BR102017027196A2

BR102017027196A2 - Sistema de detecção de aterrissagem forçada, e, método para detecção de uma aterrissagem forçada de uma aeronave

Info

Publication number: BR102017027196A2
Application number: BR102017027196-0A
Authority: BR
Inventors: Adnan Cepic; Amir Fazeli; Susanne Reber
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2017-02-08
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-02-19
Also published as: CA2993402A1; US10112702B2; EP3360796A1; US20180222575A1; EP3360796B1

Abstract

sistema de detecção de aterrissagem forçada, e, método para detecção de uma aterrissagem forçada de uma aeronave. um sistema de detecção de pouso duro inclui um conjunto de roda, um amortecedor de impacto acoplado mecanicamente ao conjunto de roda e à estrutura de trem de pouso do conjunto de trem de pouso, um controlador que possui um processador e uma memória tangível não transitória configurada para se comunicar com o processador. a memória tangível e não transitória possui instruções armazenadas na mesma, que, em resposta à execução pelo processador, fazem com que o sistema de detecção de desembarque rígido execute operações que incluem a detecção, através do processador, de um evento de pouso e a determinação, através do processador, se o evento de pouso é duro. o sistema de pouso duro pode incluir ainda o uso do sensor de posição do curso e a detecção do evento de pouso pode incluir o uso do sensor de posição de curso para medir um perfil de curso do amortecedor de impacto. adicionalmente, a determinação de se o evento de pouso é duro pode incluir comprar, através do processador, o perfil de curso do amortecedor de impacto a um curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado.

Description

“SISTEMA DE DETECÇÃO DE ATERRISSAGEM FORÇADA, E, MÉTODO PARA DETECÇÃO DE UMA ATERRISSAGEM FORÇADA DE UMA AERONAVE”

CAMPO DA DIVULGAÇÃO [001] A presente divulgação diz respeito a sistemas de aeronaves e mais especificamente a sistemas de pouso.

FUNDAMENTOS [002] Os dispositivos de absorção de impacto são usados em uma ampla variedade de sistemas de suspensão de veículos para controlar o movimento do veículo e seus pneus em relação ao solo e para reduzir a transmissão de forças transitórias do solo para o veículo. Amortecedores de absorção de impacto são um componente comum na maioria dos conjuntos de trem de pouso de aeronaves. Os amortecedores de impacto utilizados no trem de pouso das aeronaves geralmente estão sujeitos a requisitos de desempenho mais exigentes do que muitos amortecedores de impacto de veículos terrestres. Em particular, os amortecedores de impacto controlam o movimento do trem de pouso e absorvem e amortecem cargas impostas sobre o trem de pouso durante o pouso, taxiamento, decolagem e durante a frenagem.

[003] Um amortecedor de impacto geralmente realiza essas funções através da compressão de um fluido dentro de uma câmara vedada formada por cilindros telescópicos ocos. O fluido geralmente inclui tanto um gás quanto um líquido, como fluido hidráulico ou óleo. Um tipo de amortecedor de impacto geralmente utiliza um arranjo de ar sobre óleo em que um volume de gás confinado é comprimido conforme o amortecedor de impacto é comprimido axialmente e um volume de óleo é medido através de um orifício. O gás atua como um dispositivo de armazenamento de energia, como uma mola, de forma que, após o término de uma força de compressão, o amortecedor de impacto retorne ao seu comprimento original. Os

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 62/94 / 22 amortecedores de impacto também dissipam energia através da passagem do óleo através do orifício de forma que, conforme o absorvedor de impacto é comprimido ou estendido, sua taxa de movimento seja limitada pela ação de amortecimento a partir da interação do orifício e do óleo.

[004] Enquanto os amortecedores de impacto podem efetivamente absorver energia durante os eventos de pouso da aeronave, os eventos de pouso duro podem resultar em danos estruturais aos conjuntos da aeronave e/ou do trem de pouso. Um evento de pouso é convencionalmente considerado duro (ou seja, um evento de pouso duro) quando o piloto declara que o evento de pouso seja tal. Em outras palavras, existe um nível de subjetividade para determinar se um evento de pouso é um pouso duro. Existem vários problemas com este método subjetivamente. Por exemplo, se o piloto declara um evento de pouso duro, a aeronave deve ser inspecionada, testada e/ou revisada analiticamente com dados de pouso para verificar se as estruturas da aeronave e/ou os conjuntos de trem de pouso não estavam sobrecarregados. O processo de inspeção e/ou o processo de revisão analítica geralmente resultam na aeronave estando fora de serviço por um período de tempo e envolve gasto de tempo e recursos. Muitas vezes, o processo de inspeção resulta em nenhum dano estrutural encontrado. Alternativamente, se ocorrer um evento de pouso duro sem que o piloto identifique ou declare como tal, o dano estrutural pode passar despercebido. Pelo menos nessas razões, soluções convencionais para a detecção de pousos duros muitas vezes não produzem resultados confiáveis.

SUMÁRIO [005] Em várias modalidades, a presente divulgação proporciona um sistema de detecção de pouso duro de um conjunto de trem de pouso de uma aeronave. O sistema de detecção de pouso duro inclui, de acordo com várias modalidades, um controlador que possui um processador e uma memória tangível não transitória configurada para se comunicar com o processador, a

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 63/94 / 22 memória tangível não transitória tendo instruções armazenadas sobre o mesmo que, em resposta à execução pelo processador, faz com que o sistema de detecção de pouso duro execute várias operações. Estas várias operações incluem, de acordo com várias modalidades, a detecção, através do processador, de um evento de pouso e a determinação, através do processador, se o evento de pouso é duro.

[006] Em várias modalidades, o sistema de detecção de pouso duro inclui ainda um conjunto de roda do conjunto de trem de pouso, uma amortecedor de impacto acoplado mecanicamente ao conjunto de roda e um sensor de posição de curso acoplado ao amortecedor de impacto. A detecção do evento de pouso pode incluir o uso do sensor de posição do curso para medir um perfil de curso do amortecedor de impacto.

[007] Em várias modalidades, a determinação de se o evento de pouso é duro compreende a comparação, através do processador, do perfil de curso do amortecedor de impacto a um curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado. Em várias modalidades, o amortecedor de impacto inclui uma câmara de gás, uma câmara de óleo e uma câmara de recuo. O sistema de detecção de pouso duro pode incluir ainda um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto em comunicação fluida com a câmara de gás configurada para detectar uma pressão de gás na câmara de gás. Em várias modalidades, a determinação de se o evento de pouso é duro inclui calcular, através do processador, uma pressão de óleo na câmara de óleo com base no perfil de curso e na pressão do gás e calcular, através do processador, uma pressão de recuo na câmara de recuo com base no perfil de curso e na pressão do gás. A determinação de se o evento de pouso é duro também pode incluir o cálculo, através do processador, de uma carga vertical em uma estrutura de trem de pouso com base no perfil de curso, na pressão do gás, na pressão do óleo e na pressão do recuo e na comparação, através do processador, da carga vertical com uma carga vertical máxima

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 64/94 / 22 predeterminada.

[008] Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro inclui diferenciar, através do processador, o perfil de curso para produzir um perfil de taxa de compressão, em que o cálculo da pressão de óleo e o cálculo da pressão de recuo são baseados no perfil de taxa de compressão. A determinação se o evento de pouso é duro pode incluir o uso de um método iterativo para calcular, através do processador, um perfil de deflexão do pneu com base na carga vertical e o cálculo, através do processador, de uma taxa de afundamento do conjunto de trem de pouso com base no perfil de deflexão do pneu e no perfil de curso. A determinação se o evento de pouso é duro pode incluir ainda a comparação, através do processador, da taxa de afundamento a uma taxa de afundamento máxima predeterminada. Em várias modalidades, o cálculo da taxa de afundamento inclui a diferenciação, através do processador, de um perfil de posição do trem de pouso.

[009] Em várias modalidades, o amortecimento de impacto inclui um tubo de suporte de orifício e a determinação se o evento de pouso é duro inclui calcular, através do processador, um gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício com base na pressão do gás e na pressão do óleo e comparar, através do processador, o gradiente de pressão a um limite de gradiente de pressão predeterminado.

[0010] Em várias modalidades, a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto é realizada a uma frequência de pelo menos 10 Hertz. Em várias modalidades, a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto é realizada a uma frequência de pelo menos 50 Hertz. Em várias modalidades, a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto é realizada a uma frequência de pelo menos 100 Hertz.

[0011] Também divulgado neste documento, de acordo com várias modalidades, é um sistema de detecção de pouso duro de um conjunto de trem de pouso de uma aeronave. O sistema de detecção de pouso duro pode incluir

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 65/94 / 22 um conjunto de roda, um amortecedor de impacto acoplado mecanicamente ao conjunto de roda e à estrutura de trem de pouso do conjunto de trem de pouso, um sensor de posição de curso acoplado ao amortecedor de impacto, um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto configurado para detectar uma pressão de gás em uma câmara de gás do amortecedor de impacto, um controlador que possui um processador e uma memória tangível não transitória. A memória tangível não transitória pode ser configurada para se comunicar com o processador e pode ter instruções armazenadas sobre o mesmo que, em resposta à execução pelo processador, fazem com que o sistema de detecção de pouso duro execute várias operações. As referidas várias operações incluem, de acordo com várias modalidades, a medição, pelo processador e através do sensor de posição de curso, de um perfil de curso do amortecedor de impacto para detectar um evento de pouso, o cálculo, através do processador, de várias funções dependentes de tempo com base no perfil de curso do amortecedor de impacto e com base na pressão do gás e a comparação das múltiplas funções dependentes de tempos com os respectivos limites predeterminados para determinar se o evento de pouso é duro.

[0012] Também divulgado neste documento, de acordo com várias modalidades, é um método de detecção de um pouso duro de uma aeronave. O método pode incluir a detecção, por um controlador, de um evento de pouso e, em resposta à detecção do evento de pouso, a determinação, através do controlador, se o evento de pouso é duro. Em várias modalidades, a detecção do evento de pouso inclui o uso de um sensor de posição de curso para medir um perfil de curso de um amortecedor de impacto. Em várias modalidades, a determinação de se o evento de pouso é duro compreende a comparação, através do controlador, do perfil de curso do amortecedor de impacto a um curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado.

[0013] De acordo com várias modalidades, a determinação se o evento de pouso é duro inclui o cálculo, através do controlador, de uma pressão de

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 66/94 / 22 óleo em uma câmara de óleo de um amortecedor de impacto com base no perfil de curso e com base em uma pressão de gás em uma câmara de gás do amortecedor de impacto detectado por um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto. A determinação se o evento de pouso é duro também pode incluir o cálculo, através do controlador, de uma pressão de recuo em uma câmara de recuo do amortecedor de impacto com base no perfil de curso e na pressão do gás; cálculo, através do controlador, de uma carga vertical na estrutura do trem de pouso com base no perfil de curso, uma pressão do gás, uma pressão do óleo e uma pressão do recuo e comparação, através do controlador, da carga vertical com uma carga vertical máxima predeterminada.

[0014] Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro inclui a diferenciação, através do controlador, do perfil de curso para produzir um perfil de taxa de compressão, em que o cálculo da pressão de óleo e o cálculo da pressão de recuo são baseados no perfil de taxa de compressão. A determinação se o evento de pouso é duro pode incluir o uso de um método iterativo para calcular, através do controlador, um perfil de deflexão do pneu com base na carga vertical, calculando, através do controlador, uma taxa de afundamento de um conjunto de trem de pouso com base no perfil de deflexão do pneu e perfil de curso e a comparação, através do controlador, da taxa de afundamento com uma taxa de afundamento máxima predeterminada. Em tais modalidades, o cálculo da taxa de afundamento pode incluir a diferenciação, através do controlador, de um perfil de posição do trem de pouso. Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro inclui o cálculo, através do controlador, de um gradiente de pressão através de um tubo de suporte de orifício do amortecedor de impacto com base na pressão do gás e na pressão do óleo e a comparação, através do controlador, do gradiente de pressão com um limite de gradiente de pressão predeterminado.

[0015] Os recursos e elementos anteriores podem ser combinados em

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Ί / 22 várias combinações sem exclusividade, a menos que expressamente indicado de outra forma neste documento. Esses recursos e elementos, bem como a operação das modalidades divulgadas, se tornarão mais evidentes à luz da seguinte descrição e das figuras em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0016] A FIG.1 ilustra um exemplo de aeronave com um trem de pouso, de acordo com várias modalidades;

A FIG.2 ilustra um esquema de um amortecedor de impacto para utilização em conjuntos de trem de pouso de uma aeronave, de acordo com várias modalidades;

A FIG.3 ilustra um esquema de um sistema de detecção de pouso duro, de acordo com várias modalidades; e

A FIG.4 é um esquema de diagrama de fluxo esquemático de um método de controle de um sistema de detecção de pouso duro, de acordo com várias modalidades.

[001Ί] O assunto da presente divulgação é particularmente salientado e distintamente reivindicado na porção conclusiva do relatório descritivo. Uma compreensão mais completa da presente divulgação, no entanto, pode ser melhor obtida por referência à descrição detalhada e às reivindicações quando consideradas em conexão com as figuras, em que números semelhantes indicam elementos semelhantes.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0018] A descrição detalhada de exemplos de modalidades neste documento faz referência às figuras em anexo, que mostram exemplos de modalidades a título de ilustração. Embora esses exemplos de modalidades sejam descritos em detalhes suficientes para possibilitar que os versados na técnica pratiquem a divulgação, deve ser compreendido que outras modalidades podem ser realizadas e que mudanças e adaptações lógicas em projeto e construção podem ser feitas de acordo com esta divulgação e os

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 68/94 / 22 ensinamentos deste documento sem se afastar do espírito e do escopo da divulgação. Assim, a descrição detalhada neste documento é apresentada para fins de ilustração somente e não de limitação.

[0019] Como utilizado neste documento, a popa refere-se à direção associada à cauda (por exemplo, a parte traseira) de uma aeronave. Como usado neste documento, frente se refere à direção associada ao nariz (por exemplo, a extremidade dianteira) de uma aeronave ou geralmente, à direção ou movimento de voo.

[0020] Referindo-se agora à FIG.1, de acordo com várias modalidades, uma aeronave 10 pode incluir um trem de pouso tal como o trem de pouso principal 12, trem de pouso principal 14 e o trem de pouso do nariz 16. O trem de pouso principal 12, o trem de pouso principal 14 e o trem de pouso do nariz 16 geralmente podem suportar a aeronave 10 quando a aeronave 10 não está em voo, permitindo que a aeronave 10 taxie, decole e freie sem danos. O trem de pouso principal 12 pode incluir a roda 13A e a roda 13B acopladas por um eixo 20. O trem de pouso principal 14 pode incluir a roda 15A e a roda 15B acopladas por um eixo 22. O trem de pouso de nariz 16 pode incluir roda de nariz 17A e a roda de nariz 17B acoplada por um eixo 24. Em várias modalidades, a aeronave 10 pode compreender qualquer número de engrenagens de pouso e cada trem de pouso pode compreender qualquer número de rodas. O trem de pouso principal 12, o trem de pouso principal 14 e o trem de pouso do nariz 16 podem ser retraídos para o voo.

[0021] Os trens de pouso das aeronaves 12, 14, 16, de acordo com a presente divulgação, podem incluir um amortecedor de impacto. Em várias modalidades e com referência à FIG.2, é ilustrado um conjunto de trem de pouso 100. O conjunto de engrenagem de pouso 100 pode ser implementado como uma das velocidades de pouso 12, 14, 16 descritas acima com referência à FIG.1. O conjunto de trem de pouso 100 inclui um amortecedor de impacto 104. O amortecedor de impacto 104 pode ser acoplado

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 69/94 / 22 mecanicamente a um conjunto de roda 106 e à estrutura de trem de pouso 90. Em várias modalidades, o amortecedor de impacto 104 pode ser configurado para absorver e amortecer as forças transmitidas pelo conjunto de roda 106 para uma aeronave.

[0022] O amortecedor de impacto 104 pode compreender, por exemplo, um pistão 102 e um cilindro 108. O cilindro 108 pode ser configurado para receber o pistão 102 de uma maneira que permita que os dois componentes se telescopem em conjunto e absorvam as forças de amortecimento transmitidas pelo conjunto de roda 106. Em várias modalidades, um líquido, tal como um fluido hidráulico ou óleo, está localizado dentro do cilindro 108. O cilindro 108 e o pistão 102 podem, por exemplo, ser configurados para vedação de modo que o líquido contido dentro do cilindro 108 seja impedido de vazar à medida que o pistão 102 se traduz em relação ao cilindro 108. Além disso, o cilindro 108 pode ser configurado para conter um gás tal como gás nitrogênio ou ar. O amortecedor de impacto 104 pode compreender uma extremidade proximal e uma extremidade distal, em que a extremidade distal é oposta à extremidade proximal, a extremidade distal sendo a extremidade do amortecedor de impacto mais próxima a uma roda ou conjunto de roda de um veículo, tal como o conjunto de roda 106 por exemplo. Uma câmara de gás pode ser posicionada acima de uma câmara de óleo (designada como arranjo ar sobre óleo) ou vice-versa, onde o termo acima neste contexto significa na direção da extremidade proximal do amortecedor de impacto. O amortecedor de impacto 104 pode incluir ainda uma câmara de recesso que tem um suporte de orifício através do qual a câmara de recuo está conectada de modo fluido à câmara de óleo. Da mesma forma, o cilindro 108 e o pistão 102 podem ser vedados de modo que o gás seja impedido de vazamento à medida que o pistão 102 se move em relação ao cilindro 108. Como tal, o amortecedor de impacto 104 pode compreender um ambiente pressurizado dentro do cilindro 108.

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 70/94 / 22 [0023] Em várias modalidades e com referência à FIG.3, é descrito um sistema de detecção de pouso duro 200. O sistema de detecção de pouso duro 200 pode incluir o conjunto de roda 106 e o amortecedor de impacto 104 mencionados acima. Além disso, o sistema de detecção de pouso duro 200 pode incluir um controlador 230 configurado para detectar um evento de pouso e determinar se o evento de pouso é duro. Tal como utilizado durante a presente divulgação, o modificador duro refere-se a um evento de pouso que, devido à força/impacto do pouso, se beneficia de uma inspeção estrutural depois disso. Conforme descrito em maior detalhe abaixo, o controlador 230 pode ser integrado em sistemas de computador a bordo de aeronaves, como por exemplo, uma unidade de controle de pouso, um controle eletrônico de motor com autoridade total (FADEC), um sistema de alerta de mecanismo e de comando do motor (EICAS) e/ou similares. Em várias modalidades, o controlador 230 pode ser um sistema de computador autônomo. O controlador 230 pode ou não estar em comunicação eletrônica com um ou mais dos sistemas de controle de aeronave, conforme descrito em detalhes adicionais neste documento. O sistema de detecção de pouso duro 200 pode incluir um ou mais processadores e/ou uma ou mais memórias tangíveis, não transitórias, capazes de implementar lógica. O processador e/ou a memória podem ser componentes do controlador 230 ou podem ser componentes de outras unidades de controle que estão em comunicação eletrônica com o controlador 230.

[0024] Os processadores podem ser um processador de propósito geral, um processador de sinal digital (DSP), um circuito integrado específico de aplicativo (ASIC), uma matriz de porta programável de campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta discreta ou lógica de transistor, componentes de hardware discretos ou qualquer combinação desses. Em várias modalidades, o processador pode ser configurado para implementar várias operações lógicas em resposta à execução de instruções, por exemplo,

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 71/94 / 22 instruções armazenadas em uma memória tangível, não transitória ou em um meio legível por computador. Como usado neste documento, o termo não transitório deve ser compreendido como removendo somente a propagação de sinais transitórios per se do escopo da reivindicação e não renuncia aos direitos de todos os meios padrão legíveis por computador que não estejam somente propagando sinais transitórios per se. Dito de outra forma, o significado do termo meio não transitório legível por computador e meio de armazenamento não transitório legível por computador deve ser interpretado como excluindo somente aqueles tipos de meios transitórios legíveis por computador encontrados em In Re Nuijten que saiam do escopo da matéria patenteável sob 35 U.S.C. § 101.

[0025] Como mencionado acima, em referência as FIGs.2 e 3, o sistema de detecção de pouso duro 200 pode incluir e o amortecedor de impacto 104 pode ser acoplado, ao sensor de pressão de gás 110 e/ou um sensor de curso (por exemplo, um sensor de posição de curso) 116. Em várias modalidades, o sistema de detecção de pouso duro 200 também pode incluir um sensor de temperatura e/ou o sensor de pressão de gás 110 pode ser um sensor de pressão/temperatura integrado. Em várias modalidades, o sensor de pressão de gás 110 está configurado para medir a pressão do gás dentro da câmara de gás do amortecedor de impacto 104 em um tempo desejado. Por exemplo, o sensor de pressão de gás 110 pode medir a pressão do gás dentro do amortecedor de impacto 104 antes, durante ou após a decolagem ou em qualquer ponto durante o ciclo de trabalho do amortecedor de impacto 104. Em várias modalidades, o sensor de posição de tração 116 está configurado para medir a posição do pistão 102 em relação ao cilindro 108, que é convencionalmente referido como o curso (referido neste documento como um perfil de curso) do amortecedor de impacto 104. Em várias modalidades, o sensor de posição de curso 116 mede continuamente a posição do pistão 102 em relação ao cilindro 108. O sensor de posição de curso 116 pode ser

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 72/94 / 22 configurado para medir a posição indiretamente, por exemplo, medindo a orientação de uma ou mais ligações de torque de amortecedor de impacto 118. O sensor de posição 116 também pode medir o curso do amortecedor de impacto 104 em qualquer ponto durante o ciclo de trabalho do amortecedor de impacto 104.

[0026] O amortecedor de impacto 104 pode incluir e/ou pode ser acoplado a vários outros componentes, tais como um sensor de temperatura de gás 112, um sensor de pressão de óleo 114 e um sensor de temperatura de óleo (não mostrado). A FIG.2 ilustra vários locais onde tais sensores (por exemplo, o sensor de temperatura do gás 112 e/ou o sensor de pressão de óleo 114) podem ser acoplados ao amortecedor de impacto 104. Em várias modalidades, pelo menos um dentre o sensor de temperatura do gás 112, sensor de pressão de óleo 114 ou sensor de temperatura do óleo podem estar presentes, e em várias modalidades, estão presentes várias combinações dos mesmos.

[0027] Em várias modalidades, o sistema de detecção de pouso duro 200 está configurado para executar, pelo processador/controlador 230, várias operações. Tais operações incluem, de acordo com várias modalidades, detectar, pelo processo, um evento de pouso. As operações podem ainda incluir a determinação, através do processador, de que o evento de pouso é duro. Em várias modalidades, a detecção do evento de pouso inclui o uso do sensor de posição de curso 116 para medir um perfil de curso S(t) do amortecedor de impacto 104. Ou seja, o sensor de posição de curso 116 pode ser configurado para medir o curso de amortecedor de impacto em função do tempo. Em várias modalidades, a determinação se o evento de pouso é duro inclui a comparação do perfil de curso S(t) com um curso de amortecedor de impacto máximo determinado. O curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado pode ser o deslocamento relativo máximo entre o pistão 102 e o cilindro 108 (ou seja, embaixo do amortecedor de impacto 104). O evento

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13/22 de pouso pode ser determinado como duro (desencadeando, por exemplo, uma inspeção estrutural a ser realizada na aeronave) se o perfil de curso atende ou excede o curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado.

[0028] Em várias modalidades, a medição do perfil do curso Sft) do amortecedor de impacto 104 é realizado a uma frequência predeterminada. Por exemplo, a frequência predeterminada pode ser de pelo menos 10 hertz. Em várias modalidades, a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto 104 é realizada a uma frequência de pelo menos 50 Hertz. Em várias modalidades, a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto 104 é realizada a uma frequência de pelo menos 100 Hertz. Em várias modalidades, como descrito em maior detalhe a seguir, o perfil de curso Sf/Jpode ser 5(t) diferenciado para determinar o perfil de taxa de compressão do amortecedor de impacto 104, que pode ser usado para calcular a pressão do

Po<0 óleo na câmara de óleo [0029] Em várias modalidades, a determinação se o evento de pouso é duro inclui calcular, através do processador, uma pressão de óleo na câmara de óleo do amortecedor de impacto 104 com base no perfil de curso

Sft) e a pressão medida do gás (isto é, a pressão do gás na câmara de gás utilizando o sensor de pressão de gás 110). Por exemplo, a seguinte equação (doravante Eq.) (1) pode ser usada pelo processador para calcular a pressão do óleo

P_D(t) =

-4_m(í(t))) xí(t)

-4(ί(Ο))χ^ + P_s(t) £<!·(!)

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14/22 em que:

Λρ,ί é a área interna do pistão de impacto, é a área do orifício de impacto, é a área de seção transversal do pino de medição e é o coeficiente de descarga do orifício, todos os quais são parâmetrosgeométricos do amortecedor de impacto 104.

[0030] Em várias modalidades, a determinação se o evento de pouso é

F_rc(t) duro inclui calcular, através do processador, uma pressão de recuo na câmara de recuo do amortecedor de impacto 104 com base no perfil de curso

Sft) e a pressão medida do gás (isto é, a pressão do gás na câmara de gás utilizando o sensor de pressão de gás 110). Por exemplo, a Eq.(2) (abaixo) pode ser usada pelo processador para calcular a pressão de recuo p_rc(t) = í(^cyl ^p,o) ^(t)\ \ A/c Cd,rc,comp / + P/t) Eq.(Z) em que:

Δ ^P,0 é a área externa do pistão de amortecedor de impacto é a área interna do cilindro,

Δ é a área de superfície do recuo e '-djrcjcomp é o coeficiente de descarga do orifício de recuo durante a compressão do amortecedor de impacto, todos os quais são parâmetros geométricos do amortecedor de impacto 104.

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15/22

F_v(t) = P_g(t) x (a^ - A_P:i + A_ffl(S(O)) + Po(t) X (A_Pii - A_m(S[t))) - P_rc(t) X (A_cyí - A_p,₀) + F_f Eq.(3) [0031] Em várias modalidade, determinar se o evento de pouso é duro ^(0 inclui ainda o cálculo, através do processador, de uma carga vertical na estrutura do trem de pouso com base no perfil do curso S(í), a pressão do gás P_s(t) P₀(t) P_rc(t) , a pressão do óleo calculada na Eq.(l) e a pressão de recuo calculada na Eq.(2). Por exemplo, a Eq.(3) (abaixo) pode ser usado pelo

Ã(t) processador para calcular a carga vertical na estrutura do trem de pouso:

em que:

θ é a força de fricção estimada aplicada no amortecedor de impacto e [0032] Em várias modalidades, a carga vertical na estrutura do trem de pouso calculada a partir da Eq.(3) é comparada, através do processador, com uma carga vertical máxima predeterminada para determinar se o evento de pouso é duro. Ou seja, o evento de pouso pode ser determinado como duro (desencadeando, por exemplo, uma inspeção estrutural a ser realizada na ?At) aeronave) se a carga vertical excede a carga vertical máxima predeterminada.

[0033] Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro inclui o cálculo, através do processador, de um perfil de deflexão do pneu Δ5_ρηβ„(1) FAt) com base na carga vertical . O cálculo do perfil de deflexão do (O pneu pode ser iterativo. Por exemplo, a Eq.(4) (abaixo) pode ser usada

A-Spnsu (0 pelo processador para calcular o perfil de deflexão do pneu

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16/22 pneu ^Δ^Γ^{(ί) Eq}'^W

CO em que K ( ) é a rigidez do pneu.

[0034] Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro inclui o cálculo, através do processador, de uma taxa de afundamento do < co rrsm de pouso conjunto de trem de pouso com base no perfil de deflexão do pneu e no perfil de curso S(t). O cálculo da taxa de afundamento do trem de ptnistA*'conjunto do trem de pouso pode incluir a adição do perfil de deflexão do pneu para o perfil de amortecedor de impacto S(í), como mostrado abaixo ] Trem de pouso depois (/xrenciar o resultado da Eq.(5), como mostrado na Eq.(6):

Trem de pouso p_neu

Slcmding gear (0 ~ ^tire (0 + ^(0 θ’)

Taxa de afundamento: S_{Íandmg gear} (t) = ÁS_tire (t) + S(t) Eq. (6) [0035] Com a taxa de afundamento do conjunto da plataforma de pouso trem de poujo calculado, o processador pode comparar a taxa de ç ΟΊ cie pcmjo ' afundamento do conjunto do trem de pouso a uma taxa de afundamento máxima predeterminada (por exemplo, 10 pés por segundo). Ou seja, o evento de pouso pode ser determinado como duro (desencadeando, por exemplo, uma inspeção estrutural a ser realizada na aeronave) se a taxa de ç trem de poitjo afundamento do conjunto do trem de pouso excede a taxa de afundamento máxima predeterminada.

[0036] Em várias modalidades, determinar se o evento de pouso é duro âP(t) inclui o cálculo, através do processador, de um gradiente de pressão

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17/22 através de um tubo de suporte de orifício do amortecedor de impacto 104 com

P_s(t) P_D(t) base na pressão de gás medida e na pressão de óleo calculada (por exemplo, calculado na Eq.(l)). Por exemplo, a Eq.(7) (abaixo) pode ser usada &P(t) pelo processador para calcular o gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício do amortecedor de impacto 104:

AP(t) = P₀(t) - P_g(t) Eq.(7)

ΔΡ(ί) [0037] Com o gradiente de pressão através do tubo de suporte de

ΔΡ(ί) orifício calculado, o processador pode comparar o gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício para um limite de gradiente de pressão predeterminado. Ou seja, o evento de pouso pode ser determinado como duro

ΔΡ(ί) se o gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício excede o limite de gradiente de pressão predeterminado.

[0038] Em várias modalidades, o sistema de detecção de pouso duro 200 executa várias operações, incluindo a medição, pelo processador e através do sensor de posição de curso 116, um perfil de curso Sft) do amortecedor de impacto 104 para detectar um evento de pouso. O sistema de detecção de pouso duro 200 pode incluir ainda o cálculo, através do processador, de múltiplas funções dependentes de tempos com base no perfil de curso Sft) do amortecedor de impacto e com base na pressão medida do gás . Por

F_v(t) exemplo, as múltiplas funções de tempo podem incluir a carga vertical ς Cri de pousa a taxa de afundamento do conjunto do trem de pouso e o

ΔΡ(ί) gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício. Em várias modalidades, uma ou mais dessas funções dependentes do tempo, juntamente com o perfil de curso Sft), podem ser comparadas aos respectivos limites

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 78/94 / 22 predeterminados para determinar se o evento de pouso é duro. Ou seja, o sistema de detecção de amortecedor de impacto 200 pode incluir um ou mais testes de comparação múltipla para determinar se o desembarque é duro, melhorando assim a robustez, exatidão e alcance do sistema de detecção de pouso duro.

[0039] Em várias modalidades, os vários sensores descritos neste documento (por exemplo, o sensor de posição de curso e o sensor de pressão de gás, entre outros) e os vários sistemas e métodos podem ser adaptados e utilizados para determinar o status de serviço do amortecedor de impacto 104. Por exemplo, os componentes e métodos descritos neste documento podem ser utilizados para monitorar o status de manutenção do amortecedor de impacto 104. Isto é, além de determinar um evento de pouso duro, o sistema divulgado neste documento também pode ser usado para identificar amortecedores de impacto com pouca manutenção ou com manutenção insuficiente (por exemplo, um amortecedor de impacto pode ter óleo ou gás insuficiente). A determinação do estado de manutenção do amortecedor de impacto 104 pode influenciar a determinação de se um evento de pouso foi duro e vice-versa.

[0040] Em várias modalidades, o sistema de detecção de pouso duro 200 detecta se o evento de pouso é duro para amortecedores de impacto individuais de impacto ou pelo menos para conjuntos individuais de trem de pouso. Ou seja, o sistema de detecção de pouso duro 200 pode relatar que um dos conjuntos de trem de pouso da aeronave experimentou um evento de pouso duro, enquanto outros conjuntos de trem de pouso da aeronave não o fizeram. Consequentemente, os dados detectados e/ou calculados e a determinação de se um pouso era duro podem ser executados independentemente e, portanto, podem ser específicos para o trem de pouso individual da aeronave. Em várias modalidades, os dados detectados e/ou calculados podem ser imediatamente analisados ou tais dados/informações

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 79/94 / 22 podem ser armazenados para análise subsequente. Esses dados e determinações podem ser analisados para determinar outros detalhes ou circunstâncias do evento de pouso duro, como se o evento de pouso fosse um desembarque de trem de pouso principal assimétrico ou se o nariz da aeronave sofreu uma forte desrotação, entre outros.

[0041] Também divulgado neste documento, de acordo com várias modalidades e com referência à FIG.4, é um método 490 para controlar o sistema de detecção de pouso duro 200. O método 490 inclui, de acordo com várias modalidades, detecção, por um controlador, de um evento de pouso na etapa 492 e, em resposta à detecção do evento de pouso na etapa 492, determinar, através do controlador, se o evento de pouso é duro na etapa 494.

[0042] Os sistemas e métodos descritos neste documento podem ser aplicáveis a várias configurações de amortecedor de impacto. Por exemplo, os sistemas e métodos descritos neste documento podem ser implementados em configurações de amortecedor simples ou múltipla (por exemplo, dupla).

[0043] Benefícios, outras vantagens e soluções para problemas foram descritos neste documento em respeito a modalidades específicas. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras contidas neste documento se destinam a representar exemplos de relações funcionais e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve-se notar que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em um sistema prático. No entanto, os benefícios, vantagens, soluções para problemas e quaisquer elementos que possam fazer com que qualquer benefício, vantagem, ou solução ocorra ou se pronuncie não serão interpretados como recursos ou elementos críticos, necessários ou essenciais da divulgação.

[0044] O escopo da divulgação deve, por conseguinte, ser limitado por nada além das reivindicações em anexo, em que referência a um elemento no singular não se destina a significar um e somente um, a menos que

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 80/94 / 22 explicitamente indicado, mas sim um ou mais. Deve-se entender que, a menos que especificamente indicado de outra forma, referências a um, uma e/ou o/a podem incluir um ou mais de um e essa referência a um item no singular também pode incluir o item no plural. Todos os intervalos e os limites das razões divulgados neste documento podem ser combinados.

[0045] Além disso, quando uma frase semelhante a pelo menos um dentre A, B, ou C for usada nas reivindicações, pretende-se que a expressão seja interpretada como significando que A isoladamente pode estar presente em uma modalidade, B isoladamente pode estar presente em uma modalidade, C isoladamente pode estar presente em uma modalidade, ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C pode estar presente em uma única modalidade; por exemplo, A e B, A e C, B e C ou A e B e C.

[0046] Instruções de programa do sistema e/ou instruções do controlador podem ser carregadas em um meio tangível não transitório legível por computador com instruções armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um controlador, fazem com que o controlador desempenhe várias operações. O termo não transitório deve ser entendido como removendo somente a propagação de sinais transitórios per se do escopo da reivindicação e não renuncia aos direitos de todos os meios padrão legíveis por computador que não estejam somente propagando sinais transitórios per se. Dito de outra forma, o significado do termo meio não transitório legível por computador e meio de armazenamento não transitório legível por computador deve ser interpretado como excluindo somente aqueles tipos de meios transitórios legíveis por computador que se verificaram, em In Re Nuijten, sair do escopo da matéria patenteável sob 35 U.S.C. § 101.

[0047] Além disso, qualquer referência a ligação, fixação, conexão ou acoplamento semelhante pode incluir outra opção de ligação permanente (por exemplo, integral), removível, temporária, parcial e/ou completa possível. Diferentes linhas transversais podem ser utilizadas ao longo das figuras para

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 81/94 / 22 designar partes diferentes, mas não necessariamente, para designar os mesmos ou diferentes materiais.

[0048] As etapas referidas em qualquer uma das descrições de método ou de processo podem ser executadas em qualquer ordem e não se limitam necessariamente à ordem apresentada. Além disso, qualquer referência ao singular inclui modalidades no plural, e qualquer referência a mais do que um componente ou etapa pode incluir uma modalidade ou etapa singular. Elementos e etapas nas figuras são ilustrados para simplicidade e clareza e não necessariamente foram fornecidos de acordo com qualquer sequência em particular. Por exemplo, etapas que podem ser desempenhadas simultaneamente ou em ordem diferente são ilustradas nas figuras para ajudar a melhorar a compreensão das modalidades da presente divulgação.

[0049] Qualquer referência a ligação, fixação, conexão ou semelhante pode incluir outra opção de ligação permanente, removível, temporária, parcial e/ou completa possível. Adicionalmente, qualquer referência a sem contato (ou frases semelhantes) também pode incluir contato reduzido ou contato mínimo. Linhas de sombreamento de superfície podem ser usadas ao longo das figuras para designar partes ou áreas diferentes, mas não necessariamente para designar os mesmos materiais ou materiais diferentes. Em alguns casos, as coordenadas de referência podem ser específicas para cada figura.

[0050] Sistemas, métodos e aparelhos são fornecidos neste documento. Na descrição detalhada aqui, referências a modalidade, uma modalidade, várias modalidade, etc., indicam que a modalidade descrita pode incluir um recurso, estrutura ou característica específica, mas nem toda modalidade pode necessariamente incluir o recurso, estrutura, ou característica específica. Além disso, tais frases não necessariamente se referem à mesma modalidade. Adicionalmente, quando um recurso, estrutura ou característica em particular for descrito em conexão com uma modalidade, alega-se que é de

Petição 870170098505, de 15/12/2017, pág. 82/94 / 22 conhecimento dos versados na técnica pressupor tal recurso, estrutura ou característica em conexão com outras modalidades explicitamente descritas ou não. Após a leitura do relatório descritivo, será evidente para um versado nas técnicas na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar a divulgação em modalidades alternativas.

[0051] Além disso, nenhum elemento, componente ou etapa do método na presente divulgação se destina a ser dedicado ao público, independentemente de se o elemento, componente ou etapa do método for expressamente recitado nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação se destina a invocar a 35 U.S.C. 112(f), a menos que o elemento seja expressamente recitado usando a frase meio para. Como usados neste documento, os termos compreende, compreendendo ou qualquer outra variação dos mesmos se destinam a cobrir uma inclusão não exclusiva, de forma tal que um processo, método, artigo ou aparato que compreenda uma lista de elementos não inclua somente esses elementos, mas possa incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparato.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de um conjunto de trem de pouso de uma aeronave, caracterizado pelo fato de que o sistema de detecção de pouso duro compreende:

um controlador tendo um processador; e uma memória tangível não transitória configurada para se comunicar com o processador, a memória tangível não transitória com instruções armazenadas na mesma que, em resposta à execução pelo controlador, fazem com que o sistema de detecção de pouso duro desempenhe operações que compreendem:

detectar, através do processador, um evento de pouso; e determinar, através do processador, se o evento de evento de pouso é duro.
2. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de roda do conjunto do trem de pouso, um amortecedor de impacto acoplado mecanicamente ao conjunto de roda e um sensor de posição de curso acoplado ao amortecedor de impacto, em que a detecção do evento de pouso compreende o uso do sensor de posição de curso para medir um perfil de curso do amortecedor de impacto.
3. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a determinação de se o evento de pouso é duro compreende a comparação, através do processador, do perfil de curso do amortecedor de impacto a um curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado.
4. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que:

o amortecedor de impacto compreende uma câmara de gás, uma câmara de óleo e uma câmara de recuo;

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2 / 6 o sistema de detecção de pouso duro compreende ainda um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto em comunicação fluida com a câmara de gás configurada para detectar uma pressão de gás na câmara de gás;

determinar se o evento de pouso é duro compreende:

calcular, através do processador, uma pressão de óleo na câmara de óleo com base no perfil de curso e na pressão do gás;

calcular, através do processador, uma pressão de recuo na câmara calcular recuo com base no perfil de curso e na pressão do gás;

calcular, através do processador, uma carga vertical em uma estrutura de trem de pouso com base no perfil de curso, na pressão do gás, na pressão do óleo e na pressão do recuo; e comparar, através do processador, carga vertical a uma carga vertical máxima predeterminada.
5. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a determinação se o evento de pouso é duro compreende diferenciar, através do processador, o perfil de curso para produzir um perfil de taxa de compressão, em que o cálculo da pressão de óleo e o cálculo da pressão de recuo são baseados no perfil de taxa de compressão.
6. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a determinação de se o evento de pouso é duro compreende:

utilizar um método iterativo para calcular, através do processador, um perfil de deflexão do pneu com base na carga vertical;

calcular, através do processador, uma taxa de afundamento do conjunto de trem de pouso com base no perfil de deflexão do pneu e no perfil do curso, em que o cálculo da taxa de afundamento compreende a diferenciação, através do processador, de um perfil de posição de trem de

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3 / 6 pouso; e comparar, através do processador, a taxa de afundamento a uma taxa de afundamento máxima predeterminada.
7. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o amortecedor de impacto compreende um tubo de suporte de orifício, em que a determinação se o evento de pouso é duro compreende:

calcular, através do processador, um gradiente de pressão através do tubo de suporte de orifício com base na pressão do gás e na pressão do óleo; e comparar, através do processador, o gradiente de pressão a um limite de gradiente de pressão predeterminado.
8. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a medição do perfil de curso do amortecedor de impacto é realizada a uma frequência de pelo menos 10 Hertz, ou a uma frequência de pelo menos 50 Hertz, a uma frequência de pelo menos 100 Hertz.
9. Sistema de detecção de aterrissagem forçada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende:

um conjunto de roda;

um amortecedor de impacto acoplado mecanicamente ao conjunto de roda e à estrutura do trem de pouso do conjunto do trem de pouso;

um sensor de posição de curso acoplado ao amortecedor de impacto;

um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto configurado para detectar uma pressão de gás em uma câmara de gás do amortecedor de impacto;

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4 / 6 um controlador tendo um processador; e uma memória tangível não transitória configurada para se comunicar com o processador, a memória tangível não transitória com instruções armazenadas na mesma que, em resposta à execução pelo controlador, fazem com que o sistema de detecção de pouso duro desempenhe operações que compreendem:

medir, através do processador e através do sensor de posição de curso, um perfil de curso do amortecedor de impacto para detectar um evento de pouso;

calcular, através do processador, as múltiplas funções dependentes de tempos baseadas no perfil de curso do amortecedor de impacto e com base na pressão do gás; e comparar as funções múltiplas dependentes do tempo com os respectivos limites predeterminados para determinar se o evento de pouso é duro.
10. Método para detecção de uma aterrissagem forçada de uma aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende:

detectar, através de um controlador, um evento de pouso; e em resposta à detecção do evento de pouso, determinar, através do controlador, se o evento de pouso é duro.
11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a detecção do evento de pouso compreende o uso de um sensor de posição de curso para medir um perfil de curso de um amortecedor de impacto.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a determinação de se o evento de pouso é duro compreende comparar, através do controlador, o perfil de curso do amortecedor de impacto com um curso de amortecedor de impacto máximo predeterminado.
13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado

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5 / 6 pelo fato de que:

determinar se o evento de pouso duro compreende:

calcular, através do controlador, de uma pressão de óleo em uma câmara de óleo de um amortecedor de impacto com base no perfil de curso e com base em uma pressão de gás em uma câmara de gás do amortecedor de impacto detectado por um sensor de pressão de gás acoplado ao amortecedor de impacto;

calcular, através do controlador, uma pressão de recuo em uma câmara de recuo do amortecedor de impacto com base no perfil de curso e na pressão do gás;

calcular, através do controlador, de uma carga vertical na estrutura de trem de pouso com base no perfil de curso, na pressão do gás, na pressão do óleo e na pressão do recuo; e comparar, através do controlador, a carga vertical a uma carga vertical máxima predeterminada.
14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a determinação se o evento de pouso é duro compreende:

diferenciar, através do controlador, do perfil de curso para produzir um perfil de taxa de compressão, em que o cálculo da pressão de óleo e o cálculo da pressão de recuo são baseados no perfil de taxa de compressão; ou utilizar um método iterativo para calcular, através do controlador, um perfil de deflexão do pneu com base na carga vertical, calcular, através do controlador, uma taxa de afundamento de um conjunto de trem de pouso com base no perfil de deflexão do pneu e no perfil do curso, e comparar, através do controlador, a taxa de afundamento a uma taxa de afundamento máxima predeterminada; ou calcular, através do controlador, um gradiente de pressão através de um tubo de suporte de orifício do amortecedor de impacto com

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6 / 6 base na pressão do gás e na pressão do óleo, e comparar, através do controlador, o gradiente de pressão a um limite de gradiente de pressão predeterminado.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o cálculo da taxa de afundamento compreende diferenciar, através do controlador, de um perfil de posição de trem de pouso.