BRPI1001939B1

BRPI1001939B1 - arquitetura de sistema de frenagem

Info

Publication number: BRPI1001939B1
Application number: BRPI1001939A
Authority: BR
Inventors: Colin Emmanuel; Thibault Julien; Girod Pierre
Original assignee: Messier Bugatti; Messier Bugatti Dowty
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2010-06-08
Publication date: 2020-06-09
Also published as: CA2705552A1; FR2946320B1; EP2261118A1; EP2261118B1; JP5226738B2; CN101920782B; US8374764B2; US20100332095A1; BRPI1001939A2; CN101920782A; JP2010285146A; CA2705552C; FR2946320A1

Abstract

arquitetura de sistema de frenagem a invenção se refere a uma arquitetura de sistema de frenagem para uma aeronave equipada com freios eletromecânicos incluindo pelo menos um atuador eletromecânico (3). de acordo com a invenção, a arquitetura compreende pelo menos uma unidade de proximidade (50) disposta na proximidade dos freios na base do trem de aterrissagem e incluindo dispositivos de entrada/saída (51) para coletar e calibrar pelo menos sinais que provêm de sensores (30) associados com os freios, e para transmitir os sinais quando processados desta maneira para elementos de controle (10) para controlar os atuadores por meio de uma barra coletora de comunicação (60) correndo ao longo do trem de aterrissagem, a unidade de proximidade incluindo ainda dispositivos de controle (52) para controlar os elementos debloqueio (70) dos atuadores.

Description

“ARQUITETURA DE SISTEMA DE FRENAGEM”

[0001] A invenção se refere a uma arquitetura de sistema de frenagem para uma aeronave equipada com freios eletromecânicos.

ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS DA INVENÇÃO

[0002] Em arquiteturas conhecidas, atuadores eletromecânicos de frenagem são instalados nas rodas da aeronave, e eles recebem sua energia a partir de controladores que estão geralmente situados em um compartimento próximo dos trens de aterrissagem que suportam as rodas. Os controladores recebem ordens a partir de um ou mais computadores de frenagem instalados em um compartimento de aviônicos, geralmente posicionado em direção ao nariz da aeronave, próximo à cabine de comando.

[0003] O posicionamento dos controladores de freio e computadores em compartimentos permite que estes elementos sejam colocados em um ambiente que é favorável e menos expostos, contribuindo assim para o aumento de sua confiabilidade. Não obstante, este posicionamento requer que longos cabos sejam usados, em particular cabos que são agrupados conjuntamente em um chicote que se estende entre os atuadores e os controladores e correndo ao longo dos trens de aterrissagem. Tais cabos apresentam um peso que não é desprezível.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0004] Um objetivo da invenção é propor uma nova arquitetura de sistema de frenagem que usa atuadores eletromecânicos, arquitetura esta que permite que confiabilidade aceitável seja mantida enquanto reduz peso total.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Para alcançar este objetivo, é provida uma arquitetura de sistema de frenagem para uma aeronave equipada com freios eletromecânicos incluindo pelo menos um atuador eletromecânico, a arquitetura compreendendo pelo menos uma unidade de proximidade disposta na proximidade dos freios na base do trem de aterrissagem e incluindo dispositivos de entrada/saída para coletar e calibrar pelo menos sinais que provêm de sensores associados com os freios, a unidade de proximidade compreendendo ainda dispositivos de controle para elementos de

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2/7 controle para bloquear os atuadores em posição, a unidade de proximidade sendo conectada a elementos de controle de freio dispostos na aeronave por meio de uma barra coletora de comunicação.

[0006] Dentre os cabos que correm para baixo ao longo dos trens de aterrissagem, alguns são cabos de baixa voltagem para transmitir sinais que provêm de sensores (dois cabos por sensor). Outros são usados para elementos de energização que requerem somente energia baixa, tais como os elementos para bloquear os atuadores e que servem para bloquear seus empurradores em posição a fim de prover um freio de estacionamento.

[0007] A invenção propõe assim a redução do comprimento desses cabos pela limitação de sua extensão dentro de uma zona baixa do trem de aterrissagem, correndo a partir de sensores e dos elementos de bloqueio para a unidade de proximidade, unidade esta que é conectada com o restante da arquitetura por uma barra coletora de comunicação que corre ao longo do trem de aterrissagem, e consideravelmente mais leve que a multiplicidade de cabos de baixa energia que ela substitui.

[0008] A zona na qual a unidade de proximidade é posicionada é, na verdade, mais exposta que os compartimentos de trem de aterrissagem, ou o compartimento de aviônicos, não obstante, as funções posicionadas em uma unidade de proximidade são funções de baixo nível, tais como sinais de calibração e gestão da função de estacionamento, funções estas que podem ser providas por lógica elementar, onde apropriado, implementada em hardware, de modo que podem ser asseguradas sem comprometer a confiabilidade do sistema.

[0009] Assim, as provisões da invenção permitem que reduções substanciais em peso sejam obtidas, sem impactar a confiabilidade do sistema de frenagem.

[0010] BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] A invenção pode ser mais bem entendida à luz da seguinte descrição de uma forma de concretização particular da invenção, dada com referência às figuras anexas, nas quais:

• Figura 1 é uma vista esquemática de um trem de aterrissagem de

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3/7 aeronave que porta as rodas que são freadas por freios elétricos, e mostrando o posicionamento geral do sistema de frenagem da invenção; e • Figura 2 é uma vista esquemática de uma conexão entre uma unidade de proximidade e um dos atuadores eletromecânicos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0012] A figura 1 mostra um sistema de frenagem em uma primeira forma de concretização da invenção, compreendendo um certo número de rodas de freio 1 equipadas com freios 2 que têm atuadores eletromecânicos 3. As rodas são suportadas na base de um trem de aterrissagem 5.

[0013] Os atuadores eletromecânicos neste exemplo são equipados com motores elétricos para mover seletivamente um empurrador a fim de aplicar uma força de frenagem sobre discos. Os motores são energizados por um ou mais controladores 10 (conhecidos como controladores de atuador eletromecânico ou EMACS), compreendendo essencialmente um inversor que serve para fornecer energia elétrica de acordo com pontos de ajuste de frenagem gerados por um computador de frenagem 20. Para esta finalidade, os controladores 10 são conectados a redes de alta energia e elas fornecem esta energia para os atuadores 3 por meio de cabos de alta energia que vão para baixo ao longo dos trens de aterrissagem. Cada controlador 10 é conectado a um atuador 3 por meio de três cabos de energia que fornecem respectivas fases para o motor, e dada a referência global 11 na figura 2. Os cabos de transporte de alta energia não estão mostrados na figura 1, por razões de maior clareza.

[0014] Os controladores 10 neste exemplo são posicionados no compartimento para o trem de aterrissagem 5 (isto é, no compartimento no qual o trem de aterrissagem é retraído durante o vôo), enquanto o computador de frenagem 20 é posicionado no compartimento de aviônicos da aeronave. O computador de frenagem 20 é conectado ao controlador pela barra coletora de comunicação da aeronave.

[0015] Existem também outros elementos no freio ou na roda que precisam ser

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4/7 conectados ao controlador 10. Estes compreendem essencialmente vários sensores necessários para operar os atuadores. Menção deve ser feita em particular aos analisadores 30 equipados em cada um dos atuadores para medir a posição angular do motor do atuador, e, como mostrado na figura 2, cada analisador pode requerer tanto quanto seis cabos.

[0016] Nas arquiteturas conhecidas, cada um desses sensores é normalmente conectado aos controladores 10 por meio de cabos de baixa voltagem, usando pelo menos dois cabos por sensor, e correndo naturalmente ao longo dos trens de aterrissagem.

[0017] A invenção propõe colocar pelo menos uma unidade de proximidade 50 na proximidade dos freios, na porção de base do trem de aterrissagem, a unidade de proximidade sendo provida com dispositivos de entrada/saída 51 para coletar os sinais a partir dos vários sensores acima mencionados, conformá-los, e convertê-los em sinais digitais apropriados para ser enviados através de uma barra coletora de comunicação 60 que se estende entre a unidade de proximidade 50 e o controlador 10 no compartimento.

[0018] A barra coletora de comunicação 60 é preferivelmente selecionada de modo a ser particularmente robusta, uma vez que ela se estende em um ambiente exposto ao longo do trem de aterrissagem.

[0019] Assim, os cabos de baixa voltagem se estendem agora somente entre os sensores e a unidade de proximidade 50 que é posicionada na vizinhança imediata dos sensores, reduzindo assim consideravelmente seu comprimento. Tudo que precisa correr ao longo do comprimento do trem de aterrissagem é agora uma única barra coletora de comunicação que, na prática, requer somente dois cabos.

[0020] Outros elementos também precisam ser conectados ao controlador 10. Estes compreendem elementos de bloqueio 70 equipados em cada um dos atuadores para bloquear o empurrador em posição, em particular para realizar uma função de freio de estacionamento. Cada um dos elementos de estacionamento é normalmente conectado ao controlador correspondente 10 via dois cabos de baixa voltagem que servem para transportar a energia necessária para atuar o elemento

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5/7 de bloqueio.

[0021] Na invenção, a unidade de proximidade 50 é equipada com lógica de controle 52 para controlar os elementos de estacionamento, os quais são assim conectados às unidades. Deve ser observado que a lógica de controle para os elementos é muito simples e, em resposta a uma ordem de atuador, consiste no envio de um pulso para o elemento de bloqueio 70, se ele for do tipo biestável, ou na desconexão de seu fornecimento de energia se o elemento de bloqueio 70 for do tipo de segurança contra falha. Tal controle de lógica pode ser implementado em hardware, ou em software, usando um microcontrolador básico, e assim pelo uso de dispositivos que são muito simples e apropriados para operar confiavelmente em um ambiente que é a priori menos favorável que em um compartimento.

[0022] A ordem para atuar o elemento de bloqueio 70 é preferivelmente enviada a partir do controlador 10 sobre a barra coletora de comunicação 60 de modo a eliminar um grande número de cabos de baixa voltagem, pelo menos no trajeto que se estende entre o controlador e a unidade de proximidade.

[0023] Assim, o posicionamento da lógica de controle 52 para os elementos de controle diretamente na unidade de proximidade 50 serve para eliminar até mesmo mais cabos de baixa voltagem.

[0024] Para ser completo, deve ser mencionado que à unidade de proximidade 50 deve propriamente fornecida uma energia de baixa voltagem, que é provida por meio de dois cabos de baixa voltagem 53 que são para abaixo ao longo do trem de aterrissagem.

[0025] O número de unidades de proximidade 50 pode variar na dependência das circunstâncias. Para um freio que tem quatro atuadores, é preferível prover duas unidades de proximidade, cada uma delas sendo conectada aos sensores e aos elementos de bloqueio dos dois dos atuadores. As unidades de proximidade 50 são então posicionadas vantajosamente sobre o freio correspondente, como mostrado na figura 1, de modo a minimizar o comprimento dos cabos que se estendem dos sensores e dos elementos de bloqueio para as distas unidades.

[0026] Nesta configuração, é fácil quantificar o aperfeiçoamento provido pelas

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6/7 provisões da invenção. Assumindo que cada freio tem quatro atuadores, com arquiteturas conhecidas é necessário ter oito cabos por atuador (seis para o analisador e dois para o elemento de bloqueio), fornecendo um total de trinta e dois cabos de baixa voltagem correndo ao longo do trem de aterrissagem para cada um dos freios.

[0027] Com as provisões da invenção, existe somente uma barra coletora de comunicação (dois cabos) e o fornecimento de energia para as unidades de proximidade, isto é, quatro cabos. Isto proporciona um total de seis cabos de baixa voltagem por freio, constituindo assim uma economia significante.

[0028] É necessário assegurar que os dispositivos de estacionamento sejam energizados. Este fornecimento de energia pode ser provido ou por um fornecimento de energia dedicado, conectado à correspondente unidade de proximidade (dois fios adicionais por unidade), ou por levar vantagem do fornecimento de energia usado para energizar as placas eletrônicas contidas na unidade de proximidade.

[0029] Naturalmente, o número de cabos de alta voltagem que energizam os motores dos atuadores fica inalterado pelas provisões da invenção.

[0030] A este respeito, é vantajoso usar as unidades de proximidade 50 como unidades de junção que recebem o fornecimento de energia de alta voltagem para distribuição para os motores dos atuadores. Nesta configuração, cada atuador é conectado eletricamente a uma única unidade de proximidade, tornando assim mais fácil desmontar e substituir, caso isto seja necessário.

[0031] A invenção não é limitada à descrição acima, mas, pelo contrário, cobre qualquer variante que cai dentro do âmbito definido pelas reivindicações. Em particular, sensores podem ser conectados à unidade de proximidade diferente daquelas que são diretamente afixadas aos freios ou aos atuadores. Em particular, é possível conectar tacômetros a uma ou à outra das unidades de proximidade a fim de medir a velocidade de rotação de cada uma das rodas, e também conectar os sensores de proximidade ou de posição que são necessários durante a operação de extensão/retração dos trens de aterrissagem.

[0032] Em uma variante, se for desejado obter um alto grau de segregação, a

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7/7 ordem para os elementos de bloqueio pode ser transmitida por meio de dois cabos que são separados da barra coletora de comunicação. Não obstante, a ordem pode ser tornada comum para todos dos atuadores conectados à unidade de proximidade, de modo que estes dois cabos sozinhos são suficientes para controlar todos dos elementos de bloqueio pertinentes.

[0033] Naturalmente, todos os tipos de variantes podem ser planejados com referência ao número de unidades de proximidade e a maneira em que elas são associadas com os atuadores. Em particular, uma unidade de proximidade pode se associada com atuadores que pertencem a distintos freios, de modo a prover uma configuração cruzada que garante com que a falha de uma unidade não conduza a um grande número de atuadores sejam perdidos para um dado freio.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arquitetura de sistema de frenagem para uma aeronave equipada com freios eletromecânicos incluindo pelo menos um atuador eletromecânico (3), a arquitetura sendo caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma unidade de proximidade (50) disposta na proximidade dos freios na base do trem de aterrissagem e incluindo dispositivos de entrada/saída (51) para coletar e calibrar pelo menos sinais provenientes de sensores (30) associados com os freios, e para transmitir os sinais quando processados desta maneira para elementos de controle (10) para controlar os atuadores por meio de uma barra coletora de comunicação (60) correndo ao longo do trem de aterrissagem, a unidade de proximidade compreendendo ainda dispositivos de controle (52) para controlar os elementos de bloqueio (70) dos atuadores.

2. Arquitetura de sistema de frenagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada freio tem quatro atuadores (3), duas unidades de proximidade (50) sendo portadas por cada um dos freios de modo que cada um deles é conectado a dois dos atuadores do freio.