CN108502145B - 用于飞机起落装置的紧急伸展系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于使至少一个飞机起落架伸展的紧急伸展系统，该紧急伸展系统包括机电致动器和电卡(20)，每个机电致动器具有被布置成向所述机电致动器分配标识符的标识构件，标识符具体取决于由所述机电致动器所执行的功能，电卡具有被布置成使所述机电致动器被延迟致动的延迟构件，致动延迟取决于分配至所述机电致动器的标识符，紧急伸展系统的机电致动器由此被布置成以由致动延迟所定义的致动序列被接连致动。

Description

用于飞机起落装置的紧急伸展系统
技术领域
本发明涉及用于飞机起落装置的紧急伸展系统的领域。
背景技术
现代飞机通常配备紧急伸展系统，当主伸展系统发生故障时，该紧急伸展系统利用重力使起落装置的起落架伸展。此类紧急伸展系统普遍被称为“自由下落”系统。
在空客A320上，紧急伸展系统是完全机械化的系统。
联动系统用于在事先打开液压阀和起落架致动器及舱门的同时解锁舱门和起落架。
在空客A330-A340上，紧急伸展系统是部分电气化的。驾驶舱和起落架舱之间的联动机构已被去除。每个舱配备有三个电动机。这些电动机致动存在于舱中的联动机构，以便致动液压阀并解锁舱的舱门和起落架。
在空客A400M和空客A380上，联动机构已被完全去除了。紧急伸展系统是“全电式”系统。中央计算机控制多个机电致动器。当飞行员致动紧急伸展系统时，中央计算机开始通过向机电致动器供电来致动隔离阀，其具有两个行程末端传感器，用于向中央计算机通报致动开始和致动结束。当中央计算机检测到致动开始时，该中央计算机起动计数器。如果计数器超过被认为是关键的时间值，则中央计算机检测到该致动未被正确执行。相反，如果计数器未超过被认为是关键的时间值，则中央计算机认为致动已正确地发生并指令下一个机电致动器致动。
发明内容
本发明的目的在于降低成本并提高了“全电式”紧急伸展系统的可靠性。
为达此目的，本发明提供了一种用于使至少一个飞机起落架伸展的紧急伸展系统，该紧急伸展系统包括机电致动器和电卡，每个机电致动器具有被布置成向所述机电致动器分配标识符的标识构件，标识符具体取决于由所述机电致动器所执行的功能，电卡具有被布置成使所述机电致动器被延迟致动的延迟构件，致动延迟取决于分配至所述机电致动器的标识符，紧急伸展系统的机电致动器由此被布置成以由致动延迟所定义的致动序列被接连致动。
因此，采用能够使起落架以紧急模式伸展的致动序列而本发明的紧急伸展系统无需包括中央计算机。由于中央计算机构成的是昂贵且复杂的设备，因而去除该中央计算机降低了成本且显著提高了本发明的紧急伸展系统的可靠性。
应该注意到的是，标识构件和延迟构件可以是简单的、由此廉价且可靠的构件。
根据本发明的特定且非限制性实施例的以下描述能够更好地理解本发明。
附图说明
参考附图，其中：
-图1示出了本发明紧急伸展系统的锁定单元和机电致动器，机电致动器被布置成执行解锁第一起落架的功能；
-图2示出了本发明紧急伸展系统的锁定单元和机电致动器，机电致动器被布置成执行解锁第二起落架的功能；
-图3示出了集成在本发明紧急伸展系统的机电致动器中的电卡；
-图4示出了与本发明紧急伸展系统的每个机电致动器相匹配的连接器以及该连接器的触点的分配；
-图5示出了“引脚编程”标识表；
-图6示出了控制杆；以及
-图7示出了在本发明紧急伸展系统中执行的驱动序列。
具体实施方式
在该示例中，本发明被实施在具有起落装置的飞机中，该起落装置包括前起落架、左主起落架和右主起落架。
本发明的紧急伸展系统被布置成：当主伸展系统发生故障时，使前起落架、左主起落架和右主起落架伸展。
为此目的，本发明的紧急伸展系统包括：用于执行致动隔离阀的功能的机电致动器(称之为“隔离致动器”)、用于执行致动前起落架的流体流量阀的功能的机电致动器(称之为“辅助流”致动器)、用于执行致动左主起落架和右主起落架的流体流量阀的功能的机电致动器(称之为“主流”致动器)、用于执行解锁前起落架舱门的功能的机电致动器(称之为“前舱门”致动器)、用于执行解锁左主起落架舱门的功能的机电致动器(称之为“左主舱门”致动器)、用于执行解锁右主起落架舱门的功能的机电致动器(称之为“右主舱门”致动器)、用于执行解锁前起落架的功能的机电致动器(称之为“前起落架”致动器)、用于执行解锁左主起落架的功能的机电致动器(称之为“左主起落架”致动器)，以及用于执行解锁右主起落架的功能的机电致动器(称之为“右主起落架”致动器)。
参考图1，前起落架致动器1(或者左主或右主起落架致动器)被集成在锁定单元2中，该锁定单元2具有用于将辅助起落架(或者左主或右主起落架)锁定在(向上)缩回位置中的钩部3。前起落架致动器1作用在钩部3上以解锁前起落架，并且当其适于使前起落架伸展且主伸展系统发生故障时能够使前起落架伸展。
参考图2，前起落架致动器1(或者左主或右主起落架致动器)被集成在锁定单元4中，该锁定单元4包括用于将前起落架(或者左主或右主起落架)锁定在缩回位置中的钩部5。前起落架致动器1作用在钩部5上以解锁前起落架，并且当其适于使前起落架伸展且主伸展系统发生故障时能够使前起落架伸展。
该示例中的上述九个机电致动器是相同的(尤其是前起落架致动器1与前舱门致动器1相同)。
每个机电致动器1具有壳体10、三相电动机、传动轴、两个传动级、致动器部件、两个电连接器11、以及两个电卡。
应该注意到的是，某些部件在机电致动器中是重复出现的，从而使由这些部件执行的功能能够被冗余地执行以提高本发明的紧急伸展系统的可靠性，使其符合由制造飞机的主承包商或分包商所颁布的规格(specification)。
三相电动机具有带两个绕组的定子，构成物理隔离的两个绕组。驱动轴具有永久磁铁，并由此形成三相电动机的转子，该转子与双绕组定子协同配合。
致动器部件由三相电动机并由其中一个传送级驱动，以便作用在锁定单元的钩部(诸如锁定单元2的钩部3或锁定单元4的钩部5)上，或者作用在隔离阀或流量阀上。
参考图3，电卡20包括处理器装置21、电动机控制构件22、三相逆变器23、孤立的逆变器电源24、逆变驱动器25、用于重置机电致动器的复位构件26、辅助电源27、制动电阻28、用于管理制动电阻的构件29、传感器30以及保护构件31。
处理器装置21包括处理器构件和延迟构件，具体地电阻-电容(RC)滤波器。RC滤波器的作用如下说明。
举例来说，处理器构件是微处理器或处理器或现场可编程门阵列(FPGA)。处理器构件控制电卡20的机电致动器及各种构件的操作。具体而言，处理器构件管理电卡20的各种构件的激活持续时间和失活持续时间，并且还通过与电动机控制构件22协同配合来管理三相电动机32的转速。
电动机控制构件22接收由处理器构件21所产生的三相电动机32的速度设定值，并且其根据该速度设定值并根据三相电动机32的转子位置的测量来控制逆变驱动器25。
三相电动机32的转子位置的测量是由集成在三相电动机32中的位置传感器33所产生的。在该示例中，位置传感器33包括离散的霍尔效应探头。
复位构件26被布置成重置机电致动器，即，将电卡20重新初始化并将致动器部件放回到静止位置。
参考图4，该示例中的机电致动器的每个连接器11具有十个触点J1-A、J1-B、J1-C、J1-D、J1-E、J1-F、J1-G、J1-H、J1-J和J1-K。
从图4所示的触点分配表中可以看到，触点J1-B接收伸展电源28VDC_DOWN，触点J1-H接收复位电源28VDC_RST，并且触点J1-G接收维护电源28VDC_GDO。所有这些电源供应来自板载供电网络的28伏(V)直流电(DC)。触点J1-A提供电源返回28VDC_RETURN，即在电卡20中及三相电动机32中流动的电流经由触点J1-A放电。触点J1-C是PP1引脚编程触点，触点J1-D是PP2引脚编程触点，触点J1-E是PP3引脚编程触点，以及触点J1-F是PP4引脚编程触点。
每个连接器11和每个机电致动器连接至具有与连接器11互补的连接器的电缆。由此，该电缆可经由互补连接器和连接器11用伸展电源28VDC_DOWN、复位电源28VDC_RST及维护电源28VDC_GDO向电卡20供电，并使在电卡20中及三相电动机32中流动的电流返回。
PP1、PP2、PP3和PP4引脚编程触点的状态由电缆定义，从而向机电致动器给出标识符(identifier)。
在这一点上应该注意到的是，与使用不包括任何引脚编程触点的连接器相比，采用引脚编程的结果是增大了连接器11的尺寸，但仅仅是很小的程度。因此，连接器11的尺寸的增大对于连接器11的直径而言通常小于10毫米(mm)。连接器11的尺寸的增大导致每个机电致动器的重量增加约25克(g)，表现为小于机电致动器总重量的2％。
还应该注意到的是，位于板载供电网络上的断路器防止伸展电源28VDC_DOWN和复位电源28VDC_RST被同时施加至连接器11。
下面是对本发明紧急伸展系统的操作更为详细的描述。
当机动致动器安装在飞机上时，通过引脚编程对每个机电致动器分配标识符。
在该示例中，标识符由四个二进制值(0或1)组成。每个二进制值与通过布缆至每个PP1、PP2、PP3和PP4引脚编程触点所施加的高信号或低信号相对应。图5示出了所采用的标识表。
由此，从图5中可以看到，根据引脚编程的标识符取决于由机动致动器所执行的功能以及可由所述机电致动器伸展的起落架。
总之，各种功能是解锁舱门的功能、解锁起落架的功能、致动隔离阀的功能、以及致动流体流量阀的功能。
总之，各种起落架是前起落架、左主起落架、以及右主起落架。
每个机电致动器的电卡20的处理器构件调节RC滤波器以限定取决于所述机电致动器的标识符的致动延迟。RC滤波器可通过选择性地连接或断开一个或多个电容器或者一个或多个电阻器来进行调节。
当飞机的飞行员决定通过采用本发明的紧急伸展系统来使起落架伸展时，该飞行员作用在控制杆40(诸如图6所示的控制杆)上。然后，将控制杆40放入到向下位置。
然后，每个机电致动器的每个连接器11在触点J1-B上接收伸展电源28VDC_DOWN。
接收伸展电源28VDC_DOWN意味着处理器构件要控制使相关联的起落架伸展所涉及到的伸展构件，使得伸展构件以使相关联的起落架伸展的方式被致动。伸展构件包括三相逆变器23、逆变驱动器25、孤立的逆变器电源24等。
接着，电卡20、具体地伸展构件以及三相电动机32由伸展电源28VDC_DOWN供电。
处理器构件使得所述机电致动器的致动带有致动延迟，该致动延迟取决于所述机电致动器的标识符。致动延迟是从当所述机电致动器的电卡20经触点J1-B由伸展电源28VDC_DOWN供电的那一刻测量的。
因此，当飞机的飞行员试图通过利用控制杆40来使起落架伸展时，紧急伸展系统的机电致动器以由致动延迟所定义的致动序列被接连致动。
在图7中可以看到致动序列50。当本发明的紧急伸展系统被致动时，该致动序列50在时刻T0处开始。
隔离致动器被几乎立即致动(致动A1)，这意味着其致动延迟是非常短的或者甚至是零。
接着，其它机电致动器按以下顺序被依次致动：前流致动器(致动A2)；主流致动器(致动A3)；前舱门致动器(致动A4)；左主舱门致动器(致动A5)；右主舱门致动器(致动A6)；前起落架致动器(致动A7)；左主起落架致动器(致动A8)；以及右主起落架致动器(致动A9)。由此，右主起落架致动器的致动延迟是最长的。
每个机电致动器在预定的时间间隔内被致动，在该示例中等于2秒。由此，致动序列的总持续时间等于18秒。由于起落架紧急伸展所需的最长时间通常设定为30秒，因而本发明的紧急伸展系统留下了大约12秒用于使所有的起落架伸展，这是可接受的持续时间。
应该注意到的是，这有利于同时执行前起落架、左主起落架以及右主起落架的伸展。在此类情况下，与前起落架致动器、左主起落架致动器以及右主起落架致动器相关联的致动延迟是相等的。
当操作人员决定重置本发明的紧急伸展系统的机电致动器时，飞行员作用在控制杆40上。然后，将控制杆40放入到复位位置。
接着，机电致动器的每个连接器11在触点J1-H上接收复位电源28VDC_RST。
接收复位电源28VDC_RST意味着处理器构件要控制复位构件26，使得其重置机电致动器。
电卡20、具体地复位构件26以及三相电动机32由复位电源28VDC_RST供电。
维护电源28VDC_GDO通常仅向机电致动器供电以执行解锁舱门的功能。接着，在维护操作中，舱门在位于地面上的同时打开。
接收维护电源28VDC_GDO意味着处理器构件要控制与解锁舱门所涉及到的电卡20的维护构件。
电卡20、具体地维护构件以及三相电动机32由维护电源28VDC_GDO供电。
自然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖了由权利要求所限定的本发明范围内的任何变体。
虽然此处所述的是RC滤波器用作延迟构件，但也能够采用其它的延迟构件，例如模拟计数器。还能够采用不同的标识构件。
本发明自然适用于任何类型的飞机和任何类型的起落架。

Claims (14)

1.一种用于使至少一个飞机起落架伸展的紧急伸展系统，所述紧急伸展系统包括机电致动器(1)和电卡(20)，每个机电致动器具有被布置成向所述机电致动器(1)分配标识符的标识构件，所述标识符具体取决于由所述机电致动器所执行的功能，所述电卡具有被布置成使所述机电致动器被延迟致动的延迟构件，致动延迟取决于分配至所述机电致动器的所述标识符，所述紧急伸展系统的所述机电致动器由此被布置成以由所述致动延迟所定义的致动序列(50)被接连致动。
2.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，每个机电致动器的所述致动延迟是从当所述机电致动器的所述电卡(20)被供电的那一刻测量的。
3.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，每个机电致动器的所述延迟构件包括RC滤波器。
4.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，每个机电致动器的延迟构件包括模拟计数器。
5.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，每个机电致动器的标识构件包括具有触点J1-C、J1-D、J1-E、J1-F的连接器，所述触点被布置成由引脚编程执行标识。
6.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，所述机电致动器的所述电卡(20)是相同的。
7.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，所述机电致动器是相同的。
8.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，在每个机电致动器中，所述电卡(20)包括伸展构件和复位构件(26)，并且其中，所述机电致动器包括具有伸展电源触点和复位电源触点的连接器(11)，所述电卡经由所述伸展电源触点接收伸展电源(28VDC_DOW)，用于当所述起落架要被伸展时向所述伸展构件供电，并且所述电卡经由所述复位电源触点接收复位电源(28VDC_RST)，用于当所述机电致动器要被重置时向所述复位构件供电。
9.如权利要求8所述的紧急伸展系统，其特征在于，所述电卡还包括维护构件，并且其中，所述连接器具有维护电源触点，所述电卡经由所述维护电源触点接收维护电源(28VDC_GDO)，用于当要执行维护操作时向所述维护构件供电。
10.如权利要求9所述的紧急伸展系统，其特征在于，维护操作是在飞机位于地面上的同时打开舱门。
11.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，多个所述机电致动器包括执行解锁舱门的功能的机电致动器和执行解锁起落架的功能的机电致动器。
12.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，多个所述机电致动器包括执行致动隔离阀的功能的机电致动器和执行致动流体流量阀的功能的机电致动器。
13.如权利要求1所述的紧急伸展系统，其特征在于，所述紧急伸展系统被布置成使多个起落架伸展，并且每个机电致动器的所述标识还取决于所述机电致动器用于使哪个起落架伸展。
14.如权利要求13所述的紧急伸展系统，其特征在于，多个所述机电致动器包括执行解锁舱门的功能的机电致动器和执行解锁起落架的功能的机电致动器，与执行解锁前起落架、左主起落架以及右主起落架的功能相关联的所述致动延迟是相等的。
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