BR102018008516A2

BR102018008516A2 - Métodos e aparelhos para controlar superfícies de controle de voo de aeronaves

Info

Publication number: BR102018008516A2
Application number: BR102018008516-6A
Authority: BR
Inventors: Neal Van Huynh; Patrick Joseph Mccornick
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2019-03-12
Also published as: EP3415418A1; CN109080816B; US10479484B2; CN109080816A; EP3415418B1; CA2996803A1; CA2996803C; US20180362149A1; BR102018008516B1

Abstract

a presente invenção refere-se a métodos e aparelhos para controlar superfícies de controle de voo de aeronaves. um aparelho exemplificativo inclui um controlador de superfície de controle de voo, para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave a uma posição-alvo por pelo menos um de um primeiro atuador ou um segundo atuador associado com a superfície de controle, com base em uma entrada de comando recebida pelo controlador de superfície de controle de voo. o controlador de superfície de controle de voo é para: obter uma característica de voo da aeronave; comparar a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador movimente a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando, sem movimentar o segundo atuador; e em resposta a um segundo resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador e o segundo atuador movimentem a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

Description

[001] A presente descrição refere-se, de uma maneira geral, a aeronaves e, mais particularmente, a métodos e aparelhos para controlar superfícies de controle de voo de aeronaves.

ANTECEDENTES [002] As aeronaves empregam superfícies de controle de voo móveis para controlar a inclinação delas. Para movimentar as superfícies de controle de voo, as aeronaves empregam sistemas, tais como, por exemplo, os sistemas de atuação de controle de voo por cabo elétrico (FBW). Os sistemas de atuação de controle de voo FBW substituem os controles de voo convencionais de uma aeronave com uma interface eletrônica. Há muitas vantagens no sistema de atuação de controle de voo FBW, que era, tradicionalmente, energizado por meio não elétrico. Por exemplo, o sistema de atuação de controle de voo tradicional emprega fluido hidráulico de alta pressão, para proporcionar energia a atuadores que movimentam as superfícies de controle de aeronaves. A arquitetura do sistema de atuação de controle de voo FBW convencional e tradicional inclui atuadores hidráulicos, energizados por três sistemas hidráulicos (3H) independentes (por redundância). Por outro lado, as vantagens dos atuadores elétricos incluem: eliminação de purga das bolhas de ar do sistema hidráulico; redução do peso e do volume da aeronave por substituição da tubulação hidráulica longa da bomba do motor para os atuadores elétricos; e uma instalação mais fácil dos elementos de transporte (por exemplo, os alimentadores de energia elétrica). A integração dos atuadores elétricos também resulta em economia de volume total da aeronave, o que facilita a integração espacial de outro hardware do sistema e outro pro

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2/55 jeto de aeronave. A instalação de ligações elétricas em vez de tubulação hidráulica também reduz os custos de produção das aeronaves. Por essas razões, a indústria de aviação está se movimentando no sentido de arquiteturas de energia de controle de voo 2H2E (2 sistemas hidráulicos independentes e 2 sistemas elétricos independentes), que empregam ambos os atuadores hidráulicos e elétricos tradicionais. As deficiências para o atuador elétrico são uma menor confiabilidade da bomba hidráulica, os componentes eletrônicos (por exemplo, para controle do controle de motor elétrico) que precisam, frequentemente, ser operados em ambientes inclementes, e/ou o efeito regenerativo dos atuadores elétricos no sistema de energia da aeronave.

SUMÁRIO [003] Um aparelho exemplificativo, descrito no presente relatório descritivo, inclui um controlador de superfície de controle de voo, para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave a uma posição-alvo, por meio de pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador, associado com a superfície de controle, com base em uma entrada de comando recebida pelo controlador de superfície de controle de voo. O controlador de superfície de controle de voo para: obter uma característica de voo da aeronave; comparar a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador movimente a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando, sem movimentar o segundo atuador; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador e o segundo atuador movimentem a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[004] Um método exemplificativo, descrito no presente relatório descritivo, inclui: receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma entrada de comando para movimentar

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3/55 uma superfície de controle de uma aeronave, entre uma posição inicial e uma posição-alvo, por pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador associado com a superfície de controle; obter, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma característica de voo da aeronave; comparar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comandar o primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comandar o primeiro atuador e o segundo atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[005] Um meio legível por computador tangível, exemplificativo, descrito no presente relatório descritivo, inclui instruções, que, quando executadas, fazem com que uma máquina: receba uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave a uma posição-alvo, por meio de pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador associado com a superfície de controle; obtenha uma característica de voo da aeronave; compare a característica de voo a um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comande o primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comande o primeiro atuador e o segundo atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando.

[006] Uma concretização da invenção inclui um aparelho, que inclui um controlador de superfície de controle de voo para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave à posição-alvo, por meio

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4/55 de pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador associado com a superfície de controle, com base em uma entrada de comando recebida pelo controlador de superfície de controle de voo, o controlador de superfície de controle de voo para: obter uma característica de voo da aeronave; comparar a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador movimente a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando, sem movimentar o segundo atuador; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador e o segundo atuador movimentem a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando. O aparelho também pode incluir um monitor de resposta do primeiro atuador, para detectar uma primeira posição medida e uma primeira velocidade determinada do primeiro atuador, em resposta ao primeiro resultado de comparação, o monitor de resposta do primeiro atuador sendo para comparar a primeira posição medida a um primeiro limiar de posição e a primeira velocidade determinada a um primeiro limiar de velocidade. Em resposta a uma comparação entre primeira posição medida e o primeiro limiar de posição e a uma comparação entre a primeira velocidade determinada e o primeiro limiar de velocidade, o controlador de superfície de controle de voo pode: operar o primeiro atuador sem ativar o segundo atuador, se pelo menos uma da primeira posição medida estiver dentro do primeiro limiar de posição ou a primeira velocidade determinada estiver dentro do primeiro limiar de velocidade; ou ativar o segundo atuador com base na entrada de comando, se a primeira posição medida se desviar do primeiro limiar de posição e a primeira velocidade determinada se desviar do primeiro limiar de velocidade, de modo que o primeiro atuador e o segundo atuador movimentem a superfície de controle com base na entrada de comando; ou ativar o segundo atuador e ignorar o pri

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5/55 meiro atuador, se o primeiro atuador estiver em uma condição falha. Isso vai melhorar a operação da invenção.

[007] O aparelho também pode incluir: um estimador de posição do primeiro atuador, para determinar uma primeira posição estimada do primeiro atuador com base na entrada de comando; um monitor de resposta do primeiro atuador para comparar a primeira posição medida e a primeira posição estimada, para determinar se a primeira posição medida está dentro do primeiro limiar de posição. Para detectar a primeira posição medida do primeiro atuador, o monitor de resposta do primeiro atuador pode receber um primeiro sinal de posição de um primeiro sensor de posição acoplado ao primeiro atuador. Para detectar a primeira velocidade determinada do primeiro atuador, o monitor de resposta do primeiro atuador pode calcular uma derivada de tempo de uma distância, na qual o primeiro atuador se movimenta de uma posição para a primeira posição medida, ou receber uma primeira velocidade medida de um sensor de velocidade acoplado ao primeiro atuador. Ambos o cálculo e o recebimento de uma primeira velocidade medida podem ser executados.

[008] Uma segunda concretização da invenção inclui um método que inclui: receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave, entre uma posição inicial e uma posição-alvo por meio de pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador associado com a superfície de controle; obter, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma característica de voo da aeronave; comparar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, a característica de voo a um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comandar o primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de coman

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6/55 do; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comandar o primeiro atuador e o segundo atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[009] Em resposta ao primeiro resultado de comparação e ao comando do primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando, o método pode incluir: receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma primeira posição medida e uma primeira velocidade medida do primeiro atuador, à medida que o primeiro atuador se movimenta da posição inicial a uma primeira posição, a primeira posição sendo entre a posição inicial e uma posição final necessária para movimentar a superfície de controle à posição-alvo; determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a primeira posição medida se desvia de um primeiro limiar de posição; em resposta a uma determinação da primeira posição medida se desviando do primeiro limiar de posição, determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a primeira velocidade medida se desvia de um primeiro limiar de velocidade; e, em resposta a uma determinação que a primeira velocidade medida se desvia do primeiro limiar de velocidade, comandar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, o primeiro atuador e o segundo atuador para se movimentarem com base na entrada de comando. A determinação se a primeira posição medida se desvia do primeiro limiar de posição pode ser feita por: determinação, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, de um valor de tempo associado à primeira velocidade medida; uso de um modelo de valores de posição estimada versos o tempo, representativo do primeiro atuador se movimentando da posição inicial à posição-alvo, com base em pelo menos uma entrada de comando; recuperar uma primeira posição estimada do modelo correspondente a um valor de tempo associado

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7/55 com a primeira posição medida; e comparar, com um primeiro limiar de posição, uma diferença entre a primeira posição medida e a primeira posição estimada. A determinação se a primeira velocidade determinada se desvia do primeiro limiar de velocidade pode incluir: determinar uma derivada de tempo medida entre uma posição inicial medida e a primeira posição medida; determinar uma derivada de tempo estimada entre uma posição inicial estimada e a primeira posição estimada, obtida do modelo; e comparar uma diferença entre a derivada de tempo estimada e a derivada de tempo medida para o primeiro limiar de velocidade. Em resposta ao segundo resultado de comparação, o método pode incluir: determinar uma condição operacional do primeiro atuador, e, em resposta a uma determinação indicativa do primeiro atuador estando em uma condição não falha, incluir ainda acoplar uma contraforça e ajustar as respectivas posições de pelo menos do primeiro atuador ou do segundo atuador. Em resposta ao ajuste das respectivas posições de pelo menos um do primeiro atuador ou do segundo atuador, o método pode incluir: analisar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, os dados de contraforças associados com o primeiro atuador e o segundo atuador, para determinar se os dados do contraforças estão dentro de uma faixa de limiar predeterminada. O método também pode incluir a desativação do primeiro atuador e a operação do segundo atuador com base na entrada de comando, em resposta a uma determinação dos dados do contraforças estando fora da faixa de limiar predeterminada. O método também pode incluir a determinação de uma condição operacional do primeiro atuador, e, em resposta a uma determinação de uma condição falha do primeiro atuador, desativar o primeiro atuador e operar o segundo atuador com base na entrada de comando. O método também pode incluir: receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma segunda posição medida e uma segunda velocida

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8/55 de medida do segundo atuador, à medida que o segundo atuador se movimenta com base na entrada de comando; determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a segunda posição medida se desvia de um segundo limiar de posição; e, em resposta a uma determinação que a segunda posição medida se desvia do segundo limiar de posição, determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a segunda velocidade medida se desvia de um segundo limiar de velocidade. Em resposta a uma determinação que a segunda velocidade medida se desvia do segundo limiar de velocidade, o método pode incluir: reativar o primeiro atuador e comandar o primeiro atuador para se movimentar com base na entrada de comando, sem acoplar o ajuste de contraforças. A determinação se a segunda posição medida se desvia do segundo limiar de posição pode incluir: determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, um valor de tempo associado com a segunda posição medida; usar um modelo representativo de valores de posição estimada versus o tempo do segundo atuador, com base na entrada de comando; recuperar uma segunda posição estimada do modelo correspondente com um valor de tempo associado com a segunda posição medida; e comparar, a um segundo limiar de posição, uma diferença entre a segunda posição medida e a segunda posição estimada recuperada do modelo. A determinação se a segunda velocidade medida se desvia do segundo limiar de velocidade pode incluir a determinação de uma derivada de tempo medida entre uma posição inicial medida e a segunda posição medida; determinar uma derivada de tempo estimada entre uma posição inicial estimada e a segunda posição estimada obtida do modelo; e comparar uma diferença entre a derivada de tempo medida e a derivada de tempo estimada.

[0010] Outra concretização da invenção envolve um meio legível por computador tangível, que inclui instruções, que, quando executa

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9/55 das, fazem com que uma máquina: receba uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave a uma posição-alvo, por meio de pelo menos um de um primeiro atuador ou de um segundo atuador associado com a superfície de controle; obtenha uma característica de voo da aeronave; compare a característica de voo a um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comande o primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comande o primeiro atuador e o segundo atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando. O meio legível por computador pode incluir instruções, que, quando executadas, fazem com que a máquina, em resposta ao primeiro resultado de comparação e ao comando do primeiro atuador para movimentar a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando: receba uma primeira posição medida e uma primeira velocidade medida do primeiro atuador, à medida que o primeiro atuador se movimenta de uma posição inicial a uma primeira posição, a primeira posição sendo entre a posição inicial e uma posição final necessária para movimentar a superfície de controle à posição-alvo; determine se a primeira posição medida se desvia de um primeiro limiar de posição; em resposta a uma determinação da primeira posição medida se desviando do primeiro limiar de posição, determine se a primeira velocidade medida se desvia de um primeiro limiar de velocidade; e, em resposta a uma determinação que a primeira posição medida se desvia do primeiro limiar de velocidade, comande o primeiro atuador e o segundo atuador para se movimentarem com base na entrada de comando.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0011] A Figura 1 ilustra uma aeronave exemplificativa implemen

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10/55 tada com um sistema atuador exemplificativo, de acordo com os ensinamentos do presente relatório descritivo.

[0012] A Figura 2 é uma representação esquemática de um sistema atuador exemplificativo da aeronave exemplificativa da Figura 1.

[0013] A Figura 3 é um diagrama de blocos de um controlador de superfície de controle de voo exemplificativo do sistema atuador exemplificativo das Figuras 1 e 2.

[0014] As Figuras 4, 5A e 5B são fluxogramas representativos de métodos exemplificativos, que podem ser usados para implementar o controlador de superfície de controle de voo exemplificativo do sistema atuador exemplificativo das Figuras 1 a 3.

[0015] A Figura 6 é um diagrama de blocos de uma plataforma de processador exemplificativa, capaz de executar os métodos das Figuras 4, 5A e 5B, para implementar o controlador de superfície de controle de voo exemplificativo do sistema atuador exemplificativo das Figuras 1 a 3.

DESCRIÇÃO [0016] Uma superfície de controle de voo de uma aeronave é frequentemente atuada a uma posição controlada de uma posição centralizada, carenada contra cargas aerodinâmicas relativamente grandes. Para movimentar a superfície de controle de voo à posição controlada, durante o voo, e impedir que a carga aerodinâmica retorne a superfície de controle de voo a uma posição indesejável, quando o sistema de controle de voo comanda a superfície à posição controlada, um sistema atuador de aeronave é empregado. Um sistema atuador, para posicionar as superfícies de controle de voo em uma aeronave grande e/ou rápida, requer grandes produções de forças para superar as cargas aerodinâmicas (por exemplo, os momentos de articulação) e um posicionamento preciso com um tempo de resposta rápido para atingir a rota de voo desejada. Para atingir essas grandes forças, uma

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11/55 resposta rápida e/ou por razões de segurança, os sistemas atuadores empregam, frequentemente, dois ou mais atuadores para operar uma superfície de controle.

[0017] Os atuadores são comumente caracterizados pelas forças que produzem e pelos tempos de resposta (por exemplo, velocidades) nos quais podem se movimentar. Para a maior parte dos sistemas atuadores de superfícies de controle de voo de aeronaves, há combinações específicas de carga e velocidade (isto é, força e velocidade), que devem ser satisfeitas: uma carga de estol máxima (por exemplo, a uma velocidade zero), que deve ser resistida para manter a superfície de controle de voo na posição comandada e impedir que ela seja carregada para trás a uma posição indesejável; uma condição de potência máxima, que combina uma alta velocidade superficial com uma carga de momento de articulação, que é inferior à carga de estol máxima; e uma velocidade sem carga máxima, que mede quão rápido o atuador pode se movimentar para a posição comandada, quando uma carga não é aplicada ao atuador.

[0018] Alguns sistemas atuadores exemplificativos incluem um primeiro e um segundo atuadores hidráulicos, que operam paralela ou simultaneamente para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave. Por segurança, cada atuador é configurado para satisfazer uma carga de estol máxima. Por exemplo, durante uma condição falha de um dos atuadores hidráulicos, o atuador hidráulico ativo (sem falha) precisa operar a superfície de controle de voo (por exemplo, perceber as cargas aerodinâmicas de pico de uma missão de voo). Para configurar essa redundância, cada atuador hidráulico é dimensionado e/ou projetado para satisfazer as cargas aerodinâmicas de pico e as velocidades de resposta, para permitir uma operação independente dos atuadores durante um evento de falha. Em outras palavras, como mencionado acima, todos os atuadores devem ser projetados para satisfazer

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12/55 os requisitos de carga e velocidade para: uma carga de estol máxima (por exemplo, na velocidade zero); uma condição de potência máxima; e uma velocidade sem carga máxima. Por exemplo, esses atuadores hidráulicos são frequentemente dimensionados para as cargas aerodinâmicas de pico, durante decolagem, pouso e/ou em partes descendentes de uma missão de voo. Por conseguinte, os componentes (por exemplo, bombas e tubulação de distribuição) para sistemas hidráulicos convencionais são dimensionados para o desempenho de cargas de pico. No entanto, durante outros períodos da missão ou envelope de voo (por exemplo, cruzeiro), as cargas aerodinâmicas são significativamente inferiores às cargas de pico. Desse modo, o projeto de todos os atuadores hidráulicos para satisfazer as cargas aerodinâmicas de pico máximas e as velocidades de resposta requer que todos os atuadores hidráulicos, as bombas e a tubulação de distribuição (por exemplo, as linhas de fluidos hidráulicos) sejam relativamente além do necessário, durante a ou as condições de cargas aerodinâmicas fora do pico. Por conseguinte, cada sistema hidráulico de um ou mais sistemas atuadores únicos, duplos, triplos ou quádruplos requer consideravelmente mais força ou energia (por exemplo, a extração de potência do motor) do que é necessário durante as cargas aerodinâmicas fora do pico, desse modo, reduzindo a eficiência do motor da aeronave e reduzindo uma ou mais características de desempenho da aeronave. [0019] Outro sistema atuador, que pode ser usado por uma aeronave, é um sistema atuador de energia híbrido. Um sistema atuador de energia híbrido exemplificativo inclui um atuador hidráulico e um atuador hidráulico, que operam independentemente ou ambos operam simultaneamente e/ou em paralelo para controlar uma superfície de controle de voo. Os atuadores elétricos, que usam energia elétrica para a atuação de superfície de controle de voo de aeronaves, resultam em um menor peso das aeronaves, um consumo de energia eficiente, uma

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13/55 segurança aperfeiçoada do sistema e uma capacidade de manutenção aperfeiçoada. Por exemplo, um atuador eletro-hidrostático (a seguir, EHA) é um tipo de vários atuadores elétricos, que por uso dele elimina pelo menos um sistema hidráulico distribuído, simplifica as arquiteturas dos sistemas e aperfeiçoa a segurança. Um sistema atuador EHA vantajosamente apenas consome energia quando está sendo comandado para atuar. Isso reduz a demanda de energia de um motor de aeronave (devido à eliminação do consumo constante de energia de bombas acionadas por motores). No entanto, os sistemas atuadores de energia híbridos conhecidos são projetados e operados em uma arquitetura do sistema ativo - em espera (por exemplo, com um sistema normal, o atuador elétrico não é comandado para ser atuado (ficar em espera), e em um sistema anormal (ocorrência de falha), o atuador elétrico é comandado para atuar quando o atuador hidráulico adjacente não pode ser atuado), que requer que ambos o atuador hidráulico e o atuador elétrico satisfaçam as cargas aerodinâmicas de pico e as velocidades de resposta. Esse tipo do sistema atuador de energia híbrido ativo em espera resulta em um grande consumo de energia de motores de aeronaves.

[0020] Os métodos e aparelhos exemplificativos no presente relatório descritivo empregam sistemas atuadores de energia híbridos, que reduzem o consumo de energia elétrica e/ou hidráulica de um sistema de controle de voo. Os sistemas atuadores de energia híbridos, descritos no presente relatório descritivo, propiciam uma configuração de aeronave que requer mais superfícies de controle de voo e/ou que as superfícies sejam atuadas a maiores velocidades, reduza os requisitos de geração de energia hidráulica de aeronaves, desse modo, reduzindo o peso das aeronaves, o envelope do sistema hidráulico e/ou os custos de manufatura. Por conseguinte, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descri

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14/55 tivo requerem menos energia do motor para os sistemas atuadores conhecidos. Por redução da potência extraída de um motor de aeronave, durante uma fase de aproximação de pouso, que requer, frequentemente, alta velocidade e resposta de atuações de superfícies de controle de voo e com demandas críticas de outros sistemas (por exemplo, sistema de controle ambiental, sistema de eliminação de formação de gelo em asas, retração dos trens de pouco, sistema atuador de alto levantamento, etc.), os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo reduzem significativamente o consumo de energia de motores de aeronaves por meio do sistemas de gerenciamento de energia únicos. Alguns exemplos, descritos no presente relatório descritivo, incluem um processo de projeto e um aparelho para otimizar a força motriz de um sistema atuador de controle de voo, que inclui pelo menos um sistema hidráulico e um sistema elétrico, desse modo, reduzindo o tamanho do ou dos sistemas hidráulicos, a rejeição térmica relacionada, os componentes ou elementos de transporte, o atuador hidráulico, em consequência dos ganhos em eficiência mencionados acima.

[0021] Para reduzir o peso das aeronaves, os métodos e aparelhos exemplificativos empregam apenas um primeiro atuador (por exemplo, um atuador hidráulico), durante uma primeira parte de uma missão de voo, e empregam um segundo atuador (por exemplo, um atuador EHA), durante uma segunda parte da missão de voo, diferente da primeira parte. Por exemplo, os processos e aparelhos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo empregam (por exemplo, apenas) um primeiro atuador, para movimentar a superfície de controle de voo quando a aeronave está se deslocando dentro de uma primeira faixa de velocidade e/ou de uma primeira faixa de altitude, e empregam o primeiro atuador e um segundo atuador (por exemplo, um atuador EHA) para movimentar a superfície de controle de voo, quan

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15/55 do a aeronave está se deslocando dentro de uma segunda faixa de velocidade e/ou uma segunda faixa de altitude, diferentes da primeira faixa de velocidade e da primeira faixa de altitude.

[0022] Em alguns exemplos, os sistemas atuadores de energia híbridos descritos no presente relatório descritivo empregam apenas um primeiro atuador para movimentar uma superfície de controle de voo, quando as condições aerodinâmicas (por exemplo, as cargas aerodinâmicas) são tais que o primeiro atuador possa posicionar a superfície de controle de voo em uma posição comandada, sem assistência do segundo atuador. No entanto, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo ativam o segundo atuador para superar as condições aerodinâmicas (por exemplo, as cargas aerodinâmicas), para as quais o primeiro atuador requer assistência para movimentar a superfície de controle a uma posição comandada.

[0023] Em alguns exemplos, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo ativam (por exemplo, proporcionam energia elétrica) o segundo atuador, quando as condições de voo são indicativas de requisitos adicionais de energia para movimentar a superfície de controle a uma posição comandada. Em alguns exemplos, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo desativam (por exemplo, removem a energia elétrica) o segundo atuador, quando as condições de voo não são indicativas de requisitos adicionais de energia, para movimentar a superfície de controle à posição comandada. Dessa maneira, a energia elétrica pode ser aplicada para aquecer (por exemplo, esquentar) o fluido do segundo atuador para prepará-lo para uso. Alternativamente, a energia elétrica pode ser removida do segundo atuador para conservar energia, quando requisitos adicionais de energia não são necessários com base em uma ou mais

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16/55 condições de voo. As condições de voo podem incluir, por exemplo, velocidade da aeronave, temperatura do ar, velocidade aérea e/ou quaisquer de suas combinações, e/ou quaisquer outras condições ou parâmetros de voo. Por exemplo, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos descritos no presente relatório descritivo podem ativar o segundo atuador, quando a velocidade da aeronave estiver dentro de um limiar de velocidade da aeronave e a altitude estiver dentro de um limiar de altitude.

[0024] Em alguns exemplos, os sistemas atuadores de energia híbridos exemplificativos empregam e/ou ativam o segundo atuador (por exemplo, independentemente do status da missão de voo), quando o primeiro atuador está em uma condição falha. Desse modo, o segundo atuador pode operar a superfície de controle a uma posição comandada, quando o primeiro atuador está em uma condição falha independentemente de uma ou mais condições de voo (por exemplo, velocidade da aeronave, altitude, cargas aerodinâmicas, etc.).

[0025] A Figura 1 ilustra uma aeronave exemplificativa 100, implementada com um sistema de superfície de controle de voo exemplificativo 102, construído de acordo com os ensinamentos desta invenção. A aeronave 100 do exemplo ilustrado inclui uma fuselagem 105, tendo asas 106 e uma empenagem 108. Cada uma das asas 106 e da empenagem 108 inclui superfícies de controle de voo móveis 110, para controlar a aeronave 100 durante voo. Por exemplo, as superfícies de controle de voo 110 são móveis relativas a uma superfície externa (por exemplo, um aerofólio) da aeronave 100 para afetar o fluxo de ar, de acordo com princípios da aerodinâmica, para proporcionar controle direcional da aeronave 100 em voo. Por exemplo, as superfícies de controle de voo 110 são atuadas dentro de uma gama de posições (por exemplo, entre uma primeira ou posição retraída e uma segunda ou posição estendida) para controlar o rolamento, o passo e a guinada

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17/55 da aeronave 100. Por exemplo, para controlar as inclinações da aeronave 100, as superfícies de controle de voo 110 incluem superfícies de controle primárias, tais como, por exemplo, ailerons para controlar o rolamento, elevadores para controlar o passo e um leme para controlar a guinada. Para controlar uma ou mais características de desempenho da aeronave 100, as superfícies de controle de voo 110 podem incluir superfícies de controle de voo secundárias, tais como, por exemplo, planos auxiliares de bordos de ataque e flapes de bordos traseiros (por exemplo, flapes na borda e flapes fora da borda), para gerar um maior levantamento durante decolagem e pouso da aeronave 100, aerofólios para auxiliar com frenagem aerodinâmica, etc.

[0026] Para movimentar as superfícies de controle de voo 110, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado inclui um sistema atuador 112. O sistema atuador 112 do exemplo ilustrado inclui um ou mais sistemas atuadores 114, controláveis por um controlador de superfície de controle de voo 116. Mais especificamente, aqueles respectivos dos sistemas atuadores 114 controlam ou movimentam aquelas respectivas das superfícies de controle de voo 110. Desse modo, cada uma das superfícies de controle de voo 110 dos exemplos ilustrados inclui um sistema atuador dedicado 114. Em operação, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado movimenta as superfícies de controle de voo 110 entre uma primeira posição (por exemplo, uma posição retraída ou uma posição carenada) e uma segunda posição (por exemplo, uma posição estendida), para controlar uma rota de voo da aeronave 100, durante o voo.

[0027] Em alguns exemplos, o controlador de superfície de controle de voo 116 do exemplo ilustrado pode ser implementado por um computador de controle de voo (por exemplo, Eletrônica de Controle de Voo Integrada - IFCE). Por exemplo, o controlador de superfície de controle de voo 116 pode operar as superfícies de controle de voo 110

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18/55 com base em uma entrada de comando, recebida do computador de controle de voo. Por exemplo, o computador de controle de voo pode comandar o controlador de superfície de controle de voo 116 sem entrada de comando de um piloto. Por exemplo, o computador de controle de voo pode comandar o controlador de superfície de controle de voo 116 do exemplo ilustrado com base nos dados aéreos ou nas informações de condições de voo, tais como, por exemplo, velocidade aérea da aeronave 100, velocidade do ar escoando ao longo da aeronave 100 (por exemplo, uma corrente ascendente, uma corrente descendente e/ou uma corrente lateral), uma temperatura do ar circundando a aeronave 100, um ângulo de ataque da aeronave 100, a altitude, as acelerações e/ou outras informações associadas com o ar e/ou outro meio ambiente ou condições de voo. Em alguns exemplos, um controlador de superfície de controle de voo 116 do exemplo ilustrado pode operar as superfícies de controle de voo 110, com base nas entradas de comando recebidas de um piloto e/ou uma entrada de comando do computador de controle de voo.

[0028] A Figura 2 é uma ilustração esquemática de um sistema atuador exemplificativo 200 (por exemplo, um sistema atuador híbrido), que pode implementar os sistemas atuadores 114 da aeronave 100 da Figura 1. O sistema atuador 200 do exemplo ilustrado opera uma superfície de controle de voo 202. A superfície de controle de voo 202 da Figura 2 é representativa de uma das superfícies de controle de voo 110 da aeronave 100 da Figura 1. Desse modo, cada uma das superfícies de controle de voo 110 da Figura 1 pode ser implementada com o sistema atuador 200 da Figura 2. Em alguns exemplos, algumas ou apenas uma das superfícies de controle de voo 110 da Figura 1 pode ser implementada com o sistema atuador 200 da Figura 2. Por exemplo, apenas os ailerons ou os flapes podem ser implementados com o sistema atuador 200. O sistema atuador 200 do exemplo ilustrado in

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19/55 clui um primeiro atuador 204 e um segundo atuador 206 acoplado operacionalmente à superfície de controle de voo 202. O primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado é diferente do segundo atuador 206. Por exemplo, o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado é um atuador hidráulico e o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado é um EHA. No entanto, em alguns exemplos, o primeiro atuador 204 e/ou o segundo atuador 206 podem ser um atuador qualquer, tal como, por exemplo, um atuador energizado por uma fonte de energia elétrica (por exemplo, uma bomba de motor de corrente alternada). Alguns outros exemplos além do EHA incluem, mas não são limitados a, atuadores hidráulicos energizados por pacotes de energia, bombas de motores (por exemplo, bombas de motores de corrente alternada), e/ou qualquer tipo de bomba hidráulica acionada eletricamente, incluindo, mas não limitado a, atuadores hidráulicos de recuperação elétrica (EBHAs), atuadores eletromecânicos (EMAs), atuadores eletromagnéticos e/ou qualquer outro atuador adequado.

[0029] Para controlar o primeiro atuador e/ou comunicar características do primeiro atuador 204 para outro ou outros sistemas de controle (por exemplo, o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 1), o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado emprega uma unidade eletrônica remota (REU) 207. Por exemplo, a REU 207 do exemplo ilustrado é dedicada ao primeiro atuador 204 e proporciona um controle de atuador local, sinalizado, por exemplo, por barramentos de dados de alta integridade, desse modo, reduzindo, significativamente, a quantidade necessária de fios na aeronave. Por exemplo, a REU 207 proporciona um sistema de controle em circuito fechado do primeiro atuador 204. Durante a operação, o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado recebe fluido de controle pressurizado (por exemplo, fluido hidráulico) de uma fonte de pressão da aeronave 100, de modo que um sistema hidráulico distribuído da aeronave ou um sis

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20/55 tema hidráulico primário da aeronave 100, que também pode controlar outros sistemas acionados hidraulicamente da aeronave 100. Nessa configuração, o fluido de controle é proporcionado de uma fonte distante do primeiro atuador 204, e o fluido de controle é bombeado a uma primeira câmara 208 e a uma segunda câmara 210 de um cilindro 212 do primeiro atuador 204 pela tubulação 214 (por exemplo, linhas de fluido hidráulico), para movimentar um pistão 216 dentro do cilindro 212, entre uma primeira posição (por exemplo, para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição retraída ou carenada) e uma segunda posição (por exemplo, para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição estendida). Um dispositivo de geração de energia hidráulico 218 direciona o fluido de controle pressurizado entre a primeira câmara 208 do cilindro 212 e a segunda câmara 210 do cilindro 212. Para detectar ou medir uma posição do pistão 216, o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado pode incluir um sensor de posição 220 (por exemplo, um transformador diferencial variável linear, etc.). Para detectar uma força associada com (por exemplo, uma saída de força de) o primeiro atuador 204, o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado inclui um sensor de força 221. O sensor de força 221 do exemplo ilustrado pode incluir, mas não é limitado a, um medidor de deformação, um medidor de fibra óptica, uma placa de pressão piezelétrica e/ou qualquer outro sensor de força adequado. Em alguns exemplos, o primeiro atuador 204 pode incluir um sensor de pressão, que detecta um valor de pressão do fluido de controle em uma câmara estendida (por exemplo, uma da primeira câmara 208 ou da segunda câmara 210 do cilindro 212) e/ou um valor de pressão em uma câmara retraída (por exemplo, a outra da primeira câmara 208 ou da segunda câmara 210 do cilindro 212). Em alguns desses exemplos, o primeiro atuador e/ou a REU 207 do exemplo ilustrado determina ou calcula uma força na câmara externa por multiplicação do valor de pressão

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21/55 medida na câmara estendida por uma área do pistão estendido, e/ou multiplicação do valor de pressão medida na câmara retraída por uma área do pistão retraído. Em alguns exemplos, a REU 207 do exemplo ilustrado comunica ao controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 1 os dados ou sinais de posição do primeiro atuador, proporcionados, por exemplo, pelo sensor de posição 220, e/ou comunica dados ou sinais de força, proporcionados, por exemplo, pelo sensor de força 221 e/ou calculados do ou dos valores de pressão medida no cilindro 212.

[0030] O segundo atuador 206 do exemplo ilustrado é um atuador EHA, que é um atuador hidráulico autônomo. Para controlar o segundo atuador 206 e/ou comunicar as características do segundo atuador 206 a outro ou outros sistemas de controle (por exemplo, o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 1), o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado emprega uma unidade eletrônica remota (REU) 223. Por exemplo, a REU 223 do exemplo ilustrado é dedicada ao segundo atuador 206 e proporciona um controle de atuador local, sinalizado, por exemplo, por barramentos de dados de alta integridade, desse modo, reduzindo, significativamente, a quantidade necessária de fios da aeronave. Por exemplo, a REU 223 proporciona um sistema de controle em circuito fechado do segundo atuador 206. O segundo atuador 206 do exemplo ilustrado inclui uma bomba 222 (por exemplo, uma bomba hidráulica), acionada por um motor elétrico 224 (por exemplo, um motor elétrico de velocidade variável) e um cilindro 226, e um reservatório. O segundo atuador 206 do exemplo ilustrado propicia atuação hidráulica a locais relativamente remotos, sem a necessidade de rotear uma tubulação ou linhas hidráulicas da bomba acionada por motor ao segundo atuador 206, porque o segundo atuador 206 é energizado eletricamente pelo motor elétrico 204, e o fluido hidráulico fica contido no reservatório. Desse modo, o segundo atuador 206 não re

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22/55 quer uma fonte de energia hidráulica distribuída, como é necessário para o primeiro atuador 204. Em operação, a REU 223 comanda os componentes eletrônicos de acionamento do motor, cuja energia é aplicada ao motor elétrico 224 para acionar a bomba 222, para transferir fluido pressurizado (por exemplo, fluido hidráulico) entre uma primeira câmara 230 do cilindro 226, para movimentar um pistão 232 em uma primeira direção (por exemplo, para movimentar a superfície de controle de voo 110 à primeira posição), e uma segunda câmara 234 do cilindro 226, para movimentar o pistão 232 em uma segunda direção, oposta à primeira direção (por exemplo, para movimentar a superfície de controle de voo 110 à segunda posição). Para detectar uma posição do pistão 232, o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado inclui um sensor de posição 236 (por exemplo, um transformador diferencial variável linear, etc.). Para detectar uma força associada com o (por exemplo, uma saída de força do) segundo atuador 206, o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado inclui um sensor de força 225. O sensor de força 225 do exemplo ilustrado pode incluir, mas não é limitado a, um medidor de deformação, um medidor de fibra óptica, uma placa de pressão piezelétrica e/ou qualquer ou quaisquer outros sensores de força. Em alguns exemplos, o segundo atuador 206 pode incluir um sensor de pressão, que detecta um valor de pressão do fluido de controle em uma câmara estendida (por exemplo, uma da primeira câmara 230 ou da segunda câmara 234 do cilindro 226) e/ou um valor de pressão em uma câmara retraída (por exemplo, a outra da primeira câmara 230 ou da segunda câmara 134 do cilindro 226).

[0031] Em alguns desses exemplos, o segundo atuador 206 e/ou a REU 223 do exemplo ilustrado determinam e/ou calculam uma força na câmara estendida por multiplicação do valor de pressão medida, na câmara estendida, por uma área da câmara estendida, e/ou multiplicação do valor de pressão medida, na câmara retraída, por uma área da

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23/55 câmara retraída. Em alguns exemplos, a REU 223 do exemplo ilustrado comunica ao controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 1 os dados ou sinais de posição do segundo atuador, proporcionados, por exemplo, pelo sensor de posição 236, e/ou comunica dados ou sinais de força, proporcionados, por exemplo, pelo sensor de força 225 e/ou calculados do ou dos valores de pressão medida, detectados no cilindro 226.

[0032] Em alguns exemplos, o primeiro atuador 204 e/ou o segundo atuador 206 podem não incluir as REUs 207 e 223, respectivamente. Em alguns desses exemplos, o primeiro atuador 204 e/ou o segundo atuador 206 podem ser controlados e/ou receber comandos de qualquer outro sistema de controle, tais como, por exemplo, o controlador de superfície de controle de voo 116, um computador de controle de voo e/ou quaisquer outros controladores. Para reduzir o peso e/ou aumentar a eficiência da aeronave 100, o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado são configurados (por exemplo, dimensionados) para se depararem com diferentes requisitos de força (por exemplo, diferentes momentos de articulação de estol ou cargas aerodinâmicas) e/ou tempos de resposta de velocidade (por exemplo, requisitos de velocidade do atuador). Por exemplo, o primeiro atuador 204 do exemplo ilustrado é configurado (por exemplo, dimensionado) para desempenho de carga fora do pico, e o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado é configurado (por exemplo, dimensionado) para desempenho de carga no pico e/ou taxas de resposta no pico (por exemplo, velocidades de resposta máximas).

[0033] Por exemplo, o primeiro atuador 204 pode ser configurado para atuar a superfície de controle de voo 202, quando cargas aerodinâmicas fora do pico (por exemplo, momentos de articulação de estol mínimos, requisitos de controle de aeronave mínimos, etc.) são transmitidas à superfície de controle de voo 202. Tipicamente, as cargas

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24/55 aerodinâmicas fora do pico ocorrem quando a aeronave 100 está se deslocando em condições aéreas calmas (por exemplo, condições de pouco vento) e/ou em condições nominais ou sem manobra. Por exemplo, o segundo atuador 206 pode ser configurado para atuar a superfície de controle de voo 202, quando as cargas aerodinâmicas de pico (por exemplo, os momentos de articulação de estol máximo, os requisitos de controle da aeronave máximo, etc.) são introduzidas na superfície de controle de voo 202. Tipicamente, essas cargas aerodinâmicas de pico podem ser introduzidas na superfície de controle de voo 202, quando a aeronave 100 está experimentando rajadas anormais, ar turbulento e/ou manobras agressivas em uma condição de canto do envelope de voo, etc. Adicionalmente, o segundo atuador 206 é configurado para controlar a superfície, quando o primeiro atuador 204 está inoperante. Desse modo, se o primeiro atuador 204 estiver em uma condição falha (por exemplo, quando o primeiro atuador 204 está em um estado não operacional), o segundo atuador 206 pode operar a superfície de controle de voo 202. Em alguns exemplos, o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 podem ser configurados em uma configuração ativa - ativa (por exemplo, ambos os atuadores estão ativos), para controlar cargas similares (por exemplo, cargas de pico) e/ou proporcionar tempos de resposta similares.

[0034] Em operação, o controlador de superfície de controle de voo 116 (Figura 1) opera o primeiro atuador 204 pela REU 207, para movimentar a superfície de controle de voo 202 sem assistência do segundo atuador 206, quando as cargas aerodinâmicas não excedem a carga aerodinâmica nominal do primeiro atuador 204. O controlador de superfície de controle de voo 116 (Figura 1) emprega o segundo atuador 206, para proporcionar energia necessária quando necessária (por exemplo, quando as cargas aerodinâmicas excedem a carga aerodinâmica nominal do primeiro atuador 204, e/ou a velocidade de resPetição 870180034276, de 27/04/2018, pág. 31/287

25/55 posta desejada excede uma velocidade de resposta nominal do primeiro atuador 204). Por exemplo, o controlador de superfície de controle de voo 116 emprega ou opera o segundo atuador 206 pela REU 223, para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição comandada, com base em uma entrada de comando (por exemplo, do piloto ou da IFCE), quando as cargas aerodinâmicas introduzidas na superfície de controle de voo 202 são maiores do que uma carga nominal do primeiro atuador 204, e/ou quando o tempo de resposta do primeiro atuador 204 está defasado ou fora de uma faixa de resposta de limiar. Em alguns exemplos, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado emprega o primeiro atuador 204, para movimentar a superfície de controle de voo 202 enquanto a aeronave 100 está se movimentando a velocidades relativamente baixas, e emprega o segundo atuador 206, para movimentar a superfície de controle de voo 202 quando as cargas aerodinâmicas e/ou as velocidades de resposta excedem a carga aerodinâmica e/ou a velocidade de resposta nominais do primeiro atuador 204.

[0035] Em operação, para movimentar a superfície de controle de voo 202, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado usa apenas o primeiro atuador 204, durante um primeiro conjunto de condições (por exemplo, condições de voo, velocidade da aeronave, etc.) e usa ambos o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206, durante um segundo conjunto de condições (por exemplo, condições de voo, velocidade da aeronave, etc.). Desse modo, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado proporciona um sistema atuador por demanda, que emprega o segundo atuador 206 para auxiliar o primeiro atuador 204, quando as condições de voo são tais que o primeiro atuador 204 pode ser incapaz de movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição comandada. Em alguns exemplos, o segundo atuador 206 opera em paralelo com o primeiro

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26/55 atuador, para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição comandada. Em alguns casos, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado usa apenas o segundo atuador 206, para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição comandada.

[0036] Por configuração do primeiro atuador 204 (por exemplo, o atuador hidráulico) para satisfazer o desempenho de carga fora do pico, o primeiro atuador 204 pode ser configurado ou dimensionado menor do que um atuador (por exemplo, hidráulico), configurado convenientemente para satisfazer o desempenho de carga no pico. Por conseguinte, um atuador de menor tamanho reduz o peso da aeronave 100 e demanda menos energia (por exemplo, hidráulica), durante a operação, o que aperfeiçoa o desempenho e/ou as características de eficiência da aeronave. Em alguns exemplos, algumas configurações podem resultar em uma redução de 45 por cento (45% em peso) na vazão de fluido hidráulico para o primeiro atuador 204, o que requer menos consumo de potência de um motor de aeronave para bombear o fluido de controle. Desse modo, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado reduz o peso e aperfeiçoa o desempenho e/ou a eficiência da aeronave. Por exemplo, em algumas implementações em uma aeronave de transporte, grande, típica, o sistema de superfície de controle de voo 102 do exemplo ilustrado pode reduzir o peso da aeronave por aproximadamente entre 226,8 quilogramas - kg (500 libras - lb) e 680,4 quilogramas (1.500 libras - lb).

[0037] A Figura 3 é um diagrama de blocos do controlador de superfície de controle de voo 116 do sistema atuador das Figuras 1 e 2. Com referência à Figura 3, o controlador de superfície de controle de voo 116 do exemplo ilustrado inclui um detector de entrada de comando exemplificativo 302, um modificador de entrada de comando exemplificativo 304, um iniciador do segundo atuador exemplificativo 306,

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27/55 um estimador de posição do primeiro atuador exemplificativo 308, um monitor de resposta do primeiro atuador exemplificativo 301, um estimador de posição do segundo atuador exemplificativo 312, um monitor de resposta do segundo atuador exemplificativo 314, um verificador de contraforça exemplificativo 316 e um monitor do sistema do primeiro atuador exemplificativo 318.

[0038] O detector de entrada de comando 302 do exemplo ilustrado recebe e/ou detecta uma entrada de comando, para movimentar a superfície de controle de voo 202 da aeronave 100 a uma posição-alvo (por exemplo, entre uma posição neutra ou carenada e uma posição estendida). Como descrito em mais detalhes abaixo, o controlador de superfície de controle de voo 116 movimenta a superfície de controle de voo 202 à posição-alvo por pelo menos um do primeiro atuador 204 ou do segundo atuador 206. Por exemplo, o detector de entrada de comando 302 detecta uma entrada de comando do computador de controle de voo (por exemplo, IFCE) e/ou de uma interface ou um módulo de superfície de controle piloto (por exemplo, um manche de controle localizado em uma cabine da aeronave 100). Em alguns exemplos, a entrada de comando pode ser proporcionada pelo computador de controle de voo ou IFCE, com base nas condições de voo, tais como, por exemplo, dados do ar, característica ou características ambientais e/ou uma ou mais condições ambientais. No exemplo ilustrado, o detector de entrada de comando 302 é acoplado comunicativamente ao modificador de entrada de comando 304, ao estimador de posição do primeiro atuador 308 e ao estimador de posição do segundo atuador 312.

[0039] O iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado determina se ativar ou desativar o segundo atuador 206, durante o voo. Para determinar se ativar ou desativar o segundo atuador 206, o iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado recebe e/ou

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28/55 obtém dados de condições de voo ou características de voo do, por exemplo, computador de controle de voo, a IFCE, um ou mais sensores da aeronave, etc. Os dados de condições de voo podem incluir, por exemplo, a velocidade, da aeronave, a altitude, a densidade do ar, a temperatura do ar, a velocidade do ar, etc. Em particular, o iniciador do segundo atuador exemplificativo 306 emprega dados de condições de voo e/ou uma ou mais características de voo, para determinar se as condições de voo, durante uma ou mais partes de uma missão de voo, são indicativas de um requisito de energia adicional, necessário para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição comandada (por exemplo, uma posição-alvo), com base na entrada de comando. Por exemplo, o iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado pode empregar os dados de condições de voo, para determinar se a aeronave está em cruzeiro, pouso, taxiamento, ascensão e/ou descida. Por exemplo, o iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado pode ativar o segundo atuador 206 durante a descida, pouso e/ou decolagem, e desativar o segundo atuador 206 durante cruzeiro.

[0040] Como usado no presente relatório descritivo, a ativação do segundo atuador 206 significa proporcionar energia (por exemplo, energia elétrica) ao segundo atuador 206 (por exemplo, para bombear o fluido de controle pelo motor elétrico 224, para energizar um aquecedor para proporcionar calor a um fluido de controle (por exemplo, o óleo hidráulico) do segundo atuador 206, etc.), e desativar o segundo atuador 205 significa retirar energia (por exemplo, energia elétrica) do segundo atuador 206. Desse modo, em alguns exemplos, quando o segundo atuador 204 está em uma condição ativa, energia elétrica pode ser proporcionada para (por exemplo, um aquecedor do) segundo atuador 206, para aquecer (por exemplo, pelo aquecedor) o fluido de controle sem comandar o pistão 232 do segundo atuador 206 para que

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29/55 se movimente. Dessa maneira, por exemplo, o segundo atuador 206 do exemplo ilustrado consome energia (por exemplo, energia elétrica), durante a condição ativada, e não consome energia, durante a condição desativada, desse modo, conservando energia e aperfeiçoando a eficiência da aeronave. Desse modo, o iniciador do segundo atuador 306 proporciona um segundo atuador sob demanda 206 e conserva energia quando o segundo atuador 206 não é necessário, durante uma ou mais partes de uma missão de voo, que não requerem energia adicional para movimentar para e/ou manter a superfície de controle de voo 202 na posição comandada com base em uma entrada de comando.

[0041] Para determinar se os dados de condições de voo e/ou uma ou mais características de voo são indicativas de requisito de energia adicional, o iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado compara os dados de condições de voo e/ou uma ou mais características de voo a um limiar de características de voo. Por exemplo, os dados de condições de voo e/ou uma ou mais características de voo podem incluir a velocidade do ar, a inclinação da aeronave e a temperatura do ar, os dados de condições de voo e/ou uma ou mais características de voo podem precisar satisfazer um ou mais limiares de características de voo (por exemplo, um limiar de velocidade da aeronave, um limiar de altitude, um limiar de temperatura do ar, etc.) para ativar o segundo atuador 206.

[0042] Desse modo, durante as partes do voo, nas quais uma energia adicional ou uma assistência do segundo atuador 206 não é necessária para movimentar e/ou manter a superfície de controle de voo 202 em uma posição-alvo, com base na entrada de comando pelo segundo atuador 206, o iniciador do segundo atuador 306 pode desativar o segundo atuador 206. Por exemplo, em resposta aos dados de condições de voo e/ou a uma ou mais características de voo estando

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30/55 abaixo do limiar de característica de voo, o iniciador do segundo atuador 306 pode desativar o segundo atuador 206, e/ou o modificador de entrada de comando 304 pode operar o primeiro atuador 204, para movimentar a superfície de controle de voo 202 à posição-alvo, com base na entrada de comando (por exemplo, sem uso do segundo atuador 206).

[0043] Durante partes do voo nas quais as condições de voo são indicativas de requisito de energia adicional, necessário para movimentar a superfície de controle de voo 202 à posição-alvo, com base na entrada de comando, o iniciador do segundo atuador 306 ativa o segundo atuador 206. Por exemplo, em resposta aos dados de condições de voo e/ou a uma ou mais características de voo estando abaixo do limiar de característica de voo, o iniciador do segundo atuador 306 pode ativar o segundo atuador 206 e/ou o modificador de entrada de comando 304, para operar o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 para movimentar a superfície de controle de voo 202 para a posição-alvo, com base na entrada de comando.

[0044] Adicionalmente, o iniciador do segundo atuador 306 do exemplo ilustrado recebe um estado do primeiro atuador 204 (por exemplo, o sistema do primeiro atuador, os componentes, pressão, etc.) pelo monitor do sistema do primeiro atuador 318. O monitor do sistema do primeiro atuador 318 determina um computador de controle de voo do primeiro atuador 204 e proporciona informações ao iniciador do segundo atuador 306. Por exemplo, o monitor do sistema do primeiro atuador 318 determina se o primeiro atuador 204 está em uma condição não falha ou em uma condição falha. Por exemplo, o sistema do primeiro atuador e/ou o primeiro atuador 204 podem estar em uma condição falha, se seus selos hidráulicos estão danificados e com vazamento do fluido de controle (por exemplo, fluido hidráulico), o fluido do primeiro atuador 204 está vazando e/ou com uma pressão do cilin

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31/55 dro anormal devido à falha do selo, o sensor de posição está funcionando mal e/ou qualquer outra condição, que impede e/ou inibe a operação normal do primeiro atuador 204. Quando o primeiro atuador 204 está em uma condição falha, o iniciador do segundo atuador 306 ativa o segundo atuador 206. Em alguns exemplos, quando o monitor do sistema do primeiro atuador 318 determinar que o primeiro atuador 204 está em uma condição falha, o modificador de entrada de comando 304 comanda o segundo atuador 206 e pode tentar comandar o primeiro atuador 204, com base na entrada de comando e/ou em uma entrada de comando modificada pelo modificador de entrada de comando 304. Em alguns exemplos, quando o monitor do sistema do primeiro atuador 318 determina que o primeiro atuador 204 está em uma condição falha, o modificador de entrada de comando 304 comanda o segundo atuador 206, com base na entrada de comando e/ou em uma entrada de comando modificada pelo modificador de entrada de comando 304, sem uso do primeiro atuador 204.

[0045] O modificador de entrada de comando 304 do exemplo ilustrado recebe a entrada de comando do detector de entrada de comando 302, o comando de ativação / desativação do iniciador do segundo atuador 306, um primeiro estado de resposta do primeiro atuador do monitor de resposta do primeiro atuador 310 e/ou um estado de resposta do segundo atuador do monitor de resposta do segundo atuador 314. Com base no comando e/ou nas informações recebidos do detector de entrada de comando 302, o iniciador do segundo atuador 306, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 e/ou o monitor de resposta do segundo atuador 314, o modificador de entrada de comando 304 do exemplo ilustrado proporciona um sinal de controle do primeiro atuador para o primeiro atuador 204, e/ou um sinal de controle do segundo atuador para o segundo atuador 206.

[0046] Em alguns exemplos, o modificador de entrada de comando

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304 opera o primeiro atuador 204 e/ou o segundo atuador 206, com base na entrada de comando sem modificar a entrada de comando recebida do detector de entrada de comando 302. Em alguns exemplos, o modificador de entrada de comando 304 do exemplo ilustrado pode ajustar ou desativar a entrada de comando, para otimizar a eficiência da aeronave com base nas condições de voo e/ou em outros parâmetros de voo. Por exemplo, o modificador de entrada de comando 304 pode modificar uma entrada de comando, recebida do detector de entrada de comando 302 com base na velocidade da aeronave, velocidade do ar, temperatura do ar, chuva, acúmulo de gelo, etc. Em alguns exemplos, o modificador de entrada de comando 304 modifica a entrada de comando (por exemplo, sem uma entrada de piloto) para ajudar a estabilizar a aeronave 100 e/ou impedir a operação da aeronave 100 fora de um envelope de desempenho da aeronave 100.

[0047] O estimador de posição do primeiro atuador 308 do exemplo ilustrado recebe a entrada de comando do detector de entrada de comando 302. O estimador de posição do primeiro atuador 308 do exemplo ilustrado simula ou gera um modelo (por exemplo, um modelo simulado) de posição estimada versus o tempo do primeiro atuador 204, representativo do primeiro atuador se movimentando de uma posição inicial a uma posição-alvo, com base pelo menos na entrada de comando. Em outras palavras, o estimador de posição do primeiro atuador 308 simular as informações de posição do pistão 216 do primeiro atuador 204, em função do tempo representativo do pistão 216 se movimentando entre uma posição inicial e uma posição-alvo (por exemplo, a posição comandada baseada na entrada de comando). Os valores de posição versus o tempo podem ser baseados em um período de amostragem (por exemplo, a cada 50 milissegundos). Em alguns exemplos, o estimador de posição do primeiro atuador 308 simula um modelo do primeiro atuador 204 com base na entrada de co

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33/55 mando, usando um modelo de função de transferência de segunda ordem, para proporcionar valores de posição versus o tempo. Em alguns exemplos, o modelo de função de transferência é gerado em tempo real (por exemplo, durante voo ou após a entrada de comando ser recebida) com base na entrada de comando. Em alguns exemplos, o modelo é proporcionado com uma tabela de consulta predeterminada, com base, por exemplo, em uma ou mais características do tempo de resposta do primeiro atuador 204 e da entrada de comando. Em alguns desses exemplos, o estimador de posição do primeiro atuador 308 recupera os valores de posição versus o tempo da tabela de consulta predeterminada, armazenada na memória correspondente à entrada de comando.

[0048] Adicionalmente, o estimador de posição do primeiro atuador 308 mede ou determina (por exemplo, calcula) uma primeira velocidade estimada do pistão 216 com base no modelo de posição estimada versus o tempo. Por exemplo, o estimador de posição do primeiro atuador 308 pode determinar a primeira velocidade estimada por cálculo de uma derivada de tempo das posições estimadas. Em alguns exemplos, o estimador de posição do primeiro atuador 308 determina uma derivada de tempo estimada entre uma posição inicial estimada e uma segunda posição estimada obtida do modelo. Em alguns exemplos, o estimador de posição do primeiro atuador 308 obtém a primeira velocidade estimada de uma tabela de consulta predeterminada, gerada com base na ou nas características do tempo de resposta do primeiro atuador 204.

[0049] O monitor de resposta do primeiro atuador 310 mede ou determina as posições do pistão 216 do primeiro atuador 204 com base nos valores dos sinais proporcionados pelo sensor de posição 220 do primeiro atuador 204, à medida que o pistão 216 movimenta a superfície de controle de voo 202 entre a posição inicial e a posição-alvo.

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Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 mede as posições do pistão 216 do primeiro atuador 204 com base em um período de amostragem (por exemplo, entre aproximadamente 1 milissegundo e 100 milissegundos). Desse modo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 associa um período de tempo a cada valor de posição medida.

[0050] Adicionalmente, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina ou mede uma velocidade do pistão 216 do primeiro atuador 204, à medida que o pistão se movimenta entre uma posição inicial e a posição comandada. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado calcula uma derivada de tempo dos valores de posição obtidos durante o período de amostragem. Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina uma derivada de tempo medida entre uma posição inicial medida do pistão 216 e uma segunda posição medida do pistão 216. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 recebe um sinal representativo da velocidade do pistão 216 de um sensor de velocidade, acoplado operacionalmente ao pistão 216 e/ou ao primeiro atuador 204.

[0051] O monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado monitorar uma precisão de resposta do primeiro atuador 204 com base nos valores de posição e/ou de velocidade. Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado compara (por exemplo, por um comparador) os valores de posição medida versus o tempo, medidos pelo monitor de resposta do primeiro atuador 310, e os valores de posição estimada versus o tempo, proporcionados pelo estimador de posição do primeiro atuador 308. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina e/ou compara uma diferença entre a primeira posição medida e a primeira posição estimada a um primeiro limiar de posição. Em al

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35/55 guns exemplos, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina e/ou compara uma diferença, entre o valor da primeira velocidade determinada e a primeira velocidade estimada, a um limiar de velocidade do primeiro atuador. Por exemplo, se a diferença, entre a primeira posição medida e a primeira posição estimada, estiver dentro do primeiro limiar de posição (por exemplo, se a primeira velocidade medida estiver entre aproximadamente 2% a 10% da primeira posição estimada), e/ou a diferença, entre a primeira velocidade determinada e a primeira velocidade estimada, estiver dentro do primeiro limiar de velocidade (por exemplo, se a primeira velocidade determinada estiver entre aproximadamente 2% a 10% da primeira velocidade estimada), o monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado determina que a precisão de resposta do primeiro atuador 204 está dentro de uma faixa operacional aceitável.

[0052] O estimador de posição do segundo atuador 312 do exemplo ilustrado recebe a entrada de comando do detector de entrada de comando 302. O estimador de posição do segundo atuador 312 do exemplo ilustrado simula um modelo de posição versus o tempo do segundo atuador 206, com base na entrada de comando. Em outras palavras, o estimador de posição do segundo atuador 312 simular as informações de posição do pistão 232 do segundo atuador 206 em função do tempo, à medida que o pistão 232 se movimenta entre uma posição inicial e uma posição-alvo (por exemplo, a posição comandada com base na entrada de comando). Os valores de posição versus o tempo podem ser baseados em um período de amostragem. Em alguns exemplos, o estimador de posição do segundo atuador 312 simula um modelo do segundo atuador 206 com base na entrada de comando, usando um modelo de função de transferência de segunda ordem, para proporcionar valores de posição versus o tempo. Em alguns exemplos, o modelo de função de transferência é gerado em

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36/55 tempo real (por exemplo, durante o voo ou após a entrada de comando ser recebida), com base na entrada de comando. Em alguns exemplos, o modelo é proporcionado como uma tabela de consulta predeterminada, com base, por exemplo, na ou nas características do tempo de resposta do segundo atuador 206 e na entrada de comando, e o estimador de posição do segundo atuador 312 recupera os valores de posição versus o tempo da tabela de consulta predeterminada, correspondente à entrada de comando.

[0053] Adicionalmente, o estimador de posição do segundo atuador 312 mede ou determina (por exemplo, calcula) uma primeira velocidade estimada do pistão 232 com base no modelo de posição estimada versus o tempo. Por exemplo, o estimador de posição do segundo atuador 312 pode determinar a segunda velocidade estimada por cálculo de uma derivada de tempo das posições estimadas. Em alguns exemplos, o estimador de posição do segundo atuador 312 obtém a primeira velocidade estimada de uma tabela de consulta predeterminada, gerada com base na ou nas características do tempo de resposta do segundo atuador 206.

[0054] O monitor de resposta do segundo atuador 314 mede as posições do pistão 232 do segundo atuador 206 com base nos valores dos sinais proporcionados pelo sensor de posição 236 do segundo atuador 206, à medida que o pistão 232 movimenta a superfície de controle de voo 202. Por exemplo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 mede as posições do pistão 232 do segundo atuador 206 com base em um período de amostragem. Desse modo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 associa um período de tempo com cada valor de posição medida.

[0055] Adicionalmente, o monitor de resposta do segundo atuador 314 determina uma velocidade do pistão 232 do segundo atuador 206, à medida que o pistão 232 se movimenta entre uma posição inicial e a

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37/55 posição comandada. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado calcula uma derivada de tempo dos valores de posição obtidos durante o período de amostragem. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do segundo atuador 314 recebe um sinal representativo da velocidade do pistão 232 de um sensor de velocidade, acoplado operacionalmente ao pistão 232 e/ou do segundo atuador 206.

[0056] O monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado monitora uma precisão de resposta do segundo atuador 206, com base nos valores de posição e/ou de velocidade. Por exemplo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado compara (por exemplo, por um comparador) os valores de posição medida versus o tempo, medidos pelo monitor de resposta do segundo atuador 314, e os valores de posição estimada versus o tempo, proporcionados pelo estimador de posição do segundo atuador 312. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do segundo atuador 314 determina e/ou compara uma diferença, entre a segunda posição medida e a segunda posição estimada, a um segundo limiar de posição. Em alguns exemplos, o monitor de resposta do segundo atuador 314 determina e/ou compara uma diferença, entre o valor da segunda velocidade determinada e a segunda velocidade estimada, a um limiar de velocidade do primeiro atuador. Por exemplo, se a diferença entre a segunda posição medida e a segunda posição estimada estiver dentro do segundo limiar de posição e/ou a diferença entre a segunda velocidade determinada e a segunda velocidade determinada estiver dentro do segundo limiar de velocidade, o monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado determina que a precisão de resposta do segundo atuador 206 está dentro de uma faixa operacional aceitável.

[0057] O verificador de contraforça 316 do exemplo ilustrado é

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38/55 acoplado comunicativamente com a primeira REU 207 e a segunda REU 223. O verificador de contraforça 316 do exemplo ilustrado recebe um sinal de força do primeiro atuador do, por exemplo, sensor de força 221 do primeiro atuador 204 (por exemplo, pela REU 207), e recebe um sinal de força do segundo atuador do, por exemplo, sensor de força 225 do segundo atuador 206 (pela REU 223). Em alguns exemplos, quando ambos o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 são ativados para movimentar a superfície de controle de voo 202, com base na entrada de comando, o modificador de entrada de comando 304 pode modificar a entrada de comando, com base nas informações de contraforças detectadas ou medidas, proporcionadas pelo verificador de contraforça 316. O verificador de contraforça 316 do exemplo ilustrado determina se a contraforça no primeiro atuador 204 (por exemplo, com base no sinal de força do primeiro atuador) e/ou no segundo atuador 206 (por exemplo, com base no sinal de força do segundo atuador) excedem um limiar de contraforça. Em alguns casos, por exemplo, o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 podem nem sempre ser posicionados para compartilhar uma carga tencionada (por exemplo, uma carga aerodinâmica, uma carga de articulação, etc.). Em alguns desses casos, uma diferença em posicionamento de atuador pode criar um ou mais condições de forças reativas ou contraforças, que podem ser introduzidas em um do primeiro atuador 204 ou do segundo atuador 206. Quando o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 são comandados pelo modificador de entrada de comando 304, o verificador de contraforça 316 recebe os valores de força medida introduzidos no primeiro atuador 204 e/ou no segundo atuador 206 (por exemplo, dos primeiro e segundo sensores de força 221 e 225, respectivamente), e determina se o contraforça medida está dentro de um limiar de contraforça (por exemplo, dentro entre 5% e 20% do limiar de contraforça). Em alguns casos, por exemplo, o pri

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39/55 meiro atuador 204 pode responder mais rápido à entrada de comando do que o segundo atuador 206, o que pode criar uma contraforça. Em alguns desses exemplos, se a contraforça criada for maior do que o limiar de contraforça, o modificador de entrada de comando 304 pode variar a entrada de comando para o primeiro atuador 204 e/ou para o segundo atuador 206. Por exemplo, o modificador de entrada de comando 304 pode proporcionar um comando para movimentar o pistão 216 do primeiro atuador 204 em uma primeira direção (por exemplo, movimentar o pistão 216 da superfície de controle de voo 202, diminuir uma carga no primeiro atuador 204, etc.), e/ou pode proporcionar um comando para movimentar o pistão 232 do segundo atuador 206 em uma segunda direção (por exemplo, movimentar o pistão 232 na direção da superfície de controle de voo 202, aumentar uma carga no segundo atuador 206, etc.).

[0058] Embora uma maneira exemplificativa de implementação do controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 1 seja ilustrada na Figura 3, um ou mais dos elementos, processos e/ou dispositivos ilustrados na Figura 3 podem ser combinados, divididos, redispostos, omitidos, eliminados e/ou implementados em qualquer outro modo. Ainda mais, o detector de entrada de comando exemplificativo 302, o modificador de entrada de comando exemplificativo 304, o iniciador do segundo atuador exemplificativo 306, o estimador de posição do primeiro atuador exemplificativo 308, o monitor de resposta do primeiro atuador exemplificativo 310, o estimador de posição do segundo atuador exemplificativo 312, o monitor de resposta do segundo atuador exemplificativo 314, o verificador de contraforça exemplificativo 316, o monitor do sistema do primeiro atuador 318, e, mais geralmente, o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 3 podem ser implementados por hardware, software, programação em hardware, e/ou qualquer combinação de hardware, software e/ou programa

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40/55 ção em hardware. Desse modo, por exemplo, qualquer um do detector de entrada de comando exemplificativo 302, do modificador de entrada de comando exemplificativo 304, do iniciador do segundo atuador exemplificativo 306, do estimador de posição do primeiro atuador exemplificativo 308, do monitor de resposta do primeiro atuador exemplificativo 310, do estimador de posição do segundo atuador exemplificativo 312, do monitor de resposta do segundo atuador exemplificativo 314, do verificador de contraforça exemplificativo 316, do monitor do sistema do primeiro atuador 318, e, mais geralmente, do controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 3 podem ser implementados por um ou mais circuitos analógicos ou digitais, circuitos lógicos, um ou mais processadores programáveis, um ou mais circuitos integrados para aplicações específicas (ASICs), um ou mais dispositivos lógicos programáveis (PLDs) e/ou um ou mais dispositivos lógicos de campo programável (FPLDS). Quando da leitura de quaisquer das reivindicações de dispositivos ou sistemas desta patente, para cobrir simplesmente uma implementação de software e/ou de programação em hardware, pelo menos um do detector de entrada de comando exemplificativo 302, do modificador de entrada de comando exemplificativo 304, do iniciador do segundo atuador exemplificativo 306, do estimador de posição do primeiro atuador exemplificativo 308, do monitor de resposta do primeiro atuador exemplificativo 310, do estimador de posição do segundo atuador exemplificativo 312, do monitor de resposta do segundo atuador exemplificativo 314, do verificador de contraforça exemplificativo 316, do monitor do sistema do primeiro atuador 318, e, mais geralmente, do controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 3 é, desse modo, expressamente definido como incluindo um dispositivo de armazenamento ou um disco de armazenamento legível por computador, não transitório, tal como uma memória, um disco versátil digital (DVD), um disco compacto (CD), um

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41/55 disco Blu-ray, etc., incluindo o software e/ou a programação em hardware. Ainda mais, o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 3 pode incluir um ou mais elementos, processos e/ou dispositivos além ou em vez daqueles ilustrados na Figura 3, e/ou podem incluir mais de um de quaisquer ou todos dos elementos, processos e dispositivos ilustrados.

[0059] Um fluxograma representativo de métodos exemplificativos, para implementar o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura 3, é mostrado nas Figuras 4, 5A e 5B. Nesse exemplo, os métodos podem ser implementados por uso de instruções legíveis por máquina, que compreendem um programa para execução por um processador, tal como o processador 612, mostrado na plataforma de processador 600 discutida abaixo em relação à Figura 6. O programa pode ser incorporado em software armazenado em um meio de armazenamento legível por computador não transitório, tal como um CDROM, um disco flexível, um disco rígido, um disco versátil digital (DVD), um disco Blu-ray ou uma memória associada com o processador 612, mas todo o programa e/ou partes dele podem ser alternativamente executados por um dispositivo diferente do processador 612, ou incorporado em programação em hardware ou por um hardware dedicado. Ainda mais, embora o programa exemplificativo seja descrito com referência ao fluxograma ilustrado nas Figuras 4, 5A e 5B, muitos outros métodos de implementação do controlador de superfície de controle de voo 116 podem ser usados alternativamente. Por exemplo, a ordem de execução dos blocos pode ser mudada, e/ou alguns dos blocos descritos podem ser mudados, eliminados ou combinados. Adicional ou alternativamente, quaisquer ou todos os blocos podem ser implementados por um ou mais circuitos de hardware (por exemplo, um conjunto de circuitos analógicos e/ou digitais distintos e/ou integrados, uma Disposição de Portas de Campo Programável

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42/55 (FGPA), um Circuito Integrado para Aplicação Específica (ASIC), um comparador, um amplificador operacional (op-amp), um circuito lógico, etc.), estruturados para desempenhar a operação correspondente sem executar software ou programação em hardware.

[0060] Como mencionado acima, os processos exemplificativos das Figuras 4, 5A e 5B podem ser implementados por uso de instruções codificadas (por exemplo, instruções legíveis por computador e/ou máquina), armazenadas em um meio legível por computador e/ou máquina não transitório, tal como uma unidade de disco rígido, uma memória instantânea, uma memória exclusiva de leitura, um disco compacto, um disco versátil digital, um cache, uma memória de acesso aleatório e/ou qualquer outro dispositivo de armazenamento ou disco de armazenamento, no qual são armazenadas informações por qualquer duração (por exemplo, por longos períodos de tempo, permanentemente, por breves ocasiões, para armazenamento temporário e/ou para armazenamento em cache das informações). Como usado no presente relatório descritivo, o termo meio legível por computador não transitório é expressamente definido como incluindo qualquer tipo de dispositivo de armazenamento e/ou disco de armazenamento legível por computador e excluindo sinais de propagação e excluindo meios de transmissão. Incluindo e compreendendo (e todas suas formas e tempos) são usados no presente relatório descritivo como sendo termos sem limites. Desse modo, quando uma reivindicação lista alguma coisa seguindo qualquer forma de incluir ou compreender (por exemplo, compreende, inclui, compreendendo, incluindo, etc.), deve-se entender que elementos, termos adicionais, etc. podem estar presentes sem que fiquem fora do âmbito da reivindicação correspondente. Como usado no presente relatório descritivo, quando o termo pelo menos é usado como o termo de transição em um preâmbulo de uma reivindicação, é sem limites da mesma maneira que os termos

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43/55 compreendendo e incluindo são sem limites.

[0061] O método 400 da Figura 4 começa no bloco 402, quando o detector de entrada de comando 302 recebe uma entrada de comando para movimentar a superfície de controle de voo 202. Por exemplo, o detector de entrada de comando 302 do exemplo ilustrado comunica a entrada de comando ao modificador de entrada de comando 304. O monitor do sistema do primeiro atuador 318 recebe as características do primeiro atuador (bloco 404) e determina se o primeiro atuador 204 está em uma condição falha, com base na ou nas características recebidas (bloco 406). Por exemplo, alguma ou algumas características exemplificativas, recebidas pelo monitor do sistema do primeiro atuador 318, podem incluir valores dentro do cilindro 212 do primeiro atuador 204, valores de pressão dentro da tubulação 214, estado operacional do dispositivo de geração de energia hidráulica 218, estado operacional do sensor de posição 220 e/ou quaisquer outras características associadas com o primeiro atuador, 204, indicativas de um status operacional do primeiro atuador 204.

[0062] Se o primeiro atuador 204 não estiver em uma condição falha no bloco 406, o iniciador do segundo atuador 306 recebe dos dados de condições de voo (bloco 408), para determinar se energia adicional é necessária para movimentar a superfície de controle de voo 202 a uma posição-alvo, com base na entrada de comando (bloco 410). Se o iniciador do segundo atuador 306 determinar que energia adicional é necessária no bloco 410, o iniciador do segundo atuador 306 desativa o segundo atuador 206 (bloco 414). O modificador de entrada de comando 304 do exemplo ilustrado opera o primeiro atuador 204 com base na entrada de comando (bloco 416). Em alguns exemplos, o iniciador do segundo atuador 306 não desativa o segundo atuador 206 e opera o primeiro atuador com base na entrada de comando (bloco 416).

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44/55 [0063] Se o sistema do primeiro atuador estiver em uma condição falha no bloco 406 e/ou o iniciador do segundo atuador 306 determinar que energia adicional é necessária, com base nos dados de condições de voo no bloco 410, o iniciador do segundo atuador 306 ativa o segundo atuador 206 para operação (bloco 412). Mais especificamente, o iniciador do segundo atuador 306 ativa o segundo atuador 206 ao proporcionar energia (por exemplo, energia elétrica) ao segundo atuador 206. Em alguns exemplos, a energia elétrica proporcionada ao segundo atuador 206 aquece o fluido de controle do segundo atuador 206 em preparação para uso. Em alguns exemplos, o fluido de controle do segundo atuador 206 pode ficar acima de um limiar de temperatura, e o segundo atuador 206 pode ficar em um modo de espera, pronto para receber um sinal de controle do segundo atuador do modificador de entrada de comando 304.

[0064] As Figuras 5A e 5B mostram um método exemplificativo 412 do processo exemplificativo do fluxograma exemplificativo da Figura 4, para iniciar o segundo atuador 206 do sistema atuador exemplificativo das Figuras 1 a 3. O método 412 das Figuras 5A e 5B começa quando o modificador de entrada de comando 304 envia um sinal de controle do primeiro atuador ao primeiro atuador 204, para atuar o primeiro atuador 204 com base na entrada de comando (bloco 502).

[0065] O estimador de posição do primeiro atuador 308 do exemplo ilustrado obtém um valor da primeira posição estimada do primeiro atuador 204, com base na entrada de comando (bloco 504). Por exemplo, o estimador de posição do primeiro atuador 308 recebe a entrada de comando do detector de entrada de comando 302 e simula um modelo de valores de posição estimada versus o tempo do primeiro atuador 204 com base na entrada de comando. Desse modo, o valor de posição estimada, obtido pelo estimador de posição do primeiro atuador 308, inclui um valor de tempo correspondente (por exemplo,

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45/55 com base no período de amostragem do monitor de resposta do primeiro atuador 310).

[0066] O monitor de resposta do primeiro atuador 310 recebe um valor da primeira posição medida do primeiro atuador 204 (bloco 506). Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado recebe o valor de posição medida do sensor de posição 220, à medida que o pistão 216 se movimenta entre uma posição inicial na direção de uma primeira posição. A primeira posição, por exemplo, sendo entre a posição inicial e uma posição final do pistão 216, necessário para movimentar a superfície de controle 202 a uma posição-alvo. Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 recebe os valores de posição do sensor de posição 220 com base em um período de amostragem. O monitor de resposta do primeiro atuador 310 do exemplo ilustrado proporciona um período de tempo associado com cada valor de posição medida.

[0067] O monitor de resposta do primeiro atuador 310 obtém (por exemplo, recebe ou recupera) o valor da primeira posição estimada associado com o valor de período de tempo da primeira posição medida do estimador de posição do primeiro atuador 308. O monitor de resposta do primeiro atuador 310 compara o valor da primeira posição medida e valor da primeira posição estimada (bloco 508). Em particular, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina se uma diferença, entre a primeira posição medida e a posição estimada, está dentro de um primeiro limiar de posição (bloco 510). Se a diferença estiver dentro do primeiro limiar de posição no bloco 510, o método 412 retorna ao bloco 416 da Figura 4 e o modificador de entrada de comando 304 opera o primeiro atuador 204 para movimentar a superfície de controle de voo 502, com base na entrada de comando, sem uso do segundo atuador 206.

[0068] Se a diferença, entre a primeira posição medida e a primei

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46/55 ra posição estimada, não estiver dentro do limiar no bloco 510, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determina uma primeira velocidade medida do primeiro atuador 204 (bloco 512) e uma primeira velocidade estimada do primeiro atuador (bloco 514). Por exemplo, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 pode determinar a primeira velocidade medida por cálculo das derivadas de tempo dos valores de posição medida, recebidos do sensor de posição 220 (por exemplo, uma derivada de tempo do pistão 216 se movimentando entre a posição inicial e a primeira posição). Adicionalmente, o monitor de resposta do primeiro atuador 310 pode determinar a primeira velocidade estimada por cálculo de uma derivada de tempo dos valores de posição estimada do modelo proporcionado pelo estimador de posição do primeiro atuador 308 (por exemplo, com base nos valores de tempo estimado com base em uma velocidade de resposta do primeiro atuador 204).

[0069] O monitor de resposta do primeiro atuador 310 calcula ou determina uma diferença entre a primeira velocidade medida e a primeira velocidade estimada (bloco 516). O monitor de resposta do primeiro atuador 310 calcula ou determina se a diferença está dentro de um primeiro limiar de velocidade (bloco 518). Se a diferença calculada estiver dentro do primeiro limiar de velocidade no bloco 518, o método 412 retorna ao bloco 416 da Figura 4 e o modificador de entrada de comando 304 opera o primeiro atuador 204 com base na entrada de comando. Adicionalmente, o modificador de entrada de comando 304 opera o primeiro atuador 204 para movimentar a superfície de controle de voo 202 sem uso do segundo atuador 206.

[0070] Se o monitor de resposta do primeiro atuador 310 determinar que a diferença não está dentro do primeiro limiar de velocidade no bloco 518, o monitor do sistema do primeiro atuador 318 e/ou o iniciador do segundo atuador 306 determina(m) ou identifica(m) se o pri

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47/55 meiro atuador 204 está em uma condição falha, com base na ou nas características do sistema do primeiro atuador (bloco 520). Se o primeiro atuador 204 não estiver em uma condição falha no bloco 520, o modificador de entrada de comando 304 comanda o segundo atuador com base na entrada de comando (bloco 522).

[0071] Após o modificador de entrada de comando 304 comandar o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 com base na entrada de comando, o verificador de contraforça 316 recebe os dados de contraforças associado com o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 (bloco 524). O verificador de contraforça 316 determina se os dados de contraforças estão dentro de uma faixa de limiar de contraforça (bloco 526). Por exemplo, o verificador de contraforça 316 determina se os dados de contraforças estão fora de uma faixa de limiar predeterminada de contraforça. Se o verificador de contraforça 316 determinar que os dados de contraforças estão dentro da faixa de limiar de contraforças no bloco 526, o método 412 retorna ao bloco 502. Em alguns exemplos, o verificador de contraforça 316 ajusta as posições de pelo menos um do primeiro atuador 204 ou do segundo atuador 206 pelo modificador de entrada de comando 304, se os dados de contraforças estiverem dentro da faixa de limiar predeterminada e os ajustes para pelo menos um do primeiro atuador 204 e do segundo atuador 206 proporcionarem uma ou mais características de desempenho de voo aperfeiçoado (por exemplo, otimizado).

[0072] Se o monitor do sistema do primeiro atuador 318 e/ou o iniciador do segundo atuador 306 detectar(em) uma condição falha no bloco 520, e/ou se o verificador de contraforça 316 determinar que os dados de contraforças não estão dentro da faixa de limiar de contraforças no bloco 526, o modificador de entrada de comando 304 desativa o primeiro atuador 204 (bloco 528). Por exemplo, o modificador de entrada de comando 304 comanda o primeiro atuador 204 para movi

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48/55 mentação a uma posição retraída, uma posição estendida ou deixar o primeiro atuador 204 em uma posição quando o primeiro atuador 204 está desativado.

[0073] Com o primeiro atuador 204 desativado, o modificador de entrada de comando 304 comanda o segundo atuador 206 com base na entrada de comando (bloco 530). O estimador de posição do segundo atuador 312 do exemplo ilustrado obtém (por exemplo, gera ou recupera) um valor da segunda posição estimada do segundo atuador 206 com base na entrada de comando (bloco 532). Por exemplo, o estimador de posição do segundo atuador 312 recebe a entrada de comando do detector de entrada de comando 302 e simula um modelo (por exemplo, um modelo simulado) de valores de posição estimada versus tempo do segundo atuador 206 com base na entrada de comando. Desse modo, o valor de posição estimada, obtido pelo estimador de posição do segundo atuador 312, inclui um valor de tempo correspondente (por exemplo, com base no período de amostragem do monitor de resposta do segundo atuador 314).

[0074] O monitor de resposta do segundo atuador 314 recebe um valor da segunda posição medida do segundo atuador 206 (bloco 534). Por exemplo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado recebe o valor da segunda posição medida do sensor de posição 236, à medida que o pistão 232 se movimenta entre uma posição inicial e uma primeira posição. A primeira posição, por exemplo, sendo entre a posição inicial e uma posição final do pistão 232, necessário para movimentar a superfície de controle 232 na direção de uma posição-alvo. Por exemplo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 recebe valores de posição do sensor de posição 236 com base em um período de amostragem. O monitor de resposta do segundo atuador 314 do exemplo ilustrado proporciona um período de tempo associado com cada valor de posição medida e obtém (por

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49/55 exemplo, recebe ou recupera) o valor da segunda posição estimada associado com o valor de período de tempo da segunda posição medida do estimador da posição do segundo atuador 312.

[0075] O monitor de resposta do segundo atuador 314 compara o valor da segunda posição medida e o valor da segunda posição estimada (bloco 536). Em particular, o monitor de resposta do segundo atuador 314 determina se uma diferença, entre a segunda posição medida e a segunda posição estimada, está dentro de um limiar da segunda posição no bloco 538, o método 412 retorna para o bloco 402 da Figura 4 e o modificador de entrada de comando 304 opera o segundo atuador 206 com base na entrada de comando. Adicionalmente, o modificador de entrada de comando 304 opera o segundo atuador 206 para movimentar a superfície de controle de voo 202, com base na entrada de comando, sem uso do primeiro atuador 204.

[0076] Se a diferença, entre a segunda posição medida e a segunda posição estimada, não estiver dentro do limiar no bloco 538, o monitor de resposta do segundo atuador 314 determina (por exemplo, calcula ou obtém) uma segunda velocidade medida do segundo atuador 206 (bloco 540) e uma segunda velocidade estimada do segundo atuador 206, com base na entrada de comando (bloco 542). Por exemplo, o monitor de resposta do segundo atuador 314 pode determinar a segunda velocidade medida por cálculo de derivadas de tempo dos valores de posição medida do sensor de posição 236 (por exemplo, uma derivada de tempo do pistão 232 se movimentando entre a posição inicial e a primeira posição). Adicionalmente, o monitor de resposta do segundo atuador 314 pode determinar a segunda velocidade estimada considerando uma derivada de tempo dos valores de posição estimada do modelo proporcionado pelo estimador de posição do segundo atuador 312.

[0077] O monitor de resposta do segundo atuador 314 determina

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50/55 se a diferença calculada está dentro de um limiar da segunda velocidade (bloco 546). Se a diferença calculada estiver dentro do limiar da segunda velocidade no bloco 546, o método 412 retorna para o bloco 402 da Figura 4, e o monitor de resposta do segundo atuador 314 opera o segundo atuador 206 com base na entrada de comando. Adicionalmente, o modificador de entrada de comando 304 opera o segundo atuador 206, para movimentar a superfície de controle de voo 202 sem uso do primeiro atuador 204.

[0078] Se o monitor de resposta do segundo atuador 314 determinar que a diferença não está dentro do limiar da segunda velocidade no bloco 546, o modificador de entrada de comando 304 reativa o primeiro atuador (bloco 548) e comanda o primeiro atuador 204 e o segundo atuador 206 com base na entrada de comando (bloco 550). Adicionalmente, o modificador de entrada de comando 304 desativa a otimização de contraforça e/ou a verificação de contraforça (bloco 552). Por exemplo, o modificador de entrada de comando 304 ignora os dados de contraforças do verificador de contraforça 316. O método 412 então retorna para o bloco 402.

[0079] A Figura 6 é um diagrama de blocos de uma plataforma de processador exemplificativa 600, capaz de executar instruções para implementar os métodos das Figuras 4, 5A e 5B e o controlador de superfície de controle de voo 116 das Figuras 1 a 3. A plataforma de processador 600 pode ser, por exemplo, um servidor, um computador pessoal ou qualquer outro tipo de dispositivo de computação.

[0080] A plataforma de processador 600 do exemplo ilustrado inclui um processador 612. O processador 612 do exemplo ilustrado é hardware. Por exemplo, o processador 612 pode ser implementado ou um ou mais circuitos integrados, circuitos lógicos, microprocessadores ou controladores de qualquer família ou fabricante desejado. O processador de hardware pode ser um dispositivo baseado em semicon

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51/55 dutor (por exemplo, à base de silício). Nesse exemplo, o processador implementa o detector de entrada de comando exemplificativo 302, o modificador de entrada de comando exemplificativo 304, o iniciador do segundo atuador exemplificativo 306, o estimador de posição do primeiro atuador exemplificativo 308, o monitor de resposta do primeiro atuador exemplificativo 310, o estimador de posição do segundo atuador exemplificativo 312, o monitor de resposta do segundo atuador exemplificativo 314, o verificador de contraforça exemplificativo 316, o monitor do sistema do primeiro atuador exemplificativo 318 e, mais geralmente, o controlador de superfície de controle de voo 116 da Figura

3.

[0081] O processador 612 do exemplo ilustrado inclui uma memória local 613 (por exemplo, um cache). O processador 612 do exemplo ilustrado fica em comunicação com uma memória principal, incluindo uma memória volátil 614 e uma memória não volátil 616, por um barramento 618. A memória volátil 614 pode ser implementada pela Memória de Acesso Aleatório Dinâmica Síncrona (SDRAM), pela Memória de Acesso Aleatório Dinâmica (DRAM), pela Memória de Acesso Aleatório Dinâmica RAMBUS (RDRAM) e/ou por qualquer outro tipo de dispositivo de memória de acesso aleatório. A memória não volátil 616 pode ser implementada por memória instantânea e/ou por qualquer outro tipo desejado de dispositivo de memória. O acesso à memória principal 616, 616 é controlado por um controlador de memória.

[0082] A plataforma de processador 600 do exemplo ilustrado também inclui um circuito de interface 620. O circuito de interface 620 pode ser implementado por qualquer tipo de padrão de interface, tal como uma interface Ethernet, um barramento serial universal (USB) e/ou uma interface de expressão PCI.

[0083] No exemplo ilustrado, um ou mais dispositivos de entrada 622 são conectados ao circuito de interface 620. O ou os dispositivos

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52/55 de entrada 622 permitem que um usuário introduza dados e/ou comandos no processador 612. O ou os dispositivos de entrada podem ser implementados, por exemplo, por um sensor de áudio, um microfone, uma câmara (estática ou de vídeo), um teclado, um botão, um mouse, uma tela de toque, um track-pad, um trackball, um sistema de reconhecimento de voz de mesmo ponto, joysticks, pedais, rodas e colunas.

[0084] Um ou mais dispositivos de saída 624 são também conectados ao circuito de interface 620 do exemplo ilustrado. Os dispositivos de saída 624 podem ser implementados, por exemplo, por dispositivos de display (por exemplo, um diodo emissor de luz - LED, um diodo emissor de luz orgânico - OLED, um display de cristal líquido, um display de tubo de raios catódicos - CRT, uma tela de toque, um dispositivo de saída táctil e/ou alto-falantes). O circuito de interface 620 do exemplo ilustrado, desse modo, inclui tipicamente um cartão de unidade gráfica, um chip de unidade gráfica e/ou um processador de unidade gráfica.

[0085] O circuito de interface 620 do exemplo ilustrado também inclui um dispositivo de comunicação, tal como um transmissor, um receptor, um transceptor, um modem e/ou um cartão de interface de rede, para facilitar a troca de dados com máquinas externas (por exemplo, dispositivos de computação de qualquer tipo) por meio de uma rede 626 (por exemplo, uma conexão de Ethernet, uma linha de assinante digital (DSL), uma linha telefônica, um cabo coaxial, um sistema telefônico celular, etc.), uma disposição de portas de campo programável, um dispositivo lógico programável e/ou qualquer outro cartão de interface.

[0086] A plataforma de processador 600 do exemplo ilustrado também inclui um ou mais dispositivos de armazenamento de massa 628, para armazenar software e/ou dados. Os exemplos desses dispo

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53/55 sitivos de armazenamento de massa 628 incluem unidades de disco flexível, unidades de disco rígido, unidades de disco compacto, unidades de disco Blu-ray, sistemas RAID e unidades de disco versátil digital (DVD).

[0087] Instruções codificadas 632, para implementar os métodos das Figuras 4, 5A e 5B, podem ser armazenadas no dispositivo de armazenamento de massa 628, na memória volátil 614, na memória não volátil 616, e/ou em um meio de armazenamento legível por computador, tangível, removível, tal como um CD ou um DVD.

[0088] Pelo menos alguns dos exemplos apresentados acima incluem um ou mais atributos e/ou benefícios incluindo, mas não limitados a, os apresentados a seguir.

[0089] Em alguns exemplos, um aparelho inclui um sistema atuador de energia híbrida associado com uma superfície de controle de uma aeronave. O sistema atuador de energia híbrida inclui um primeiro atuador ou um atuador hidráulico e um segundo atuador ou um atuador elétrico. Um controlador de superfície de controle de voo movimenta a superfície de controle a uma posição-alvo pelo sistema atuador de energia híbrida, com base em uma entrada de comando recebida pelo controlador de superfície de controle de voo, o controlador de superfície de controle de voo para: obter uma característica de voo da aeronave; comparar a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, fazer com que o atuador hidráulico movimente a superfície de controle à posição-alvo, com base na entrada de comando, sem movimentar o atuador eletrônico; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, fazer com que o atuador hidráulico e o atuador elétrico movimentem a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[0090] Em alguns exemplos, um método inclui: receber, por exe

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54/55 cução de uma instrução com pelo menos um processador, uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave entre uma posição inicial e uma posição-alvo por meio de um sistema atuador de energia híbrida, o sistema atuador de energia híbrida tendo pelo menos um de um atuador hidráulico ou um atuador elétrico, associado com a superfície de controle; obter, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma característica de voo da aeronave; e comparar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, a característica de voo com um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comandar o atuador hidráulico para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comandar o atuador hidráulico e o atuador elétrico para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[0091] Em alguns exemplos, um meio legível por computador tangível, incluindo instruções, que, quando executadas, fazem com que uma máquina: receba uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle de uma aeronave a uma posição-alvo por meio de um sistema atuador de energia híbrida, o sistema atuador de energia híbrida tendo pelo menos um de um atuador hidráulico ou um atuador elétrico, associado com a superfície de controle; obter uma característica de voo da aeronave; e comparar a característica de voo a um limiar de característica de voo; em resposta a um primeiro resultado de comparação, comandar o atuador hidráulico para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando; e, em resposta a um segundo resultado de comparação, comandar o atuador hidráulico e o atuador elétrico para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.

[0092] Embora determinados métodos, aparelhos e artigos manu

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55/55 faturados exemplificativos tenham sido descrito no presente relatório descritivo, o âmbito de cobertura desta patente não é limitados a eles. Ao contrário, esta patente cobre todos os métodos, aparelhos e artigos manufaturados que se encaixem razoavelmente dentro do âmbito das reivindicações desta patente.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho (100, 102), caracterizado pelo fato de que compreende:

um controlador de superfície de controle de voo (116) para movimentar uma superfície de controle (110, 202) de uma aeronave a uma posição-alvo, por meio de pelo menos um de um primeiro atuador (204) ou de um segundo atuador (206), associado com a superfície de controle (110, 202), com base em uma entrada de comando recebida pelo controlador de superfície de controle de voo (116); o controlador de superfície de controle de voo (116) para:

obter uma característica de voo da aeronave;

comparar a característica de voo com um limiar de característica de voo;

em resposta a um primeiro resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador (204) movimente a superfície de controle (110, 202) à posição-alvo, com base na entrada de comando, sem movimentar o segundo atuador (206); e em resposta a um segundo resultado de comparação, fazer com que o primeiro atuador (204) e o segundo atuador (206) movimentem a superfície de controle (110, 202) à posição-alvo com base na entrada de comando.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um monitor de resposta do primeiro atuador (310), para detectar uma primeira posição medida e uma primeira velocidade determinada do primeiro atuador (204), em resposta ao primeiro resultado de comparação, o monitor de resposta do primeiro atuador (310) para comparar a primeira posição medida a um primeiro limiar de posição e a primeira velocidade determinada a um primeiro limiar de velocidade.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado

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2/6 pelo fato de que, em resposta a uma comparação entre a primeira posição medida e o primeiro limiar de posição e a uma comparação entre a primeira velocidade determinada e o primeiro limiar de velocidade, o controlador de superfície de controle de voo (116) é para pelo menos um de:

operar o primeiro atuador (204) sem ativar o segundo atuador (206), se pelo menos uma da primeira posição medida estiver dentro do primeiro limiar de posição ou se a primeira velocidade determinada estiver dentro do primeiro limiar de velocidade;

ativar o segundo atuador (206) com base na entrada de comando, se a primeira posição medida se desviar do primeiro limiar de posição e a primeira velocidade determinada se desviar do primeiro limiar de velocidade, de modo que o primeiro atuador (204) e o segundo atuador (206) movimentem a superfície de controle (202) com base na entrada de comando; ou ativar o segundo atuador (206) e ignorar o primeiro atuador (204), se o primeiro atuador (204) estiver em uma condição falha.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que inclui ainda um estimador de posição do primeiro atuador (308), para determinar uma primeira posição estimada do primeiro atuador (204) com base na entrada de comando, o monitor de resposta do primeiro atuador (308) para comparar a primeira posição medida e a primeira posição estimada, para determinar se a primeira posição medida está dentro de um primeiro limiar de posição.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, para detectar a primeira posição medida do primeiro atuador, o monitor de resposta do primeiro atuador (310) é para receber um primeiro sinal de posição de um sensor de primeira posição (220) acoplado ao primeiro atuador (204).
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracte

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3/6 rizado pelo fato de que, para detectar a primeira velocidade determinada do primeiro atuador, o monitor de resposta do primeiro atuador (310) é para pelo menos um de: calcular uma derivada de tempo de uma distância na qual o primeiro atuador (204) se movimenta de uma posição inicial à primeira posição medida; ou receber uma primeira velocidade medida de um sensor de velocidade acoplado ao primeiro atuador.
7. Método (400, 412), caracterizado pelo fato de que compreende:

receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma entrada de comando para movimentar uma superfície de controle (110, 202) de uma aeronave, entre uma posição inicial e uma posição-alvo, por pelo menos um de um primeiro atuador (204) ou de um segundo atuador (206) associado com a superfície de controle (202);

obter, por execução de uma instrução com pelo menos um processador (612), uma característica de voo da aeronave;

comparar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, a característica de voo com um limiar de característica de voo;

em resposta a um primeiro resultado de comparação, comandar o primeiro atuador (204) para movimentar a superfície de controle (202) à posição-alvo com base na entrada de comando; e em resposta a um segundo resultado de comparação, comandar o primeiro atuador (204) e o segundo atuador (206) para movimentar a superfície de controle à posição-alvo com base na entrada de comando.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, em resposta ao primeiro resultado de comparação e ao comando do primeiro atuador (204), para movimentar a superfície

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4/6 de controle (202) à posição-alvo com base na entrada de comando, inclui ainda:

receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma primeira posição medida e uma primeira velocidade medida do primeiro atuador (204), à medida que o primeiro atuador se movimenta da posição inicial a uma primeira posição, a primeira posição sendo entre a posição inicial e uma posição final, necessário para movimentar a superfície de controle à posição-alvo;

determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a primeira posição medida se desvia de um primeiro limiar de posição;

em resposta a uma determinação da primeira posição medida se desviando do primeiro limiar de posição, determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a primeira velocidade medida se desvia de um primeiro limiar de velocidade; e em resposta a uma determinação que a primeira velocidade medida se desvia do primeiro limiar de velocidade, comandar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, o primeiro atuador (204) e o segundo atuador (206) para se movimentarem com base na entrada de comando.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a determinação se a primeira posição medida se desvia do primeiro limiar de posição inclui:

determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, um valor de tempo associado com a primeira posição medida;

usar um modelo de valores de posição estimada versus o tempo, representativo do primeiro atuador se movimentando da posição inicial para a posição-alvo, com base pelo menos na entrada de comando;

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5/6 recuperar uma primeira posição estimada do modelo correspondente a um valor de tempo, associado com a primeira posição medida; e comparar, com uma primeiro limiar de posição, uma diferença entre a primeira posição medida e a primeira posição estimada.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que determinar se a primeira velocidade medida se desvia do primeiro limiar de velocidade inclui:

determinar uma derivada de tempo medida entre uma posição inicial medida e a primeira posição medida;

determinar uma derivada de tempo estimada entre uma posição inicial estimada e a primeira posição estimada obtido do modelo; e comparar uma diferença entre a derivada de tempo medida e a derivada de tempo estimada com o primeiro limiar de velocidade.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 10, caracterizado pelo fato de que, em resposta a um segundo resultado de comparação, inclui ainda determinar um computador de controle de voo do primeiro atuador (204), e, em resposta a uma determinação indicativa do primeiro atuador estando em uma condição não falha, incluir ainda acoplar uma contraforça e ajustar as respectivas posições do pelo menos um do primeiro atuador (204) ou do segundo atuador (206).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que, em resposta ao ajuste das respectivas posições do pelo menos um do primeiro atuador ou do segundo atuador, inclui ainda analisar, por execução com pelo menos um processador, dados de contraforças associados com o primeiro atuador e o segundo atuador, para determinar se os dados de contraforças estão dentro de uma faixa de limiar predeterminada.

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6/6
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que inclui ainda desativar o primeiro atuador (204) e operar o segundo atuador com base na entrada de comando, em resposta a uma determinação dos dados de contraforças estando fora da faixa de limiar predeterminada.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que inclui ainda determinar um computador de controle de voo do primeiro atuador (204) e, em resposta a uma determinação de uma condição falha do primeiro atuador (204), desativar o primeiro atuador (204) e operar o segundo atuador (206) com base na entrada de comando.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que inclui ainda:

receber, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, uma segunda posição medida e uma segunda velocidade medida do segundo atuador, à medida que o segundo atuador (206) se movimenta com base na entrada de comando;

determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a segunda posição medida se desvia de um segundo limiar de posição; e em resposta a uma determinação que a segunda posição medida se desvia do segundo limiar de posição, determinar, por execução de uma instrução com pelo menos um processador, se a segunda velocidade medida se desvia de um segundo limiar de velocidade.