruzando o intervalo de seção 20 e quatro conexões de barramento de dados cruzando cada dos intervalos de seção 18, 22. Esta configuração minimiza a quantidade de fiação de comunicação através de intervalos de seção bem como o peso geral da fiação na aeronave. A separação é mantida entre cada barramento de dados utilizando o espaço na abóboda e no piso da aeronave 10. Módulos CNIs sadios 162 podem ídealmente responder a configurações variáveis do sistema de potência de uma maneira coordenada utilizando informação de ambiente local e comunicações de outros módulos CNIs sadios 162.

[00073] Se quaisquer dois MECs 44, 46, 48 forem acionados, então a rede de comunicação será ativa e dados estarão presentes de forma que esses dois MECS 44,46, 48 podem comunicar completamente um com o outro. Esta rede de comunicação é uma rede tolerante a falha em que qualquer uma conexão entre um par de MECs pode se perder sem reduzir nenhuma funcionalidade do MEC 44, 46, 48. Além disso, perda de quaisquer duas conexões de comunicação ao mesmo tempo entre os MECs 44, 46, 48 no máximo resulta em perda de comunicação de dados com somente um dos MECs 44,46,48.

[00074] Por exemplo, perda da comutador de rede 182a no canal A do

MEC primário direito dianteiro 44 não resulta em completa perda de comunicações com o MEC primário direito dianteiro 44 em virtude de comunicações com o MEC primário direito dianteiro 44 poderem continuar

29/56 através do canal B. Quaisquer outros MECs 44, 46, 48 que tiverem comunicado via o canal A com o MEC primário direito dianteiro 44 podem comunicar diretamente através do canal B ou via outros MECs 44, 46, 48 que são conectados no MEC primário direito dianteiro 44 via o canal B. Também, se a comutador de rede 182a no canal A do MEC primário direito dianteiro 44 se perder além da conexão do canal B no MEC secundário direito dianteiro 44, comunicações com o MEC primário do lado dianteiro 44 continuariam via o canal B, mas então as comunicações se perderíam somente com o MEC secundário direito dianteiro 44 em virtude de ambos os canais A e B terem se perdido.

[00075] Um aspecto da presente revelação é arquitetura de controle de potência distribuída. Controle de potência é distribuído para cada MEC 44, 46, 48 bem como a própria potência. Com base nos dados locais, cada MEC individual 44, 46, 48 coleta, cada MEC 44, 46, 48 realiza seu próprio controle de potência de sua zona associada para configurar suas próprias cargas de equipamento 50 sem ter que contar com quaisquer outros MECs 44, 46, 48. Somente os dados que são realmente necessários, tal como a necessidade de rerrotear potência, são enviados aos módulos CNIs 162 de outros MECs 44, 46, 48.

[00076] Acionamento normal de uma aeronave 10 em terra é preferivelmente um acionamento sequencial dos MECs 44, 46, 48. Acionamento normal é feito via a batería 598 que aciona todos os barramentos de reserva 160 nos MECs 44, 46 via o inversor estático 290 e o barramento de reserva 148. Caso a bateria 598 não esteja disponível, uma quantidade limitada de potência exterior da unidade de potência externa 56 é enviada para acionar o MEC de reserva 48. Uma vez que o MEC de reserva 48 é acionado, potência é então distribuída do MEC de reserva 48 para cada dos MECs primários e secundários 44, 46 para acionar seus módulos CNIs 162 e configurar contactadores dentro de cada MEC 44, 46 da maneira

30/56 apropriada com as fontes de potência que são disponíveis. Por outro lado, um acionamento sequencial não é utilizado se um MEC 44, 46 ficar não acionado durante operações de voo normal. Se o módulo CNI 162 em um dos MECs 44, 46 não tiver potência primária, a interconexão de baixa tensão entre dois MECs 44, 46, tais como um MEC primário 44 e um MEC secundário 44 com uma alimentação de distribuição 100, fornece um dispositivo para ainda acionar o MEC não acionado 44, 46 anteriormente explicado.

[00077] O módulo CNI 162 lê comunicações de entrada/saída de outros sistemas ou LRUs bem como dados de configuração de outros MECs 44, 46, 48. A difusão de dados de configuração de cada MEC’s 44, 46, 48 permite que cada dos outros MECs 44, 46, 48 determine o que está acontecendo em qualquer lugar na aeronave 10. O módulo CNI 162 então usa esses dados para configurar disjuntores e contactadores dentro de seu MEC 44, 46, 48 e então grava dados de configuração no canal A ou B a respeito das cargas de equipamento 50 na sua zona para difundir para os outros MECs 44, 46, 48 de forma que outros MECs 44, 46,48 possam fazer o mesmo. Cada módulo CNI 162 verifica a validade da entrada/saída de comunicações e dados ambientais que ele recebe e, se necessário, refina-os para determinar seus próprios dados e estados ambientes de seus disjuntores. Uma vez que o módulo CNI 162 imagina quanto ele quer para comandar seus disjuntores e contactadores dentro de sua zona, ele então transmite seus dados de configuração para os outros MECs 44,46, 48.

[00078] O módulo CNI 162 de cada MEC 44, 46, 48 controla somente as cargas de equipamento 50 dentro dos limites atribuídos a esse MEC 44, 46, 48. Cada módulo CNI 162 de um MEC particular 44, 46, 48 não estabelece a configuração de carga de equipamento de outros MECs 44, 46, 48 ou como configurar seus disjuntores ou contactadores. Entretanto, todos os MECs 44, 46, 48 podem ainda interagir entre si para fornecer uma função de transferência de potência coerente e unificada para sistemas de potência primária e secundária da aeronave 10. Os módulos CNIs 162 de MECs 44, 46,

31/56 que estão funcionando devidamente são capazes de reagir a um MEC 44, 46, 48 que tem problemas operacionais e rerrotear potência através de barramentos de ligação de potência 76, 78, 80, alimentações de distribuição 98, 100 e ligações cruzadas 102, 104, 106, 108, mesmo em conjunto com falhas adicionais. A arquitetura de computação e rede é tanto a prova de falhas quanto tolerante a falhas. Se um módulo CNI 162 tiver um problema operacional, todas as cargas conectadas entrarão em um estado “a prova de falhas” padrão predefinido. Módulos CNTs adjacentes 162 não têm a capacidade ou autoridade para controlar outras cargas de equipamento fora de sua zona.

[00079] O módulo CNI 162 mostrado na FIG. 9 incluí uma comutador de rede 182, 184, 186 em um lado do módulo CNI 162 correspondente ao canal A e uma outra comutador de rede 182, 184, 186 no outro lado correspondente ao canal B. Ambas as comutadores de rede 182, 184, 186 têm uma ou mais portas 206 para fazer conexões de comunicação de dados externa. Cada lado do módulo CNI 162 também tem uma ou mais portas 208 para fazer conexões de comunicação de dados interna dentro do MEC 44, 46, 48 descrito com mais detalhes a seguir. O módulo CNI 162 inclui dois processadores multimemórias 242, 244 para rodar múltiplas instruções associadas com processamento de comunicações de dados do canal A e canal B. Cada processador 242, 244 pode processar instruções para receber e transmitir dados de comunicação dentro de um MEC 44, 46, 48 nas portas 208 ou para receber e transmitir dados de comunicação fora do MEC 44, 46, 48 com qualquer comutador de rede 182, 184, 186 através das portas 206. Um dos processadores 242, 244 em um lado do módulo CNI 162 corresponde a um canal de comunicação e o outro processador 244 no outro lado do módulo CNI 162 corresponde ao outro canal de comunicação. Entretanto, cada processador 242, 244 tem um cruzamento com a outra comutador de rede 182, 184, 186 para o outro canal de comunicação de forma que cada processador

32/56

242, 244 pode ler e processar comunicações em ambos os canais A e B. [00080] Cada componente ou LRU 52 colocado em um sistema de trelíça de um MEC 44, 46, 48 tal como o módulo CNI 162 pode íncluír uma leitora de código de barras 248 para ler oticamente etiquetas. A leitora de código de barras 248 pode ser uma leitora de código de resposta rápida (QR) para ler códigos QR. Códigos de barra (não mostrados) podem ser colocados no MEC, 44, 46, 48 ou em qualquer lugar na aeronave 10 em proximidade com a leitora de código de barras 248. A leitora de código de barras 248 lendo códigos de barra permite que o MEC 44, 46, 48 alimente informação tais como identificação, posição, rastreamento de tempo e outra informação de configuração para estabelecer parâmetros de software do módulo CNI 162 do MEC 44, 46, 48. Por exemplo, a leitora de código de barras 248 pode ler a posição do módulo CNI 162 de forma que o MEC 44, 46, 48 saiba qual seção ou qual lado da aeronave 10 ele está localizado. Também, determinação da localização do módulo CNI 162 permite que o MEC 44, 46, 48 determine as cargas de equipamento mais próximos 50. A informação de configuração pode também ser transmitida para outros MECs 44, 46, 48, em qualquer lugar na aeronave 10, ou uma instalação central fora da aeronave 10 tal como uma instalação de manutenção.

[00081] Com base em quanta potência é distribuída pelo MEC 44, 46, 48, o módulo CNI 162 pode exigir uma ou mais entradas de potência adicionais 288, tal como 28 V de CC ou 115 V de CA, e reguladores de potência 238, de uma ou mais camadas de transferência de um sistema de trelíça como explicado a seguir. Por exemplo, 28 V de CC são alimentados no regulador de ponto de uso 280 para a leitora de código de barras 248. Cada módulo CNI 162 também recebe uma ou mais entradas de potência de CC 284 de saídas de potência 286 dos módulos CNIs 162 de um ou mais outros MECs 44, 46, 48 para acionar uma ou ambas as comutadores de rede 182, 184, 186. Entradas de potência 284 e reguladores de potência 246

33/56 proporcionam redundância para impedir que uma única falha de potência remova qualquer dos canais de processamento ou comunicação.

[00082] Se existir uma completa perda de potência para um MEC 44,

46, 48 nas entradas 288 de uma camada de transferência do sistema de treliça, então o MEC 44, 46, 48 com o módulo CNI 162, comutadores de rede 182, 184, 186, os reguladores de potência 246 e a leitora de código de barras 248 podem ainda ser acionados. Por causa de uma ou mais entradas de potência de CC 284 roteadas de saídas de potência redundantes 286 de outros módulos CNIs 162 de outros MECs 44, 46, 48, o módulo CNI do MEC 44, 46, 48 não acionado nunca perde potência e é capaz de rerrotear potência de um MEC adjacente e então acionar uma ou mais camadas de transferência de seu próprio MEC 44, 46, 48. O MEC 44, 46, 48 pode então ainda servir parte ou toda sua carga de equipamento 50 e o módulo CNI 162 permanece completamente funcional e pode comunicar com outros módulos CNIs 162 por meio disto mantendo o sistema de treliça do MEC 44, 46, 48 e a rede de comunicações ativos.

[00083] As FIGS. 10A-10D ilustram diferentes configurações da estrutura de barramento de comutação de potência primária de alta tensão de cada dos MECs primários 44 mostrados nas FIGS. 5A-5E. Cada qual pode ser designado como Rl, R2, LI ou L2 com base em qual gerador 34a, 34b, 36a, 36b aciona diretamente cada dos quatro MECs primários 44 e se os quatro MECs primários 44 são dianteiros ou traseiros e se eles estão no lado esquerdo ou no direito da aeronave 10. RI corresponde ao MEC primário direito dianteiro 44 que recebe potência primária do gerador 36a. R2 corresponde ao MEC primário direito traseiro 44 que recebe potência primária do gerador 36b. LI corresponde ao MEC primário esquerdo dianteiro 44 que recebe potência primária do gerador 34a. L2 corresponde ao MEC primário esquerdo traseiro 44 que recebe potência primária do gerador 34b.

[00084] A FIG. 10A ilustra a porção de alta potência 120 com / 56 barramento de comutação de potência primária 96a e dispositivos de comutação de estado sólido do MEC primário do lado dianteiro 44 (Rl) das FIGS. 5A e 5B. A FIG. 10B ilustra a porção de alta potência 120 com barramento de comutação de potência primária 96a e dispositivos de comutação de estado sólido do MEC primário direito traseiro 44 (R2) das FIGS. 5A e 5C. A FIG. 10C ilustra a porção de alta potência 120 com barramento de comutação de potência primária 96a e dispositivos de comutação de estado sólido do MEC primário esquerdo dianteiro 44 (Ll) das FIGS. 5A e 5D. A FIG. 10D ilustra a porção de alta potência 120 com barramento de comutação de potência primária 96a e dispositivos de comutação de estado sólido do MEC primário direito esquerdo traseiro 44 (L2) das FIGS. 5A e 5E. Juntas, as FIGS. 10A-10D representam uma arquitetura comum e esquema de dispositivos de comutação de estado sólido que podem prover conectividade para cada MEC primário 44.

[00085] A FIG. 10A ilustra melhor a estrutura de barramento primária, elementos de estado sólido e conexões para o MEC primário direito dianteiro 44 (Rl) que tem o menor número de elementos de estado sólido em comparação com os outros MECs primários 44 posicionados em qualquer lugar. Entretanto, a mínima estrutura representada na FIG. 10A pode ser expandida para incluir elementos de estado sólido adicionais (mostrados em linhas tracejadas) a fim de incluir a funcionalidade necessária para quaisquer dos outros MECs primários 44. Os elementos de estado sólido adicionais podem ou não ser povoados em todos encaixes em todos MECs 44,46,48 instalados.

[00086] Cada das quatro configurações das FIGS. 10A-10D para os quatro MECs primários 44 tem uma conexão de potência primária 210 de um dos geradores principais 34a, 34b, 36a, 36b, e uma conexão 212 em qualquer das ligações dianteira ou traseira 76, 78. Cada configuração também inclui uma conexão de saída 214 com um MEC secundário associado 46. Cada qual também inclui dois contactadores de estado sólido de alta corrente 216, 218 e

35/56 dois contactadores de estado sólido de baixa corrente 220, 222. Os dois contactadores de alta corrente 216, 218 são conectados entre si na conexão 224. Um dos contactadores de alta corrente 216 é também conectado na conexão 210 para ligar e desligar a potência primária principal e o outro contactador de alta corrente 218 é também conectado na conexão 212 nos ligações dianteira ou traseira 76, 78 dependendo se o MEC primário 44 está em uma seção dianteira ou traseira da aeronave 10. O contactador de baixa corrente 220 é conectado em uma conexão 214 para o MEC secundário associado 46. O outro contactador de baixa corrente 222, em combinação com a alimentação de distribuição 98 descrita com mais detalhes a seguir, é para ligar e desligar potência entre a porção de alta potência 120 e a porção de baixa potência 122 de cada MEC primário 44.

[00087] O MEC primário dianteiro esquerdo 44 (Ll) representado na FIG. 10C incluí um outro contactador de alta corrente 250 entre uma conexão 252 da ligação intermediária 80 e a conexão 212 para o barramento de ligação dianteiro 76. O MEC primário esquerdo traseiro 44 (L2) representado na FIG. 10D inclui o contactador de alta corrente adicional 250 que o MEC primário dianteiro esquerdo 44 (Ll) inclui bem como um outro contactador de alta corrente 260 entre a conexão 252 para o barramento de ligação intermediário 80 e uma conexão de entrada 262 para o gerador da unidade de potência auxiliar 54. O MEC primário esquerdo traseiro 44 (L2) também incluí o mesmo contactador de baixa corrente 232 no MEC de reserva 48 onde potência de CA de alta tensão é transmitida através da ligação 270 e para a unidade autotransformadora retificadora (ATRU) 272 e para o barramento 274.

[00088] O MEC primário direito traseiro 44 (R2) representado na FIG. 10B também inclui um contactador de baixa corrente 232 para conectar o MEC de reserva 48 com potência de CA de alta tensão através da ligação 234 na ATRU 236 e no barramento 240. Todas as quatro configurações também

36/56 têm a opção de ter contactadores adicionais tal como um contactador de baixa corrente 278 para ligar e desligar potência que exige 230 V de CA como mostrado em cada qual das FIGS. 10A-10D.

[00089] Para facilitar a fabricação e disponibilidade de inventário, as arquiteturas variáveis mostradas em cada qual das FIGS. 10A-10D podem ser rearranjadas em uma única estrutura com um esquema similar de um dispositivo de rede de comutação de potência primária (PPSND) 302, como mostrado na FIG. 11, com contactadores opcionais 232, 250, 260, 278 para várias cargas com base na configuração de comutação de potência primária e onde o MEC 44 está dentro de uma aeronave 10, como anteriormente explicado. Cada PPSND 302 corresponde à porção de alta potência 120 de cada MEC primário 44 e é configurado para compartilhar fontes e saídas comuns com opções para contactadores adicionais 232, 250, 260, 278 para receber potência primária diretamente de um MEC de reserva 48 ou para receber potência primária do gerador da unidade de potência auxiliar 54 que são conectados via os barramentos de ligação dianteiro, traseiro e intermediário 76, 78, 80 da maneira necessária. Como mostrado na FIG. 5C, o barramento de comutação de potência primária de alta potência 96a do MEC primário direito traseiro 44 é conectado no MEC de reserva 48 com a ligação 234. Na FIG. 5D, o MEC primário esquerdo dianteiro 44 é conectado pelo barramento de ligação dianteiro 76 com contactador 218a-c no MEC primário direito dianteiro 44 e conectado pelo barramento de ligação intermediário 80 com contactadores 250a-c no MEC primário esquerdo traseiro 44. O MEC primário esquerdo traseiro 44, como mostrado na FIG. 10D, tem a maioria dos contactadores em decorrência de ser conectado em outros MECs primários 44 com os barramentos de ligação traseiro e intermediário 78, 80 bem como o MEC de reserva 48 com contactadores 232a-c pela ligação 270.

[00090] Um conjunto de PPSNDs substancial mente idênticos 302a-c mostrado nas FIGS. 12A-12C pode ser usado com um MEC primário 44 para

37/56 receber potência primária trifásica de um dos geradores 34, 36. Embora o PPSNDs 302a-c mostrado seja rotulado para uso em combinação com o MEC primário direito dianteiro 44 (RI), os três PPSNDs 302a-c podem também ser usados para receber potência trifásica para qualquer dos outros MECs primários 44. Cada dos alimentadores de potência primária 40, 42 preferivelmente é um fio de potência de quatro condutores conectado em cada dos MECs primários 44 onde três dos condutores porta qualquer das fases A, B ou C da potência trifásica. O quarto condutor pode ser um fio neutro conectado em um quatro PPSND.

[00091] Ainda referindo-se à FIG. 11 e FIGS. 12A-12C, potência de fase A é recebida na conexão 210a para acionar o barramento de comutação de potência primária 96a do PPSND 302a da FIG. 12A, potência de fase B é recebida na conexão 210b para acionar o barramento de comutação de potência primária 96b do PPSND 302b da FIG. 12B, e potência de fase C é recebida na conexão 210c para acionar o barramento de comutação de potência primária 96c do PPSND 302c da FIG. 12C. Elementos de estado sólido são representados por quadrados em cada das FIGS. 12A-12C e conjuntos dos elementos de estado sólido constituem os contactadores 216, 218, 220, 222, 232, 250, 260 e 278, como representado na FIG. 11.

[00092] Nas FIGS. 12A-12C, números de referência terminando com “a”, “b” ou “c” podem referir-se a componentes utilizando potência de fase A, potência de fase B ou potência de fase C, respectivamente. Entretanto, tais números de referência em si podem também referir-se coletivamente e/ou genericamente aos mesmos componentes sem especificamente referenciar a uma fase de potência particular. Contactadores 210a-c acionam os barramentos de comutação de potência primária de alta potência 96a-c, respectivamente. Potência primária provém de cada dos barramentos de comutação de potência primária 96a-c através de contactadores 218a-c ao barramento de ligação dianteiro 76a-c (ou o barramento de ligação traseiro

38/56

78a-c, dependendo se o MEC primário 44 está em uma seção dianteira ou traseira da aeronave 10). Altem ativam ente, potência poderia ser proveniente do barramento de ligação dianteiro 76a-c ao barramento de comutação de potência primária 96a-c através de contactadores 218a-c. Potência primária poderia também ser provida no barramento de ligação intermediário 80a-c, ou a partir dele, nas conexões 252a-c e através de contactadores 250a-c em associação com os barramentos de comutação de potência primária 96a-c. Potência primária poderia também ser provida pelo gerador da unidade de potência auxiliar 54 com uma ligação de potência 130 conectada na conexão 262a-c e através de contactadores 260a-c nos barramentos de comutação de potência primária 96a-c.

[00093] Potência primária é provida dos barramentos de comutação de potência primária 96a-c através de contactadores 220a-c nas conexões de saída 214a-c para o MEC secundário 46. Potência primária é também provida dos barramentos de comutação de potência primária 96a-c através de contactadores 222a-c nas conexões de saída 390a-c e através da alimentação de distribuição 98 para acionar a porção de baixa potência 122 do MEC primário 44. Potência primária trifásíca das conexões de saída 390a-c do PPSNDs 302a-c pode ser levada através de um sistema de treliça a outros componentes dentro do mesmo MEC 44, 48 como os PPSNDs 302a-c. Alimentação de distribuição 98 é preferivelmente um condutor de quatro fios com um primeiro fio para potência de fase A conectado na conexão de saída 390a, um segundo fio conectado na conexão de saída 390b, e um terceiro fio conectado na conexão de saída 390c.

[00094] Alta potência trifásica pode ser distribuída diretamente da porção de alta potência 120 de um MEC primário 44 para cargas opcionais ou auxiliares utilizando conexões de saída 340a-c ou conexões de saída 342a-c nos PPSNDs 302a-c mostrados nas FIGS. 12A-12C. O contactador 232 e o contactador 278, mostrados na FIG. 11, correspondem às conexões de saída

39/56

340a-c e conexões de saída 342a-c mostradas nas FIGS. 12A-12C. Potência e CA de 23 OV de entrada e saída nas cargas auxiliares é controlada pelos contactadores 232a-c, 278a-c dos PPSNDs 302a-c. Se os PPSNDs 302a-c estivessem sendo utilizados no MEC primário traseiro esquerdo 44 (L2) mostrado nas FIGS. 5A e 5E, uma das cargas trifásicas auxiliares conectadas em conexões de saída 340a-c dos PPSNDs 302a-c seria o MEC de reserva 48. Em tal caso, a ligação 270 fornecendo potência trifásíca do MEC de reserva 48 seria um condutor de quatro fios com um fio separado conectado em cada dos três PPSNDs 302a-c e o quarto fio como um neutro conectado em um quatro PPSND 302. Embora as FIGS. 12A-12C representem conexões diretas para um total de duas diferentes cargas trifásicas, muitas outras cargas trifásicas podem ser servidas por um MEC primário particular 44 com conexões adicionais.

[00095] Um ou mais dos MECs 44, 46, 48 pode também incluir um sistema de treliça integrado com uma estrutura de montagem de uma ou mais camadas de transferência de dados e/ou potência separados por uma ou mais camadas de isolamento. A treliça é configurada para facilitar a instalação ou troca dentro de uma aeronave 10 e pode ser construída de materiais rígidos ou flexíveis tal como chapa metálica, termoplásticos, compósitos ou qualquer outro material adequado. Em uma aeronave, potência ou dados poderíam ser transferidos para vários locais na estrutura de montagem do sistema de treliça ou em vários locais na aeronave. Em algumas configurações, uma via ou um mecanismo tal como uma interconexão de treliça pode conectar eletricamente uma ou mais linhas de potência ou de dados em uma camada em uma ou mais linhas de potência ou de dados em uma ou mais diferentes camadas do sistema de treliça integrado, descrito no pedido de patente U.S. No. 13/930.024, intitulada TRUSS INTERCONNECT, depositado em 28 de junho de 2013, que está aqui incorporado pela referência na sua íntegra. A interconexão pode também ser usada para interconectar eletricamente uma LRU montada na camada da superfície de topo do sistema de treliça integrado e levar potência para

40/56 a treliça ou da treliça para a LRU. Uma LRU com os PPSNDs 302a-c tem uma saliência (projeção) condutora e, à medida que a interconexào atravessa a LRU e entra no sistema de treliça, a interconexào expande-se ao interior da saliência, bem como as camadas de transferência do sistema de treliça para fazer conexões elétricas entre a LRU e o sistema de treliça.

[00096] Em algumas configurações, o sistema de treliça integrado pode conectar eletricamente tanto sistema de potência quanto de dados. Em configurações adicionais, a interconexào de treliça pode também prover uma conexão mecânica entre uma ou mais camadas do sistema de treliça integrado. Em configurações adicionais, a interconexào de treliça pode ser configurada para múltiplas inserções e extrações, permitindo a reutilização da interconexào de treliça.

[00097] A FIG. 13 ilustra uma vista em perspectiva explodida de um sistema de treliça integrado multicamadas 500 de um MEC 44, 46, 48. O sistema de treliça integrado 500 pode incluir camadas de isolamento 502a502b (a seguir referidas coletivamente e/ou genericamente como “camadas de isolamento 502”) e camadas de transferência 504a-504c (a seguir referidas coletivamente e/ou genericamente como “camadas de transferência 504”). Em algumas configurações, as camadas de isolamento 502 e camadas de transferência 504 são arranjadas altemadamente umas com as outras de maneira tal que as camadas de isolamento separem eletricamente pelo menos parcialmente as camadas de transferência 504 umas das outras. Em configurações adicionais, as camadas de isolamento 502 são configuradas para, pelo menos parcialmente, separar fisicamente uma ou mais das camadas de transferência 504 de uma ou mais outras camadas de transferência 504. Também, em algumas configurações, uma ou mais das camadas de isolamento pode agir como uma barreira de fumaça ou respingo d’água entre os compartimentos de passageiro e carga.

[00098] Componentes de um MEC 44, 46, 48 podem ser presos de forma

41/56 desanexável no sistema de treliça 500. Uma porção da porção do sistema de rede de barramento de potência 90 da FIG. 3, por exemplo, correspondente à porção de alta potência 120 de um MEC primário 44, com os PPSNDs 302a-c, é alojada em uma LRU 52 montada na camada de isolamento da superfície superior 502a do sistema de treliça 500. Também, dentro da LRU 52 com a porção do sistema de rede de barramento de potência 90 está um microprocessador que recebe entradas de dados do canal A e B do módulo CNI 162 para controlar todos os contactadores 216,218,220, 222, 232, 250, 260 e 278.

[00099] Potência primária trifásica 506a-d (a seguir pode ser referida coletivamente e/ou genericamente como “potência primária trifásica 506”) é provida de um dos geradores principais 34, 36 nos PPSNDs 302a-c na porção do sistema de rede de barramento de potência 90. Potência de fase A 506a, potência de fase B 506b, ou potência de fase C 506c, ou todas três, pode ser roteada das conexões de saída 390a-c através das camadas de isolamento 502 para uma ou mais camadas de transferência 504 do sistema de trelíça 500. O neutro 506d da potência primária trifásica 506 também pode ser roteado através das camadas de isolamento 502 para uma ou mais camadas de transferência 504 do sistema de treliça 500. Dados de comunicação são transmitidos de um MEC 44, 46, 48 para qualquer outro MEC 44, 46, 48 através de dois canais de dados 188, 190 (normalmente referidos como canais A e B). Como mostrado na FIG. 13, a estrutura de montagem do sistema de treliça 500 fornece camadas separadas configuradas para prover canais de comunicação separados aos componentes do sistema montados no sistema de treliça 500. Ambos os canais de dados 188, 190 podem ser roteados através das camadas de isolamento 502 para uma ou mais camadas de transferência 504 do sistema de treliça 500. Por exemplo, a camada de transferência 504a inclui trajeto de transferência de dados 536 e a camada de transferência 504b inclui trajeto de transferência de dados 538. Os trajetos de transferência de dados 536, 538 podem ser separados um do outro por uma ou mais camadas

42/56

502, 504 tal como a camada de transferência 504c. Comunicações de recebimento e envio de dados entre a porção do sistema de rede de barramento de potência 90 com PPSNDs 302 e o módulo CNI 162 são feitas através dos canais de dados 188, 190. O canal de dados 188 atravessa o trajeto de transferência 536 da camada de transferência 504a e o canal de dados 190 atravessa o trajeto de transferência 538 da camada de transferência 504b. [000100] Em algumas configurações, as camadas de transferência 504 são configuradas para incluir um ou mais trajetos de transferência de potência ou dados, ou ambos. Por exemplo, a camada de transferência 504c pode incluir trajetos de transferência de potência 512a e 512b que correspondem à potência de fase B 506b e neutro 506d da potência trifásica 506. O trajeto de transferência de potência 512a recebe potência de fase B, de 230 V de CA, por exemplo, e transfere-a para uma outra LRU 52 montada no sistema de treliça 500 tal como o módulo CNI 162 mostrado na FIG. 13. O trajeto de transferência 512b é o trajeto de retomo de corrente através do neutro 506d a partir do módulo CNI 162 de volta para um dos PPSNDs 302.

[000101] Cada MEC 44, 46, 48 também inclui pelo menos um módulo de distribuição de potência 170 para distribuir potência secundária dos MECs 44, 46, 48. Cada módulo de distribuição 170 pode ser configurado como uma ou mais LRUs 52. Cada módulo de distribuição 170 preferivelmente recebe todas as três fases, mas distribui-as para condutores monofásicos de uma maneira equilibrada. Como mostrado na FIG. 13, a fase A 506a e a fase B 506b são providas através de duas diferentes camadas de transferência 504 do sistema de treliça 500, e então para módulos de distribuição 170. Cada módulo de distribuição 170 então distribui potência secundária monofásica para as cargas de equipamento de baixa potência 50 na zona atribuída de cada MEC particular 44, 46, 48. As cargas de equipamento 50 associadas com cada MEC 44, 46, 48 são preferivelmente distribuídas uniformemente através de todas as três fases de potência. Preferivelmente, cada uma das cargas de

43/56 equipamento de baixa potência 50 é conectada em um módulo de distribuição 170 com um par condutor elétrico trançado. Embora o presente pedido represente um número particular de conexões em uma ou mais das figuras, qualquer número de cargas de equipamento 50 pode ser servida por um MEC 44, 46, 48 sujeito à quantidade de potência secundária disponível.

[000102] A FIG. 14 ilustra um MEC primário 44 com diversas camadas de um sistema de treliça. O MEC primário 44 inclui TRUs 134, 142, a ATU 138, o módulo CNI 162, módulos de distribuição 170 e um PPSND 302. MECs primários 44 incluem um PPSND' 302 e os MECs 46, 48 não. Um MEC secundário 46 poderia ser representado de uma maneira similar ao MEC 44 na FIG. 10B, exceto que sem um PPSND 302. As duas TRUs 134, 142, a ATU 138, o módulo CNI 162, módulos de distribuição 170 e o PPSND 302 são eletricamente interconectados nos traços ou interconexões metalizadas nas camadas de transferência 504 inserindo mecanismos interconectores 562. Os mecanismos de interconexão 562 são inseridos em cada uma das TRUs 134, 142, da ATU 138, do módulo CNI 162, dos módulos de distribuição 170 e do PPSND 302 e nas vias 566 em cada das camadas de transferência 504.

[000103] O sistema de treliça incluí camada de transferência 504a com traço 536 para o canal A e a camada de transferência 504b com traço 538 para o canal B. Cada das TRUs 134, 142, a ATU 138, os módulos de distribuição 170 e o PPSND 302 é conectado em um traço do canal A dedicado 536 e em um traço do canal B dedicado 538. Entretanto, o número de traços, 536, 538 em cada camada de transferência 504 depende do protocolo. Em outras modalidades, as TRUs 134, 142, a ATU 138, os módulos de distribuição 170 e o PPSND 302 poderiam todos ser conectados no mesmo traço do canal A 536 e no mesmo traço do canal B 538.

[000104] O sistema de treliça na FIG. 14 também inclui camadas de transferência 504c, 504d, 504e e 504f. A camada de transferência 504c inclui traços 570 com potência primária trifásica 506, tal como 230 V de CA, para

44/56 acionar o sistema de treliça do MEC 44,46, 48 e os sistemas conectados nele. Um respectivo traço 570 corresponde à potência de fase A 506a, potência de fase B 506b, potência de fase C 506c, e neutro 506d. As duas TRUs 134, 142, a ATU 138, o módulo CNI 162, e o PPSND 302 são conectados nos traços 570 da camada de transferência 504c com mecanismos interconectores 562 através de vias 566. A potência primária trifásica 506 é provida pelos geradores 34, 36 através do PPSND 302 na camada de transferência 504c. As duas TRUs 134, 142, a ATU 138, e o módulo CNI 162 são então acionados, recebendo a potência primária trifásica 506 dos traços 570 da camada de transferência 504c.

[000105] Potência secundária é distribuída das TRUs 134, 142 e da ATU 138 para as camadas de transferência 504d, 504e, 504f, As camadas de transferência 504d, 504e são camadas de baixa tensão, tal como 28 V de CC, e cada qual inclui um traço positivo 574, um traço negativo 576, e um traço neutro 578. Uma dessas camadas de transferência 504, tal como a camada de transferência 504e, pode fornecer potência de reserva da RAT 128 ou da célula de combustível via a segunda TRU 142. Potência 28 V de CC dos traços 574, 576, 578 das camadas de transferência 504d, 504e é distribuída no módulo de distribuição 170. A camada de transferência 504f é uma camada trifásica de baixa tensão, tal como 115 V de CA, que inclui potência de fase A 580, potência de fase B 582, potência de fase C 584 e um neutro 586. Potência de 115 V de CA dos traços da camada de transferência 504f é também distribuída para o módulo de distribuição 170.

[000106] O módulo de distribuição 170 é conectado nos traços das camadas de transferência 504d, 504e, 504f para potência secundária e também nos traços 536, 538 para os canais A e B 202, 204 a fim de distribuir a potência secundária nas cargas de equipamento 50 com os pares condutores elétricos trançados e blindados 314. O módulo de distribuição 170 não é conectado na camada de transferência 504b com potência primária trifásica 506 em virtude de potência primária não ser distribuída do módulo de

45/56 distribuição 170. Dados de comunicação dos canais A e B 202, 204 dos controles das camadas de transferência de treliça 504a, 504b controlam quando o módulo de distribuição 170 liga e desliga potência secundária dos pares condutores elétricos trançados e blindados 314 para servir as cargas de equipamento 50.

[000107] Como mostrado na FIG. 14, o módulo CNI 162 é conectado em cada traço em cada camada 504 do sistema de treliça do MEC 44, 46, 48. Em virtude de haver múltiplas entradas de tensão no módulo CNI 162, reguladores de potência realizam conversões nas tensões necessárias. Se qualquer dos traços em uma ou mais das camadas 504 ficar acionado, o módulo CNI 162 toma-se ativo. Por exemplo, se todos os MECs 44, 46 perderem potência primária, potência podería ser provida ao MEC de reserva 48 com a RAT 128 ou célula de combustível, por meto disto fornecendo potência aos traços 574, 576, 578 da camada reserva 504e. Potência nos traços 574, 576, 578 da camada de transferência 504e ativaria o módulo CNI 162. O módulo CNI 162 também recebe dados de comunicação para uso com as comutadores de rede 182, 184, 186 de ambos os canais A e B 202, 204 de cada qual dos traços 536, 538 das camadas de transferência 504a, 504b.

[000108] A FIG. 14 também representa uma barreira 588 preferivelmente posicionada acima das camadas de transferência 504 do sistema de treliça de um MEC 44, 46, 48. Se o sistema de treliça fosse posicionado na estrutura do piso como mostrado na FIG. 17, a barreira serviría como uma barreira de fumaça para impedir que fumaça do compartimento de carga entre no compartimento de passageiro e/ou como uma barreira contra respingo d’água para impedir respingo de água em qualquer lugar na aeronave 10. Por exemplo, a barreira 588 podería impedir respingo de água nos componentes elétricos de um MEC 44, 46, 48. Altemativamente, ou adicionalmente à barreira 588, uma ou mais das camadas de isolamento 502 podería ser a barreira de fumaça e/ou respingo

46/56 d’água. Por exemplo, a camada isolante mais de cima 502 do sistema de treliça poderia ser configurada para agir como uma barreira para água e fumaça.

[000109] Em aeronave compósita existente, a rede de retorno de corrente fornece um trajeto de retomo de corrente de falha, um trajeto de proteção de segurança de pessoal, e trajeto de proteção contra raios para os sistemas da aeronave. Entretanto, como anteriormente explicado, a rede de retomo de corrente também fornece uma quantidade significante de peso de fio a uma aeronave, que é indesejável.

[000110] As redes de retomo de corrente dessas aeronaves conhecidas são também suscetíveis a grandes deslocamentos de tensão. Ambas tensões CA e CC podem ser medidas na rede de retomo de corrente. As correntes de retomo de todas as cargas de equipamento na aeronave, na rede de retomo de corrente são cumulativas e, portanto, uma queda de tensão é criada ao longo da rede de retomo de corrente, medida do ponto de terra da fonte de potência até os pontos de terra de carga. A queda de tensão em diferentes pontos ao longo da rede de retomo de corrente aumenta dos pontos de terra da fonte de potência em direção à parte de trás da aeronave proporcional à impedância da rede de retomo de corrente e da corrente que passa através dela.

[000111] A FIG. 15 ilustra no geral que potência primária trifásica (3φ) 506 é roteada de um ou mais dos geradores principais 34, 36 para múltiplas TRUs isoladas 134 e ATUs não isoladas 138. As TRUs 134 e as ATUs 138 são distribuídas na aeronave, 10 como parte da arquitetura distribuída mais bem mostrada na FIG. 15. Pelo menos uma TRU 134 e pelo menos uma ATU 138 corresponde a um dos MECs 44, 46, 48. Em virtude de as TRUs 134 serem isoladas, elas podem ser aterradas sempre que conveniente. Também, em virtude de as TRUs 134 serem distribuídas, as TRUs 134 podem ser aterradas em diferentes locais e, portanto, suas correntes de retomo CC permanecem locais a cada respectivo MEC 44, 46, 48. Entretanto, as

47/56 correntes de retomo não são mais cumulativas, que resulta em uma tensão de deslocamento CC zero.

[000112] A FIG. 16 também ilustra no geral a distribuição tanto de potência de CA quanto de potência de CC de uma ATU 138 ou uma TR.U 134, respectivamente. Entretanto, mais especificamente como anteriormente descrito, a potência primária 506 é primeiro distribuída para o equipamento de conversão de potência e então para os módulos de distribuição 170 conectados em cada uma das cargas de equipamento de baixa potência 50 com múltiplos cabeamentos condutores onde os condutores transportam correntes essencialmente iguais, mas opostas. Em aplicação, pode haver pequenas diferenças na corrente transportada pelos condutores. O cabeamento pode ser um par condutor elétrico que pode ser um par condutor elétrico trançado que pode também ser blindado. Por exemplo, um par condutor elétrico trançado e blindado 314 incluí um condutor de energia elétrica 3 10 e um neutro ou condutor de retomo 312. O condutor neutro pode ser roteado com um alimentador de potência trifásica.

[000113] Depois de converter a potência primária 506, potência de CA é distribuída de cada ATU 138 para cargas de equipamento CA 50a com um condutor de energia elétrica 310 e corrente é retomada de cada equipamento CA 50a em um condutor de retomo correspondente 312 do par condutor elétrico trançado e blindado 314. Potência de CC é provida de cada TRU 134 nas cargas de equipamento CC 50b com condutor de energia elétrica 310. Corrente é retomada de cada carga de equipamento CC 50b no condutor de retomo correspondente 312 do par condutor elétrico trançado e blindado 314. [000114] Potência de fase A 506a, potência de fase B 506b, e potência de fase C 506c são distribuído dos geradores 34, 36. Um quarto fio dos geradores 34, 36 para a potência primária trifásica 506 está também representado que é o condutor neutro 506d. Cada uma das cargas de equipamento CA 50a inclui um fio de terminação blindado 590 representado

48/56 por uma linha tracejada conectada no condutor neutro 506d e cada uma das cargas de equipamento CC 50b inclui um fío de terminação blindado 592 também representado por uma linha tracejada conectada no condutor neutro 506d. Embora cada uma das cargas de equipamento 50a e 50b seja conectada no condutor neutro 506d com os fios de terminação blindados 590 e 592, respectivamente, as correntes de retomo de carga não são mais cumulativas. Na FIG. 16, parte do condutor neutro 506d é configurada para aparecer como uma rede de retomo de corrente (CRN) meramente para ilustrar que a tensão diferencial é zero em decorrência do uso de pequenos laços de pares condutores de fio trançado para distribuição de potência secundária localizada. O condutor neutro 506d da potência primária trifásica distribuída 506 entre MECs 44, 46, 48 da aeronave 10, que é muito menor que condutores que tipicamente seriam utilizados como parte de um CRN, pode simplesmente ser referido como um barramento terra de segurança (SGB). Portanto, um CRN não é mais necessário na aeronave compósita 10 com distribuição de potência secundária localizada provida por pares condutores de fio trançado. O par condutor elétrico trançado e blindado 314 agora fornece retomo de corrente. Também, a área seccional transversal dos laços criados pelo par elétrico e condutor trançado e blindado 314 é muito menor que a área seccional transversal criada pelo maior circuito de fio do CRN que reduz o ameaça de raio na aeronave compósita 10. Para comparação, os condutores do par trançado podem ser cerca de 16 a cerca de 20 American wire gauge (AWG) ao passo que os condutores do CRN têm cerca de 2 AWG ou mais de diâmetro.

[000115] A FIG. 16 também ilustra a distribuição de potência primária dos geradores 34, 36 entre MECs primários 44 distribuídos nas seções dianteira, intermediária e traseira da aeronave 10. Cada MEC primário 44 inclui uma TRU 134 e uma ATU 138 para servir cargas de equipamento 50b e cargas de equipamento 50a, respectivamente, como anteriormente descrito. A

49/56 potência é distribuída de cada MEC 44 para cada carga de equipamento 50 com um par condutor elétrico trançado e blindado 314. A FIG. 16 também representa um par de MECs 44 fornecendo 230 V de CA para cargas auxiliares 520. Como referido nas FIGS. 12A-12C e no texto anexo, potência 230 V de CA nas cargas auxiliares é controlada pelos contactadores 232, 278 dos PPSNDs 302 do MEC primário 44, [000116] A FIG. 16 também ilustra uma pluralidade de LRUs 52, taís como aviônicas, servida pelo MEC primário mais dianteiro 44. A FIG. 16 também ilustra uma bateria 598 para prover potência de reserva. Embora FIG. 16 represente a bateria 598 fornecendo potência de reserva somente para o MEC primário mais dianteiro 44, potência de reserva da bateria é preferivelmente provida a todos os MECs primários 44.

[000117] A FIG. 17 ilustra um sistema de treliça integrado 600 que pode ser usado na fabricação de aeronave para prover um ou mais trajetos de transferência de potência e dados anteriormente explicado. Um ou mais MECs 44, 46, 48 pode incluir sistema de treliça 600 como um suporte ou estrutura de montagem para anexar todo ou parte de sistemas de veículo, componentes de um MEC 44,46,48, cargas de equipamento 50, LRUs 52, ou outro equipamento.

[000118] A estrutura de montagem do sistema de treliça 600 pode ser um conjunto multipartes ou modular de elementos estruturais separados que são empilhados, conectados de forma desanexável ou travados entre si para criar uma estrutura de montagem integrada que pode ser instalada em uma aeronave 10 como uma única peça unitária. Cada elemento estrutural pode ter uma ou mais camadas de transferência e uma ou mais camadas de isolamento como anteriormente descrito. Cada elemento estrutural do sistema de treliça multipartes 600 pode ser desanexável dos outros para permitir reparo ou troca de elementos estruturais danificados sem remoção dos elementos estruturais não danificados da aeronave 10. Uma ou mais camadas de cada elemento estrutural pode também ser substituída. Um elemento do sistema de treliça

50/56

600 poderia ser permutado sem ter que remover todo o sistema de treliça 600. Também, toda ou pelo menos uma porção do sistema de treliça 600 pode também ser desanexável da estrutura de suporte da aeronave 10 tais como as vigas do piso ou elementos da armação da fuselagem. Altemativamente, o sistema de treliça 600 pode ser fabricado como uma única estrutura monolítica que pode ser instalada ou substituída na sua totalidade.

[000119] O sistema de treliça 600 é configurado para estender-se ao interior de um pequeno volume estrutural definido na parede lateral da fuselagem entre elementos da armação, e na profundidade dos elementos da armação, ou no espaço no piso entre os compartimentos de passageiro e de carga da aeronave 10, e na profundidade das vigas do piso. Altemativamente, uma treliça tal como o sistema de treliça 600 poderia ter uma forma física configurada para ser implantada dentro de uma baia de equipamento tradicional. O sistema de treliça 600 montado na parede lateral da aeronave 10 preferivelmente corresponde à curvatura da fuselagem da aeronave 10. A FIG. 17 é uma vista de base olhando para cima em direção ao sistema de treliça 600 configurado para estender-se da parede lateral a parede lateral da aeronave 10, sob os trilhos dos assentos 610, e entre vigas do piso transversais 608. Um MEC 44, 46, 48 posicionado no piso ou na parede lateral da aeronave 10 com um sistema de treliça tal como sistema de treliça 600 pode servir as cargas de equipamento 50 dentro do compartimento de passageiro e no compartimento de carga da aeronave 10 que estão em proximidade com o MEC 44, 46, 48.

[000120] O sistema de treliça 600 é configurado para ter uma porção intermediária estreita que estende-se sobre o topo de duas vigas do piso adjacentes internas 608 e porções de extremidade opostas que estendem-se adicionalmente para fora de ambos os lados das duas vigas de piso adjacentes internas 608 até as vigas do piso seguintes 608 para prover uma ampla superfície para montagem de componentes tais como os módulos de

51/56 distribuição de potência 170. Em uma ou mais modalidades, o sistema de treliça é configurado para ter uma largura e comprimento entre vigas do piso adjacentes 608, ou entre vigas do piso 608 que são deslocadas uma da outra, que é adequado para servir como uma barreira de fumaça para impedir que fumaça do compartimento de carga entre no compartimento de passageiro e/ou como uma barreira contra respingo d’água para obstruir respingo de água nos componentes elétricos dentro do MEC 44, 46, 48.

[000121] A FIG. 17 também mostra o módulo CNI 162, módulos de distribuição de potência 170, TRUs 134, 142, a ATU 138 e os PPSNDs 302 montados no sistema de treliça 600 de um MEC primário 44. A TRU 134 recebe 230 V de CA das conexões de saída 390 dos PPSNDs 302. As TRUs 134 conectam em um barramento de potência com 28 V de CC para acionar os módulos de distribuição 170. Cada módulo de distribuição de potência 170 tem conexões 596 para fazer interface com as cargas de equipamento 50 associadas com o MEC primário 44.

[000122] Cada elemento estrutural do sistema de treliça 600 tem uma ou mais camadas de transferência e isolamento anteriormente explicadas. Uma das camadas de transferência pode ser configurada para transferir potência de alta tensão de uma porção de um MEC 44, 46, 48 para uma outra porção do mesmo MEC 44, 46, 48. Por exemplo, potência de alta tensão pode ser provida dentro do sistema de treliça 600 através de uma camada de transferência nos PPSNDs 302, configurada como uma LRU 52, montada na superfície de sistema de treliça 600. Potência secundária de baixa tensão pode também ser provida através de uma outra camada de transferência do sistema de treliça 600 nas cargas de equipamento de baixa potência 50 montado na superfície do sistema de treliça 600. Também, dados de comunicação podem ser providos através de uma camada de transferência da treliça 600 a um componente do sistema de aeronave montado na superfície do sistema de treliça 600, Uma camada de transferência do sistema de treliça 600 poderia

52/56 prover o canal A a um componente do sistema montado na superfície do sistema de treliça 600 e uma outra camada de transferência poderia prover o canal B a esse mesmo sistema.

[000123] De volta agora à FIG. 18, em um veículo compósito é fornecida aqui uma rotina ilustrativa 700 para reduzir ameaças de raios e peso de fío condutor. A menos que de outra forma indicado, pode-se realizar uma quantidade maior ou menor de operações do que mostrado nas figuras e descritas aqui. Adicionalmente, a menos que de outra forma indicado, essas operações podem também ser realizadas em uma ordem diferente daquelas descritas aqui.

[000124] A rotina 700 começa na operação 702, onde uma ou mais fontes de potência geram potência primária. A operação 704 inclui distribuir espacialmente MECs 44, 46, 48 através de um veículo compósito para distribuir energia elétrica para as cargas de equipamento 50. A operação 706 inclui prover capacidade de conversão de potência em cada MEC 44, 46, 48 para distribuir energia elétrica nas cargas de equipamento 50. A operação 708 inclui acoplar cargas de equipamento 50 no MEC mais próximo 44, 46, 48 com um par condutor 314. Em operação 710, o comprimento de um circuito definido pelo par condutor 314 é minimizado entre cada MEC 44, 46, 48 e cargas de equipamento associado 50.

[000125] Cláusula 1: Um sistema de distribuição de potência para um veículo, o sistema compreendendo: uma pluralidade de centros de equipamentos modulares (MECs) espacialmente distribuída por todo o veículo compósito, a pluralidade de MECs distribuindo potência para uma pluralidade de cargas de equipamento por todo o veículo compósito, cada uma das cargas de equipamento dentro do veículo compósito servida por um MEC mais próximo da pluralidade de MECs; e uma pluralidade de múltiplos cabos condutores, cada um dos múltiplos cabos condutores compreendendo múltiplos condutores de energia elétrica e um condutor neutro em que os

53/56 condutores de energia elétrica e o condutor neutro transportam correntes substancialmente iguais mas opostas, em que cada carga de equipamento é acoplada no MEC mais próximo com um dos múltiplos cabos condutores de maneira tal que um comprimento de um circuito definido pelos condutores de energia elétrica e o condutor neutro de cada um dos múltiplos cabos condutores entre cada MEC e cargas de equipamento associado é minimizado. [000126] Cláusula 2: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 em que cada da pluralidade de múltiplos cabos condutores é um par condutor elétrico.

[000127] Cláusula 3: O sistema de distribuição de potência da cláusula 2 em que cada de os pares condutores elétricos são pares condutores elétricos trançados.

[000128] Cláusula 4: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 em que o veículo compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si e definindo intervalos de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que o veículo é de outra forma livre de uma rede de retomo de corrente estendendo-se através de intervalos de seção entre múltiplas seções de veículo do veículo.

[000129] Cláusula 5: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 em que o veículo compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si definindo um intervalo de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que os múltiplos cabos condutores não estendem-se através de intervalos de seção.

[000130] Cláusula 6: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 adicionalmente compreendendo um transorb nas entradas de potência para um ou mais MECs em uma respectiva seção do veículo.

[000131] Cláusula 7: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 adicionalmente compreendendo um barramento terra de segurança acoplado entre MECs adjacentes.

54/56 [000132] Cláusula 8: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 em que o condutor neutro é roteado com um alimentador de potência trifásica. [000133] Cláusula 9: O sistema de distribuição de potência da cláusula 1 em que o veículo compreende um carcaça da fuselagem compósita.

[000134] Cláusula 10: Um método de reduzir ameaças de raios em um veiculo compósito, o método compreendendo: distribuir espacialmente centros de equipamentos modulares (MECs) por todo o veículo compósito para distribuir energia elétrica para uma pluralidade de cargas de equipamento por todo o veículo compósito; e acoplar cada carga de equipamento no MEC mais próximo com um par condutor, cada par condutor elétrico compreendendo um condutor de energia elétrica e um condutor neutro para transportar correntes iguais mas opostas.

[000135] Cláusula 11: O método da cláusula 10 adicionalmente compreendendo trançar um condutor de energia elétrica e um condutor neutro um no outro para formar o par condutor.

[000136] Cláusula 12: O método da cláusula 10 adicionalmente compreendendo cada MEC distribuir potência secundária somente em cada respectiva seção do veículo para servir cargas de equipamento associado.

[000137] Cláusula 13: Um sistema para minimizar correntes de retomo e eliminar a necessidade de um trajeto de retorno dedicado em uma aeronave compósita, o sistema compreendendo: uma pluralidade de centros de equipamentos modulares (MECs) espacialmente distribuída por toda a aeronave compósita; uma pluralidade de cargas de equipamento por toda a aeronave compósita; e uma pluralidade de pares condutores para distribuir potência dos MECs nas cargas de equipamento, em que cada carga de equipamento é acionada pelo MEC mais próximo para minimizar o comprimento de cada par condutor entre cada carga de equipamento e o MEC mais próximo.

[000138] Cláusula 14: O sistema da cláusula 13 em que a aeronave

55/56 compósita compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si definindo um corpo e um intervalo de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que pares condutores dos MECs nas cargas de equipamento não cruzam intervalos de seção.

[000139] Cláusula 15: O sistema da cláusula 13 em que os pares condutores sãos pares condutores elétricos trançados e blindados.

[000140] Cláusula 16: O sistema da cláusula 13 em que o comprimento de um circuito definido por um condutor de energia elétrica e um condutor neutro de cada par condutor entre cada MEC e cargas de equipamento associado é minimizado.

[000141] Cláusula 17: Um sistema de reduzir ameaças de raios em um veículo compósito, o sistema compreendendo: uma pluralidade de centros de equipamentos modulares (MECs) espacialmente distribuída por todo o veículo compósito, a pluralidade de MECs distribuindo potência para uma pluralidade de cargas de equipamento por todo o veículo compósito, cada uma das cargas de equipamento dentro do veículo compósito servida pelo MEC mais próximo; e uma pluralidade de pares condutores elétricos trançados e blindados, cada par condutor elétrico trançado e blindado compreendendo um condutor de energia elétrica e um condutor neutro em que o condutor de energia elétrica e o condutor neutro transportam correntes iguais mas opostas, em que cada carga de equipamento é acoplada no MEC mais próximo com um dos pares condutores elétricos trançados e blindados de maneira tal que o comprimento de um circuito definido pelo condutor de energia elétrica e o condutor neutro de cada par condutor elétrico trançado e blindado entre cada MEC e cargas de equipamento associado é minimizado, em que o veículo compósito compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si e definindo intervalos de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que o veículo compósito é de outra forma livre de uma rede de retomo de corrente estendendo-se através de intervalos de seção entre múltiplas seções de veículo

56/56 do veículo compósito, e em que a pluralidade de pares condutores elétricos trançados e blindados não estende-se através de intervalos de seção.

[000142] Cláusula 18: O sistema da cláusula 17 em que cada MEC distribui potência secundária somente em cada respectiva seção do veículo para servir cargas de equipamento associado.

[000143] A matéria objeto supradescrita é provida a título de ilustração somente e não deve ser interpretada como limitante. Várias modificações e mudanças podem ser feitas na matéria objeto descrita aqui sem fugir das modalidades de exemplo e aplicações ilustradas e descritas, e sem fugir do verdadeiro espírito e escopo da presente revelação, que é apresentado nas reivindicações seguintes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de distribuição de potência para um veículo compósito, caracterizado peto fato de que o sistema compreende:

uma pluralidade de centros de equipamentos modulares (MECs) espacialmente distribuída por todo o veículo compósíto, a pluralidade de MECs distribuindo potência para uma pluralidade de cargas de equipamento por todo o veículo compósito, cada uma das cargas de equipamento dentro do veículo compósito servida por um MEC mais próximo da pluralidade de MECs; e uma pluralidade de múltiplos cabos condutores, cada um dos múltiplos cabos condutores compreendendo múltiplos condutores de energia elétrica e um condutor neutro em que os condutores de energia elétrica e o condutor neutro transportam correntes substancial mente iguais mas opostas, em que cada carga de equipamento é acoplada no MEC mais próximo com um dos múltiplos cabos condutores de maneira tal que o comprimento de um circuito definido pelos condutores de energia elétrica e o condutor neutro de cada um dos múltiplos cabos condutores entre cada MEC e cargas de equipamento associado seja minimizado.
2. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada da pluralidade de múltiplos cabos condutores é um par condutor elétrico.
3. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada dos pares condutores elétricos são pares condutores elétricos trançados.
4. Sistema de distribuição de potência de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o veículo compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si e definindo intervalos de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que o veículo é de outra forma livre de uma rede de retomo de corrente estendendo-se através de

2/2 intervalos de seção entre múltiplas seções de veículo do veículo.
5. Sistema de distribuição de potência de acordo com as reivindicações 1,2, ou 4, caracterizado pelo fato de que o veículo compreende uma pluralidade de seções de veículo acopladas entre si definindo um intervalo de seção entre seções de veículo adjacentes, e em que os múltiplos cabos condutores não estendem-se através de intervalos de seção.
6. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 1, 2, ou 4 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um transorb em entradas de potência para um ou mais MECs em uma respectiva seção do veículo.
7. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 1, 2, ou 4 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um barramento terra de segurança acoplado entre MECs adjacentes.
8. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 1,2, ou 4 a 7, caracterizado pelo fato de que o condutor neutro é roteado com um alimentador de potência trifásica.
9. Sistema de distribuição de potência de acordo com a reivindicação 1, 2, ou 4 a 8, caracterizado pelo fato de que o veículo compreende uma carcaça da fuselagem compósita.
10. Método para reduzir ameaças de raios em um veículo compósito, caracterizado pelo fato de que o método compreende:

distribuir espacialmente centros de equipamentos modulares (MECs) por todo o veículo compósito para distribuir energia elétrica para uma pluralidade de cargas de equipamento por todo o veículo compósito; e acoplar cada carga de equipamento no MEC mais próximo com um par condutor, cada par condutor elétrico compreendendo um condutor de energia elétrica e um condutor neutro para transportar correntes iguais mas opostas.