BRPI1004866A2

BRPI1004866A2 - mÉtodo para gerenciar a frenagem de uma aeronave, e, sistema de frenagem para uma aeronave

Info

Publication number: BRPI1004866A2
Application number: BRPI1004866-9A
Authority: BR
Inventors: Basset Michel; Chamaillard Yann; Sorin Anthony; Lemay David
Original assignee: Messier-Bugatti-Dowty
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2013-03-12
Also published as: JP5735264B2; EP2327595A1; CN102079300A; EP2327595B1; ES2391162T3; US20110127828A1; JP2011116360A; CA2723023C; FR2953196B1; CA2723023A1; US10023159B2; FR2953196A1

Abstract

MÉTODO PARA GERENCIAR A FRENAGEM DE UMA AERONAVE, E, SISTEMA DE FRENAGEM PARA UMA AERONAVE. A invenção se refere a um método para gerenciar a frenagem de uma aeronave tendo trem de pouso com rodas equipadas com freios de fricção e com freios auxiliares que permitem que energia seja dissipada por outros meios diferentes de fricção, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - quando frenagem é solicitada, testar os parâmetros de frenagem para determinar se a aeronave está em uma situação de frenagem para a qual os freios de fricção não são essenciais para prover a frenagem solicitada; e- realizar a frenagem solicitada por dar prioridade à atuação dos freios auxiliares enquanto a aeronave permanecer dentro de dita situação de frenagem, e atuar os freios de fricção somente se a aeronave divergir de dita situação de frenagem.

Description

"MÉTODO PARA GERENCIAR A FRENAGEM DE UMA AERONAVE, E, SISTEMA DE FRENAGEM PARA UMA AERONAVE"

A invenção se refere a um método para gerenciar a frenagem de uma aeronave, e a um correspondente sistema de frenagem.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Foi conhecido por um longo tempo frear as rodas de aeronave por meio de um freio de fricção tendo um certo número de elementos de fricção, em particular discos de estator e discos de rotor. Propostas foram feitas para equipar tais rodas com freio com um elemento auxiliar que provê dissipação de energia por outros meios diferentes de fricção, por exemplo, um elemento eletromagnético ou hidráulico. Tais elementos auxiliares dissipam a energia cinética da aeronave por produzir energia elétrica ou hidráulica que pode ser recuperada. Esta produção de energia recuperável é acompanhada por frenagem adicional da roda, e vantagem pode ser tirada da mesma para reduzir a quantia de desgaste dos elementos de fricção do freio de fricção. OBJETIVO DA INVENÇÃO

O objetivo da invenção é de propor um método para gerenciar a frenagem de uma aeronave e um correspondente sistema de frenagem para minimizar o desgaste dos elementos de fricção. BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Para atingir este objetivo, a invenção provê um método para gerenciar a frenagem de uma aeronave tendo trem de pouso com rodas equipadas com freios de fricção e com freios auxiliares que permitem que energia seja dissipada por outros meios diferentes de fricção, o método compreendendo as etapas de:

- quando frenagem é solicitada, testar os parâmetros de frenagem para determinar se a aeronave está em uma situação de frenagem para a qual os freios de fricção não são essenciais para prover a frenagem solicitada; e - realizar a frenagem solicitada por dar prioridade à atuação dos freios auxiliares enquanto a aeronave permanecer dentro de dita situação de frenagem, e atuar os freios de fricção somente se a aeronave divergir de dita situação de frenagem.

A situação de frenagem acima mencionada corresponde

tipicamente às situações de rolagem nas quais raramente é essencial usar os freios de fricção, com os freios auxiliares sendo usados por uma maior extensão como uma substituição para os freios de ficção de modo que o desgaste dos elementos de fricção seja minimizado. Mais precisamente, em outra implementação da invenção que

não é limitativa, a situação de frenagem corresponde às condições nas quais o torque de frenagem solicitado é menor que um torque máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar, a temperatura do freio auxiliar é menor que um limite de temperatura aceitável, e nenhum empuxo forte e rápido é detectado como sendo aplicado aos pedais de freio. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outras características e vantagens da invenção aparecem na leitura da seguinte descrição de uma implementação particular, não limitativa, do método da invenção, com referência às figuras anexas, nas quais: - a figura 1 é um diagrama em blocos ilustrando o método da

invenção, de maneira geral juntamente com o correspondente sistema de frenagem; e

- a figura 2 mostra um algoritmo de uma implementação particular do método da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à figura 1, na qual conexões de controle ou medida são desenhadas usando linhas simples e conexões de energia são desenhadas usando pares de linhas, o sistema de frenagem é portado por uma aeronave 30 que tem trem de pouso 31 com rodas 1, somente uma das quais é mostrada em detalhe na figura. Na modalidade mostrada, as rodas 1 são equipadas com respectivos freios de fricção 2, aqui freios atuados eletricamente, e com respectivos freios auxiliares 3, aqui do tipo eletromagnético.

O sistema de frenagem também inclui um elemento gerador de ponto de ajuste 4, tal como um pedal de freio ou um elemento de controle automático de rolamento para gerar um ponto de ajuste de desaceleração 7. O gerador de ponto de ajuste de desaceleração 4 é conectado a um elemento para compartilhar a frenagem sobre todas das rodas da aeronave como uma função da configuração de cada uma das rodas e dos elementos de frenagem associados de modo a gerar um sinal de torque de frenagem solicitado 6 para cada roda.

O sinal de torque de frenagem solicitado 6 é processado por uma unidade de gestão 7 que compartilha torque entre o freio de fricção 2 e o freio auxiliar 3 na aplicação de um critério de otimização. Para esta finalidade, a unidade de gestão 7 é conectada a um elemento estimador 8 para estimar a energia que foi absorvida pelo freio de fricção, este elemento estimador recebendo informação de temperatura e velocidade a partir do freio de fricção. A unidade de gestão 7 é também conectada a um elemento estimador 9 para estimar a temperatura das bobinas do freio auxiliar 3 e para estimar o torque disponível a partir do freio auxiliar 3, este elemento estimador 9 recebendo sinais de corrente e velocidade a partir do freio eletromagnético 3. A unidade de gestão 7 é também conectada a um elemento de armazenamento de eletricidade 10 que transmite um estado de armazenamento de eletricidade para a unidade de gestão 7.

Com base nesta informação, a unidade de gestão 7 gera um sinal C2 representando o torque solicitado pelo freio de fricção 2, sinal este que é transmitido para um elemento de controle 11 do freio de fricção, e também um sinal C3 representando o torque solicitado do freio auxiliar 3, sinal este que é transmitido para um elemento de controle 12 do freio auxiliar.

Os sinais de torque solicitados C2 e C3 são gerados pela unidade de gestão 7 com base na informação que ela recebe, pela detecção das condições de frenagem para as quais os freios de fricção 2 não são essenciais para o fornecimento do nível solicitado de frenagem, e por dar prioridade para a atuação do freio auxiliar 3 enquanto os parâmetros de frenagem permanecerem dentro de ditas condições de frenagem. Em particular, a unidade de gestão 7 leva em conta o tipo de frenagem solicitada pelo piloto, o torque disponível pela frenagem eletromagnética, a temperatura das bobinas, o desgaste dos discos de fricção (ele próprio uma função de temperatura, do número de atuações de freio, da quantidade de energia absorvida, ...), e o estado do dispositivo de armazenamento de eletricidade e dos resistores dissipadores 21 associados com o freio eletromagnético 3.

O elemento de controle 11 do freio de fricção 2 gera um sinal de energia que é transmitido para os atuadores do freio de fricção 2. O elemento de controle 12 gera um sinal de energia que é transmitido para o freio eletromagnético 3 e para um elemento 20 para compartilhar a energia produzida pelo freio auxiliar 3 de modo a compartilhá-la entre a energização dos atuadores elétricos do freio de fricção 2, armazenando eletricidade no elemento de armazenamento 10, e dissipando energia nos resistores dissipadores de energia 21. A figura 2 mostra um algoritmo particular e não limitativo

apropriado para a configuração da unidade de gestão 7. O ponto de partida deste algoritmo é o empuxo 13 exercido pelo piloto sobre os pedais. Um teste 14 verifica se o empuxo é forte e rápido para frenagem de emergência. Se o resultado for positivo, então o freio de fricção 2 é atuado exclusivamente. Se a solicitação for negativa, um teste 15 verifica se o torque solicitado está abaixo de um torque de frenagem máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar 3. Se o resultado do teste 15 for negativo, o torque solicitado precisa ser compartilhado (16) entre ambos os freios 3 e 3. Assim, o torque que é desenvolvido pelo freio auxiliar 3 corresponde ou a qualquer de todo o torque solicitado, ou então, no caso do torque solicitado exceder o torque de frenagem máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar 3, à fração do torque solicitado que pode se desenvolvido pelo freio auxiliar 3.

Não obstante, o freio auxiliar 3 é ativado somente se sua temperatura estiver abaixo de um limite de temperatura aceitável, para proteger o freio auxiliar 3. Este é o objetivo de um teste 17. Quando o resultado do teste 17 é positivo, então o freio auxiliar 3 recebe um sinal para controlar o freio auxiliar 3 para fornecer o nível correspondente de frenagem. Se o resultado do teste 17 for negativo, então o sinal de controle para o freio auxiliar 3 é transformado em um sinal de controle para o freio de fricção 2, freio este que então provê toda da frenagem.

Assim, os vários testes descritos acima servem para detectar uma situação de frenagem na qual a ação do freio de fricção 2 não é essencial, uma vez que o freio auxiliar é capaz por si só de prover a frenagem. Aqui, esta situação de frenagem corresponde às seguintes condições:

- nenhum empuxo forte e rápido sobre os pedais;

- torque solicitado menor que o torque de frenagem máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar 3; e

- temperatura do freio auxiliar abaixo de um limite de temperatura aceitável.

É somente quando a situação acima não se aplica que o freio de fricção é solicitado para prover frenagem, ou em adição ao freio auxiliar 3 (torque solicitado maior que o torque de frenagem máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar 3, mas a temperatura do freio auxiliar está abaixo do limite de temperatura, ou então para prover toda da frenagem (temperatura do freio auxiliar maior que o limite de temperatura aceitável ou empuxo forte e rápido sobre os pedais.

Deve ser observado que, quando o resultado do teste 17 é positivo, e assim que o freio auxiliar 3 está sendo usado, um teste 18 é realizado simultaneamente para verificar se o sistema 10 para armazenar a energia elétrica gerada pelo freio auxiliar 3 está cheio. Quando o resultado do teste 18 é positivo, um teste 19 é realizado para verificar se a energia reciclada pode ser dissipada nos resistores. Quando o resultado é positivo, energia é compartilhada (22) entre a energização dos freios de fricção e dissipação de energia nos resistores 21. Quando o resultado é negativo, a energia é dissipada somente nos resistores 21.

Quando o resultado do teste 18 é negativo, um teste 23 é realizado para verificar se a energia reciclada é maior que a energia aceitável pelo sistema de armazenamento. Se o resultado for positivo, então a energia é compartilhada (24) entre energia de armazenamento e energia de dissipação nos resistores 21, a fração da energia que é dissipada nos resistores sendo sujeita ao teste 19, com as conseqüências descritas acima.

Naturalmente, a invenção não é limitada às implementações descritas e várias implementações podem ser aplicadas na mesma sem ir além do âmbito da invenção como definida pelas reivindicações. Em particular, embora o método da invenção seja aplicado aqui à gestão de frenagem de uma roda equipada simultaneamente com um freio de fricção e com um freio eletromagnético, o mesmo método pode ser aplicado mais geralmente à frenagem de um grupo de rodas, em que não é necessário para todas das rodas serem providas com seus próprios freios auxiliares.

O freio eletromagnético mostrado poderia ser substituído por algum outro freio que permite que energia seja dissipada por outros meios diferentes que fricção, por exemplo um freio hidráulico, que, ao ser atuado, alimenta reservatórios hidráulicos sob pressão.

Além disto, as condições de frenagem podem ser determinadas com referência a parâmetros de frenagem diferentes que o torque de frenagem solicitado, por exemplo, condições de frenagem podem ser determinadas diretamente a partir do ponto de ajuste de desaceleração 7.

Claims

1. Método para gerenciar a frenagem de uma aeronave tendo trem de pouso com rodas equipadas com freios de fricção e com freios auxiliares que permitem que energia seja dissipada por outros meios diferentes de fricção, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - quando frenagem é solicitada, testar os parâmetros de frenagem para determinar se a aeronave está em uma situação de frenagem para a qual os freios de fricção não são essenciais para prover a frenagem solicitada; e - realizar a frenagem solicitada por dar prioridade à atuação dos freios auxiliares enquanto a aeronave permanecer dentro de dita situação de frenagem, e atuar os freios de fricção somente se a aeronave divergir de dita situação de frenagem.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os parâmetros de frenagem são selecionados dentre o grupo compreendendo: torque de frenagem solicitado; temperatura de freio auxiliar; e um sinal indicando cujo empuxo forte e rápido está sendo aplicado aos pedais de freio.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a situação de frenagem corresponde às condições nas quais o torque de frenagem solicitado é menor que um torque máximo que pode ser desenvolvido pelo freio auxiliar, a temperatura do freio auxiliar é menor que um limite de temperatura aceitável, e nenhum empuxo forte e rápido é detectado como sendo aplicado aos pedais de freio.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que inclui a etapa, quando o freio auxiliar é usado, de analisar o estado de enchimento dos meios para armazenar energia gerada pelo freio auxiliar, e de dar prioridade ao armazenamento da energia enquanto os meios de armazenamento de energia não estão cheios.

5. Sistema de frenagem para uma aeronave incluindo trem de pouso tendo rodas (1) equipadas com freios de fricção (2) e freios auxiliares (3) capazes de dissipar energia por outros meios diferentes de fricção, caracterizado pelo fato de que inclui meios (7) para determinar se a aeronave está em uma situação de frenagem para a qual os freios de fricção não são essenciais para prover a frenagem requerida, e meios para atuar os freios por dar prioridade à atuação dos freios auxiliares (3) enquanto a aeronave permanecer em dita situação de frenagem, e para atuar os freios de fricção somente se a aeronave divergir de dita situação de frenagem.

6. Sistema de frenagem de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma roda é equipada simultaneamente com um freio de ficção (2) e com um freio auxiliar (3).

7. Sistema de frenagem de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os freios de fricção (2) são equipados com atuadores elétricos, e em que os freios auxiliares (3) são freios eletromagnéticos.

8. Sistema de frenagem de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que inclui meios (24, 19, 17) para compartilhar energia elétrica gerada pelos freios eletromagnéticos entre os meios de armazenamento (10), um suprimento de energia para atuadores elétricos dos freios de fricção, e resistores dissipadores (21).