CN110194262A - 飞行器制动 - Google Patents

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特萨夫·厄扎
埃斯特·拉米雷斯-帕亚
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Abstract

本发明涉及飞行器制动。公开了制动系统和根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮制动器控制功能应用一个或更多个飞行器轮制动器的方法。该方法包括：接收来自飞行器速度指示器的飞行器速度的指示；在由飞行器速度指示器指示的飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作；以及在飞行器速度没有超过速度阈值的情况下至少根据第二轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作。还公开了飞行器，该飞行器包括一个或更多个飞行器轮制动器和所公开的制动系统。

Description

飞行器制动
技术领域
本发明涉及飞行器制动。具体地但并非排他地，本发明涉及根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮制动器控制功能来控制飞行器制动。
背景技术
飞行器轮制动器可以由制动系统控制。制动系统应用飞行器轮制动器的方式可能影响飞行器在制动期间的行为及飞行器的操作效率。可能期望提供一种用于飞行器的制动系统，该制动系统以安全且有效的方式控制飞行器轮制动器。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种用于飞行器的制动系统，制动系统能够操作成根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮致动器控制功能应用一个或更多个飞行器轮制动器，制动系统包括飞行器速度指示器和控制器，控制器配置成：在由飞行器速度指示器指示的飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一轮制动器控制功能来控制飞行器的轮制动操作；以及在飞行器速度没有超过速度阈值的情况下至少根据第二轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作。
可选地，制动系统包括制动器状况指示器，其中，控制器配置成根据所述一个或更多个飞行器轮制动器的状况从所述多个轮制动器控制功能选择第二轮制动器控制功能。
可选地，制动器状况指示器包括制动器温度特性指示器；以及制动器状况包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性。
可选地，控制器配置成基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性而选择第二轮制动器控制功能。
可选地，温度特性包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度；并且控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度高于调度温度阈值的情况下选择制动器冷却时间协调功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，制动器冷却时间协调功能使由飞行器轮制动器中的每个飞行器轮制动器提供的制动的量被控制，使得用于所述一个或更多个飞行器轮制动器中的所有飞行器轮制动器的冷却至调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
可选地，控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度特性满足热氧化限制标准的情况下选择热氧化限制功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，热氧化限制功能使所述至少一个飞行器轮制动器被禁用。
可选地，控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于调度温度阈值的情况下选择制动器磨损减少功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，制动器磨损减少功能使所述一个或更多个飞行器轮制动器应用的次数被控制。
可选地，制动器状况指示器还包括制动器磨损指示器和制动器热氧化状态指示器，并且制动器状况还包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量以及所述一个或更多个飞行器轮制动器的热氧化状态。
可选地，控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度低于调度温度阈值的情况下基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量和热氧化状态而选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，控制器配置成当选择制动器磨损减少功能作为第二轮制动器控制功能时根据第一轮制动器控制功能和制动器磨损减少功能来控制轮制动操作。
可选地，第一轮制动器控制功能是扭矩均衡功能。
可选地，扭矩均衡功能使轮制动操作被控制，使得由被应用的所述一个或更多个飞行器轮制动器反应的扭矩的分布在飞行器上和/或飞行器的一部分上关于飞行器的行进方向是对称的。
可选地，控制器配置成选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二控制功能。
本发明的第二方面提供了一种飞行器，该飞行器包括一个或更多个飞行器轮制动器以及根据第一方面所述的制动系统，该制动系统设置成应用所述一个或更多个飞行器轮制动器。
本发明的第三方面提供了一种根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮制动器控制功能应用一个或更多个飞行器轮制动器的方法，该方法包括：接收来自飞行器速度指示器的飞行器速度的指示；在由飞行器速度指示器指示的飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作；以及在飞行器速度没有超过速度阈值的情况下至少根据第二轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作。
可选地，根据第三方面的方法包括：接收来自制动器状况指示器的所述一个或更多个飞行器轮制动器的状况的指示；以及根据所述一个或更多个飞行器轮制动器的状况从所述多个轮制动器控制功能选择第二轮制动器控制功能。
可选地，在根据第三方面的方法中，制动器状况指示器包括制动器温度特性指示器；并且制动器状况包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性。
可选地，根据第三方面的方法包括：基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性而选择第二轮制动器控制功能。
可选地，在根据第三方面的方法中，温度特性包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度；并且该方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度高于调度温度阈值的情况下选择制动器冷却时间协调功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，在根据第三方面的方法中，制动器冷却时间协调功能使由飞行器轮制动器中的每个飞行器轮制动器提供的制动的量被控制，使得用于所述一个或更多个飞行器轮制动器中的所有飞行器轮制动器的冷却至调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
可选地，在根据第三方面的方法中，该方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度特性满足热氧化限制标准的情况下选择热氧化限制功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，热氧化限制功能使所述至少一个飞行器轮制动器被禁用。
可选地，在根据第三方面的方法中，该方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于调度温度阈值的情况下选择制动器磨损减少功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，制动器磨损减少功能使所述一个或更多个飞行器轮制动器应用的次数被控制。
可选地，在根据第三方面的方法中，制动器状况指示器还包括制动器磨损指示器和制动器热氧化状态指示器，并且制动器状况还包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量以及所述一个或更多个飞行器轮制动器的热氧化状态。
可选地，该方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于调度温度阈值的情况下基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量和热氧化状态而选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二轮制动器控制功能。
可选地，根据第三方面的方法包括：当选择制动器磨损减少功能作为第二轮制动器控制功能时，根据第一轮制动器控制功能和制动器磨损减少功能控制轮制动操作。
可选地，在根据第三方面的方法中，第一轮制动器控制功能是扭矩均衡功能。
可选地，在根据第三方面的方法中，扭矩均衡功能使轮制动操作被控制，使得由被应用的一个或更多个飞行器轮制动器反应的扭矩的分布在飞行器上和/或飞行器的一部分上关于飞行器的行进方向是对称的。
可选地，根据第三方面的方法包括：选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二控制功能。
本发明的第四方面提供了一种用于飞行器的制动系统，制动系统能够操作成应用多个飞行器轮制动器，该制动系统包括控制器，控制器配置成基于所述多个制动器中的制动器的相应的热氧化状态相较于其他制动器的相应的热氧化状态而控制该制动器的应用。
可选地，在根据第四方面的制动系统中，控制器配置成：控制所述多个制动器中的每个制动器使得每个制动器大致同时达到相应的热氧化阈值。
本发明的第五方面提供了一种用于飞行器的制动系统，制动系统能够操作成应用多个飞行器轮制动器，该制动系统包括控制器，控制器配置成基于所述多个制动器中的制动器的冷却至调度温度阈值的相应的预测时间相较于其他制动器的冷却至调度温度阈值的相应的预测时间而控制该制动器的应用。
可选地，在根据第五方面的制动系统中，控制器配置成：控制所述多个制动器中的每个制动器，使得用于所述多个制动器中的所有制动器的冷却至调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
附图说明
现在将参照附图仅通过示例的方式对本发明的各实施方式进行描述，在附图中：
图1是其上可以部署各示例的飞行器的示意图；
图2是根据一示例的飞行器起落架组件的制动器组件和轮的示意图；
图3是根据一示例的飞行器的制动系统的示意图；
图4a是根据一示例的应用一个或更多个飞行器轮制动器的方法的第一流程图；以及
图4b是根据一示例的应用一个或更多个飞行器轮制动器的方法的第二流程图。
图5是确定飞行器起落架的制动器的热氧化状态的示例性方法的流程图；
图6是确定飞行器起落架的制动器的热氧化状态的示例性方法的流程图；
图7是图示了制动器的温度相对于时间的示例性曲线图；
图8是图示了制动器的用于特定温度的热氧化状态相对于时间的示例性曲线图；
图9是根据示例的确定制动器磨损的量的方法的示例性流程图；以及
图10是根据示例的预测与飞行器制动器有关的良好的将来使用周期的数目的方法的示例性流程图。
具体实施方式
图1是飞行器100的简化的示意图。飞行器100包括多个起落架组件102。起落架组件102可以包括可以在起飞和着陆期间伸出并在飞行期间缩回的主起落架和前起落架。每个起落架组件102包括轮，比如轮104。飞行器100包括计算系统106，该计算系统106例如可以包括一个或更多个处理器以及一个或更多个计算机可读的存储介质。飞行器100还可以包括仪器108，该仪器108比如为用于对与飞行器有关的特性或参数进行测量的仪器或传感器、以及用于对环境特性进行测量的仪器或传感器。应当理解的是，在一些示例中，仪器108可以分布在飞行器100的各种不同的位置处。飞行器100还包括一个或更多个飞行器轮制动器组件(未在图1中示出)，所述一个或更多个飞行器轮制动器组件用以提供制动以抑制轮比如轮104的旋转运动。
图2是与飞行器100的轮104相关联的飞行器轮制动器组件200的简化的示意图。飞行器轮制动器组件在下文中被称为“制动器组件”。飞行器100的轮中的每个轮各自可以具有与其相关联的制动器组件200。因此，飞行器100可以包括一个或更多个制动器组件200。制动器组件200施加制动力以抑制轮104的旋转。在该示例中，制动器组件200包括多个制动器盘202，制动器盘202包括压力板204、反作用板206、以及多个转子和多个定子比如转子208和定子210。在该示例中，制动器盘202包括多个转子和多个定子，并且因此，制动器组件200是多盘式制动器。在其他示例中，制动器组件200可以不是多盘式制动器。将理解的是，在飞行器起落架中所使用的制动器的类型取决于所讨论的飞行器的特性，比如大小、承载能力等。
当由起落架102支撑的飞行器100沿着地面行进时，转子与轮104一起旋转，而定子、压力板204和反作用板206不与轮104一起旋转。当施加制动时，压力板204被朝向反作用板206推动，使得制动器盘202彼此接触(如在图2的框212中示出的)并且摩擦用以抑制转子的旋转运动，从而产生制动力。
图3是用于飞行器比如飞行器100的制动系统300的简化的示意图，该制动系统300能够操作成应用一个或更多个飞行器轮制动器、比如制动器组件200。制动系统300响应于制动请求(例如，当飞行器100的飞行员按压制动踏板时)而使制动器组件200被应用。例如，制动器组件200中的一个或更多个制动器组件可以被液压地致动或者被电致动，并且制动系统300可以控制制动器致动系统(未示出)以应用制动器组件200。制动系统300可以经由无线或有线的通信链路(communication link)而与制动器致动系统通信。
制动系统300能够操作成根据多个轮制动器控制功能(轮制动器控制功能可以在下文中被称为“控制功能”)中的至少一个轮制动器控制功能而应用一个或更多个飞行器轮制动器、比如制动器组件200。在该示例中，制动系统300包括飞行器速度指示器302和控制器304。飞行器速度指示器提供了飞行器100的速度的指示。飞行器速度指示器向控制器304提供飞行器速度的指示。
除了飞行器速度指示器302之外，制动系统300还可以包括下文中所描述的一个或更多个其他指示器。每个指示器可以提供与飞行器100或制动器组件200有关的相应参数的指示。每个指示器可以包括用于对相应的参数进行测量的相应传感器。例如，飞行器速度指示器302可以包括仪器108中所包括的飞行器速度传感器。
在一些示例中，相应传感器可以经由有线或无线的通信链路而向控制器304提供相应参数的指示。在一些示例中，制动系统300中所包括的指示器中的一个或更多个指示器——比如飞行器速度指示器302——可以包括处理器，该处理器经由有线或无线的通信链路接收来自相应传感器的相应参数的指示。然后，所述一个或更多个指示器的处理器可以经由有线或无线的通信链路将相应参数传输至控制器304。所述一个或更多个指示器的处理器可以是计算系统106中所包括的处理器。
在一些示例中，替代处理器地或除了处理器以外，所述一个或更多个指示器包括计算机可读的存储介质，与相应参数有关的信息被存储在该计算机可读的存储介质中。例如，所述一个或更多个指示器的相应传感器或处理器可以将与相应参数有关的信息写入至所述计算机可读的存储介质。控制器304可以从所述存储介质读取温度信息。所述一个或更多个指示器的计算机可读的存储介质可以是计算系统106中所包括的计算机可读的存储介质。
控制器304可以实时地接收来自所述一个或更多个指示器的一个或更多个相应参数的指示。控制器304可以连续地接收一个或更多个相应参数的指示，或者替代性地，控制器304可以周期性地接收与所述一个或更多个相应参数有关的离散的信息项。在一些示例中，控制器304可以请求来自相应指示器的参数中的一个或多个参数的指示，并作为响应接收所请求的指示。
控制器304配置成在由飞行器速度指示器所指示的飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一控制功能对飞行器100的轮制动操作进行控制。另一方面，控制器304配置成在飞行器速度未超过速度阈值的情况下至少根据第二控制功能对飞行器100的轮制动操作进行控制。轮制动操作(在下文中被称为“制动操作”)涉及：响应于制动请求而应用所述制动器组件200中的一个或更多个制动器组件。例如，制动请求可以包括与所请求的制动强度有关的信息。制动操作可以涉及应用所述制动器组件200中的一个或更多个制动器组件以提供所请求的制动强度。
控制功能确定制动器组件200中的哪个制动器组件被应用并且确定每个制动器组件200的应用的顺序、时间量、制动压力等，以便提供所请求的制动强度。例如，控制功能可以确定轮制动操作的这些方面，以便优先考虑在轮制动操作中所使用的制动器组件200的制动特性或状况。在下文中对控制功能的另外细节和示例进行描述。
图4a是图示了由控制器304执行的根据多个控制功能中的至少一个控制功能应用一个或更多个制动器组件200的方法400的流程图。在框402处，从飞行器速度指示器302接收飞行器速度的指示。例如，控制器304接收来自飞行器速度指示器302的飞行器速度的指示，如前面所描述的。
如由框404所指示的，如果由飞行器速度指示器302所指示的飞行器速度超过速度阈值，则方法400进行至框406。在框406处，至少根据第一控制功能对飞行器100的轮制动操作进行控制。另一方面，如由框404所指示的，如果飞行器速度未超过速度阈值，则方法400进行至框408。在框408处，至少根据第二控制功能对飞行器100的轮制动操作进行控制。
第一控制功能可以是扭矩均衡功能。在飞行器速度高于速度阈值的情况下，控制器304可以根据扭矩均衡功能对制动操作进行控制。扭矩均衡功能可以使轮制动操作被控制，使得由所应用的所述一个或更多个飞行器轮制动器所反应的扭矩的分布在飞行器上和/或在飞行器的一部分上关于飞行器的行进方向是对称的。例如，由制动器组件所反应的扭矩的量可以在飞行器100上关于行进方向对称地分布。例如，如果飞行器100正沿向前方向行进而没有转向，则扭矩均衡功能可以对制动操作进行控制，使得所应用的位于飞行器100的左侧的制动器组件200反应的扭矩的总量与所应用的位于飞行器100的右侧的制动器组件200反应的扭矩的总量大致相同。在一些这种示例中，扭矩均衡功能可以使所应用的制动器组件200中的每个制动器组件反应大致相同量的扭矩。这可以是例如在飞行器100正沿向前方向行进且制动器组件200的对称分布相对于行进方向被应用的情况下的情形。
根据需要，扭矩均衡功能可以对制动操作进行控制，以在采用制动器组件关于行进方向的不对称分布时通过使不同的制动器组件反应相应的不同量的扭矩而提供所反应的扭矩的对称分布。在一些示例中，所反应的扭矩的分布可以在单个起落架上关于行进方向是对称的。例如，扭矩均衡功能可以对给定起落架的所应用的制动器组件200进行控制，使得由这些制动器组件200所反应的扭矩关于行进方向对称分布。这可以避免该给定起落架的不对称加载。在应用给定起落架的制动器组件200的对称分布的一些示例中，扭矩均衡功能使该给定起落架的制动器组件反应大致相同量的扭矩。当飞行器100正在转向时，扭矩均衡功能可以对制动操作进行控制。在一些这种示例中，扭矩均衡功能可能不提供所反应的扭矩在飞行器100上关于向前方向的对称分布。然而，在这些示例中，扭矩均衡功能可以对扭矩在如所描述的各个起落架上的分布进行控制。
为了控制由给定的制动器组件200所反应的扭矩，施加至该给定的制动器组件200的制动压力可以基于由该给定的制动器组件200所反应的扭矩的量来进行调节。例如，仪器108可以包括与每个制动器组件200相关联的扭矩传感器。扭矩传感器可以包括任何合适的扭矩感测装置或系统。扭矩传感器可以配置成直接测量扭矩，或者替代性地，扭矩传感器可以配置成测量可以从其推导出扭矩的参量(比如力)。例如，扭矩传感器可以包括基于光纤的传感器比如光纤布拉格光栅(Fibre Bragg Grating，BFG)传感器、应变仪、力传感器、或适于测量扭矩或可以从其推导出扭矩的参量的任何其他传感器。在制动器扭矩经由扭矩销和/或扭矩杆而反应的飞行器(例如，具有传统转向架布置结构的飞行器)上，扭矩传感器可以包括定位在制动器凸耳与制动器扭矩杆之间的界面中的用以感测剪切力的仪表化的(instrumented)扭矩销。替代性地，光学扭矩传感器可以用于测量安装有制动器组件200的相应的轴中的扭矩。
当控制器304根据扭矩均衡功能对制动操作进行控制时，控制器304可以在制动操作期间接收来自所应用的制动器组件200中的每个制动器组件的相应的扭矩传感器的扭矩测量值。如所描述的，扭矩传感器可以测量可以从其推导出扭矩的参量。在这种示例中，控制器304可以推导出由相应的制动器组件200所反应的扭矩的量。控制器304可以接收如前面所描述的扭矩测量值。
基于所接收的扭矩测量值，控制器304可以对所应用的制动器组件200的制动压力进行调节，以获得所反应的扭矩的所需分布。可能需要对所反应的扭矩的分布进行控制，使得飞行器100的行进方向和/或取向不受制动操作的影响。还可能需要对所反应的扭矩分布进行控制，以避免飞行器100的某些部件的不对称加载。控制器304可以实施控制循环，以便基于相应的扭矩测量值而调节制动压力。例如，控制器304可以实施比例积分微分(PID)循环或者任何其他合适的循环以控制制动压力以便对扭矩在所应用的制动器组件200当中的分布进行控制。控制器304可以以例如介于每秒102次至103次之间的高速率接收扭矩测量值，并且控制器304可以以类似的速率调节制动压力。
速度阈值可以被设定为下述等级处：在该等级处，对扭矩分布进行控制是优先于其他制动特性或对制动器组件200的状况进行控制而考虑的问题。例如，在相对高速的情况下，飞行器100的方向或取向不受影响以及/或者避免飞行器部件的不对称加载可能是优先考虑的问题。在一些示例中，速度阈值可以被设定成与滑行操作相关联的速度，例如，速度阈值可以介于10节(knot)与50节之间。在一个特定示例中，速度阈值可以是30节。速度阈值可以例如基于飞行器100的质量或重量分布而进行设定。速度阈值还可以基于飞行器100的预期滑行路径而进行设定。
如果飞行器速度低于速度阈值，则控制器304可以选择不同的控制功能以对制动操作进行控制。第二控制功能可以是制动器冷却时间协调功能、热氧化限制功能、制动器磨损减少功能或热氧化协调功能中的任一者。例如，控制器304可以选择制动器冷却时间协调功能、热氧化限制功能、制动器磨损减少功能或热氧化协调功能中的一者作为第二控制功能，以对制动操作进行控制。在下文中将对这些控制功能进行更详细地描述。在一个示例中，控制器304在飞行器速度低于速度阈值的情况下选择制动器磨损减少功能。
再次参照图3，制动系统300可以包括制动器状况指示器306。控制器304可以配置成根据制动器组件200的状况而从所述多个轮制动器控制功能中选定第二控制功能。例如，控制器304可以接收来自制动器状况指示器306的制动器组件200的状况的指示，并且控制器304可以根据制动器组件200的状况来选择第二控制功能。制动器状况指示器306可以包括制动器温度特性指示器308。在这种示例中，制动器状况可以包括制动器组件200的温度特性。控制器304可以配置成基于制动器组件200的温度特性来选择第二控制功能。
温度特性可以包括制动器组件200的温度。制动器组件200的温度可以具体地是相应的制动器盘202的温度。制动器温度特性指示器可以包括与每个制动器组件200相关联的温度传感器216(参见图2)。温度传感器216可以是仪器108的一部分。温度传感器216可以设置成与每个制动器组件200的制动器盘中的一个制动器盘进行热接触。在图2的示例中，温度传感器216设置在定子210上。在该示例中，定子210是很可能达到最高温度的制动器盘。温度传感器216可以是适于用在飞行器制动器组件中的任何类型的温度传感器。例如，温度传感器216能够在很可能被制动器盘202所达到的温度范围处适当地起作用。例如，温度传感器216可以是热电偶、表面声波(SAW)传感器、电涡流传感器、热电阻传感器、应变仪或类似传感器。如果温度传感器设置在给定的制动器组件200的除了制动器盘202中的一个制动器盘上以外的部分上，则制动器盘202的温度可以利用由所述温度传感器所测量的温度与制动器盘202的温度之间的关系的指示而进行确定。在一些示例中，该关系的指示可以通过实验来确定。在一些示例中，该关系的指示可以利用制动器热模型来确定。在一些示例中，温度特性还可以包括制动器组件200的温度的增加率。
在一些示例中，制动器温度特性指示器308可以包括制动器温度预测功能(例如，由制动器温度特性指示器308的处理器所实施)。制动器温度预测功能可以基于在制动操作期间被输入到制动器组件200中的能量而预测制动器组件200的温度。利用被输入到给定的制动器组件200中的能量、该给定的制动器组件200的质量和该给定的制动器组件200的比热容，可以确定该给定的制动器组件200的由所输入的能量所引起的温度变化。然后，可以利用温度变化、即通过将该温度变化加至初始温度来确定该给定的制动器组件200的温度。在制动操作之前的初始温度可以从这种计算的前次迭代结果获知。另一方面，如果能量输入正好是当天的第一次制动器应用(即，该给定的制动器组件200尚未被应用并持续相当的时间量)，则初始温度可以被认为是环境温度。
被输入到给定的制动器组件200中的能量可以利用来自仪器108中所包括的仪器的测量值而确定。仪器108可以包括如前面所描述的扭矩传感器。仪器108还可以包括用于测量与给定的制动器组件200相关联的轮104的旋转速度的转速计。在这种示例中，被输入到给定的制动器组件200中的能量是通过在时间上对轮速度和扭矩的乘积进行积分来计算的。
在一些示例中，考虑到被输入到给定的制动器组件200中的能量的量，可以使用制动器热模型(例如，计算流体动力学模型)来预测给定的制动器组件200的温度。例如，给定的制动器组件200的物理特性(例如，质量、热容等)、环境特性和被输入到该给定的制动器组件200中的能量可以被输入到制动器热模型中，并且制动器热模型可以将该给定的制动器组件200的预测温度输出。环境特性可以包括环境温度(例如，给定的制动器组件200附近的环境温度)、风况、或可能影响给定的制动器组件200的温度的其他特性。环境特性可以例如由仪器108中所包括的仪器来测量。
在一些示例中，制动器组件200的温度的增加率可以通过制动器温度预测功能基于被输入到制动器组件200中的能量而预测。例如，该增加率可以利用制动器热模型基于被输入到给定的制动器组件200中的能量和该给定的制动器组件200的物理特性而预测。
图4b是图示了可以作为方法400的一部分被执行的另一些框的流程图。图4b中所示出的框可以是框408的一部分，在该框408处，至少根据第二控制功能对轮制动操作进行控制。在框410处，从制动器状况指示器306接收制动器组件200的状况的指示。例如，控制器304接收来自制动器状况指示器306的状况的指示。例如，在框410处，控制器304接收制动器组件200的温度特性。
如由框412所指示的，如果至少一个制动器组件200的温度特性满足热氧化限制标准，则方法400可以进行至框414。在框414处，热氧化限制功能被选择为第二控制功能。例如，控制器304配置成将热氧化限制功能选择为第二控制功能。热氧化限制功能使所述至少一个制动器组件200(其满足热氧化限制标准)被禁用。
每个制动器组件200可以具有其自身的热氧化限制标准。如果给定的制动器组件200的温度超过温度触发点，则该给定的制动器组件200的温度特性可以满足相应的热氧化限制标准。转子、定子、压力板204和反作用板206中的任何一者或更多者可以由碳-碳(CC)复合材料构成。包括有由CC复合材料构成的制动器盘的制动器可以被称为碳制动器。例如，制动器盘202可以由通过碳纤维加强的石墨基体构成。在使用期间，制动器盘202可以达到高温。在高温处可能发生制动器盘202的热氧化。在热氧化反应期间，氧与制动器盘202的碳发生反应，从而由于生成了二氧化碳和/或一氧化碳而导致碳原子被从制动器盘202中移除，进而导致质量的损失。
用于给定的制动器组件200的温度触发点可以是这样的温度值：在该温度值处，该给定的制动器组件200的热氧化(具体地，CC复合材料部件的热氧化)预期发生。在一些示例中，温度触发点可以介于400℃与750℃之间。在一些示例中，热氧化限制标准可以替代性地或另外地包括温度增加率阈值。在温度特性包括给定的制动器组件200的温度增加率的这种示例中，如果温度增加率超过温度增加率阈值，则可以满足热氧化限制标准。
例如，如果给定的制动器组件200被禁用，则控制器304可以将“禁用”状态分配给该制动器组件200。给定的制动器组件200被禁用意味着：当制动系统300接收制动请求时，制动系统300不会使给定的制动器组件200被应用。所要求的制动可以代替性地由与相应的起落架102的其他轮相关联的其他制动器组件提供。在例如需要使用给定的制动器组件200以安全的方式提供所请求的制动量的情况下，不论是否满足热氧化限制标准，给定的制动器组件200都可以不被禁用。在一些示例中，如果需要飞行器100快速地降低飞行器100的速度(例如，如果飞行器100的飞行员要求高的制动强度)，则给定的制动器组件200可以不被禁用。
如果给定的制动器组件200已经被禁用并且给定的制动器组件200的温度特性不再满足热氧化限制标准，则控制器304可以将该给定的制动器组件200的状态从“禁用”变成“启用”。给定的制动器组件200当被启用时可以再一次被制动系统300采用，以响应于制动请求提供制动。热氧化限制功能限制了满足特定温度状况(即，热氧化限制标准)的制动器组件的使用，使得可以减少或抑制这些制动器组件的进一步热氧化。
热氧化限制功能可以使控制器304确定制动器组件200中的任何制动器组件的温度是否满足相应的热氧化限制标准。例如，控制器304可以在飞行器操作期间实时地确定是否满足热氧化限制标准。热氧化限制功能可以根据是否满足热氧化限制标准而如所描述的实时地对制动进行控制。例如，控制器304可以通过每秒多次——由相应的温度传感器216的抽样速率决定——对制动器组件200的温度进行抽样而快速重复地确定是否满足热氧化限制标准。在一些示例中，控制器304可以从配置成提供关于是否满足相应的热氧化限制标准的指示的设备接收关于是否满足相应的热氧化限制标准的这种指示。
热氧化限制标准可以取决于相应的制动器组件200的热氧化状态。在下文中对可以如何确定制动器组件200的热氧化状态进行描述。例如，如果相应的制动器组件200的热氧化状态更大程度地提前达到(more advanced)，则温度触发点可以是相对较低的温度值。以这种方式，如果给定的制动器组件200满足取决于该给定的制动器组件200的热氧化状态的特定温度状况，则给定的制动器组件200可以被禁用。
如由框412所指示的，如果至少一个制动器组件200的温度特性不满足相应的热氧化限制标准，则方法400可以进行至框416。如由框416所指示的，如果制动器组件200中的至少一个制动器组件的温度高于调度(dispatch)温度阈值，则方法400可以进行至框418。在框418处，选择制动器冷却时间协调功能作为第二控制功能。例如，在框418处，控制器304配置成选择制动器冷却时间协调功能作为第二控制功能。
冷却时间协调功能使控制器304基于给定的制动器组件200的使得冷却至调度温度阈值的相应预测时间相较于其他制动器组件200的使得冷却至调度温度阈值的相应预测时间而对该给定的制动器组件200的应用进行控制。例如，基于预测该给定的制动器组件200达到调度温度阈值花费的时间相比于预测其他制动器组件200达到调度温度阈值花费的时间，可以应用该给定的制动器组件200。更具体地，制动器冷却时间协调功能可以使由制动器组件200中的每个制动器组件所提供的制动量被控制，使得用于制动器组件中的所有制动器组件的冷却至调度温度阈值的预测时间是大致相同的。调度温度阈值可以被设定为安全调度温度。可以使用安全调度温度以确保制动器组件200对于在下一飞行周期中使用而言是充分冷却的。例如，一旦制动器组件的温度处于或低于安全调度温度，则可以允许飞行器100开始飞行。在一些示例中，调度温度阈值可以是接近于安全调度温度的温度值。安全调度温度(并且因此调度温度阈值)可以根据飞行器100要在其间飞行的飞机场的特性而改变。例如，安全调度温度可以取决于滑行路径、跑道长度等。在一些示例中，安全调度温度可以在200℃至600℃的范围内并且调度温度阈值可以被设定成在200℃至600℃的范围内的温度。在一些示例中，调度温度阈值可以是300℃。
冷却时间协调功能确定针对每个制动器组件200的冷却至调度温度阈值的预测时间。例如，冷却时间协调功能接收来自制动器温度特性指示器308的每个制动器组件200的温度并且预测对于每个制动器组件200而言冷却至调度温度阈值所需的时间量。将理解的是，冷却的时间可以取决于当地环境条件。
考虑到给定的制动器组件200的温度以及调度温度阈值，冷却时间协调功能可以基于该给定的制动器组件200的物理特性和环境温度来而预测相应的冷却时间。物理特性可以包括该给定的制动器组件200的质量、比热容和传热系数。在一些示例中，该给定的制动器组件200的传热系数可以通过实验来确定(或者从该给定的制动器组件200的制造商处获知)并且可以利用该给定的制动器组件200的仿真来进行验证。例如，可以利用先前所描述的制动器热模型来执行仿真。在一些示例中，可以从制动器热模型直接预测冷却的时间。
制动器组件200的物理特性(例如，传热系数)可以存储在计算系统106的计算机可读的存储介质中，并且制动器组件200的物理特性(例如，传热系数)可以根据需要在控制器304正在根据冷却时间协调功能对制动操作进行控制时由控制器304来检索。
冷却时间协调功能将制动分布在制动器组件当中，使得每个制动器组件200大致同时达到调度温度阈值。例如，在根据冷却时间协调功能正在受控制的制动操作期间，可以首先使用具有最短的预测冷却时间的制动器组件200。冷却时间协调功能可以在制动操作期间对制动分配进行实时地调节。冷却时间协调功能可以通过每秒多次——由相应的温度传感器的抽样速率决定(up to)——对制动器组件200的温度进行抽样而快速重复地确定用于每个制动器组件200的冷却至调度温度阈值的时间并调节制动分配。在简单的示例中，可以首先使用第一给定的制动器组件200(连同其他制动器组件200一起)，因为该第一给定的制动器组件200具有最短的预测冷却时间。然而，在制动操作期间，可以改变正在使用的制动器组件的预测冷却时间，并且冷却时间协调功能可以从第一制动器组件200切换至现在具有较短的预测冷却时间的第二制动器组件200。
以这种方式对冷却的时间进行协调可以允许对在航班之间所需的等候时间(即，留港时间)进行预测并且可以减少总的等候时间。
应当理解的是，图4b图示了特定示例。在其他示例中，框412至框418可以以不同的顺序执行。例如，在接收到制动器组件200的状况的指示之后，可以确定制动器组件200中的至少一个制动器组件的温度是否高于调度温度阈值(即，可以在框410之后直接执行框416)，并且如果是，则该方法可以进行至框418，在该框418处，冷却时间协调功能被选择作为第二控制功能。如果未超过调度温度阈值，则该方法可以进行至框412，并且在满足热氧化限制标准的情况下进行至框414。在一些示例中，框412和框414可以被省去。在一些示例中，框416至框418可以被省去。
制动器状况指示器306还可以包括制动器磨损指示器310，并且制动器状况还可以包括制动器组件200的制动器磨损的量。替代性地或者另外，制动器状况指示器306还可以包括制动器热氧化状态指示器312，并且制动器状况还可以包括制动器组件200的热氧化状态。在以下示例中，制动器状况指示器306包括制动器磨损指示器310和热氧化状态指示器312。制动器磨损指示器310可以以与制动系统300中所包括的如前面所描述的其他指示器中的任何指示器类似的方式进行配置。控制器304可以接收来自制动器磨损指示器310的每个制动器组件200的制动器磨损的量。
制动器磨损指示器310可以包括用于对与制动器组件200中的每个制动器组件的磨损状态相关的参数进行测量的磨损传感器。磨损传感器可以对制动器盘202的长度L、制动器盘202的质量、或者可以从其推导出磨损状态的任何其他参数进行测量。磨损传感器可以具有任何合适的设计。例如，在制动器组件200被液压致动的情况下，磨损传感器可以包括配置成对制动器组件200的部件的线性移位(磨损)进行测量的线性可变差动变换器(LVDT)式传感器、或霍尔效应式传感器。这种线性位移传感器例如可以定位在制动器活塞壳体的后部上。在制动器组件200是包括电制动器控制器的电致动式制动器的示例中，制动器磨损可以作为电制动器控制器的一部分被测量。
制动器热氧化状态指示器312可以以与制动系统300中所包括的如前面所描述的其他指示器中的任何指示器类似的方式进行配置。控制器304可以接收来自制动器热氧化状态指示器312的每个制动器组件200的热氧化状态。在一些示例中，制动器热氧化状态指示器312可以利用在作为附件附于本申请中的较早的未公布的申请——即申请号1803203.7的GB专利——中所描述的方法和系统来确定每个制动器组件200的热氧化状态。例如，给定的制动器组件200的在制动操作之后的热氧化状态可以利用热氧化模型基于该给定的制动器组件200的在该制动操作之前的初始热氧化状态以及该给定的制动器组件200的关于时间的温度曲线来确定。制动器热氧化状态指示器312可以将给定的制动器组件200的最新的热氧化状态存储在计算机可读的存储介质(例如，作为计算系统106的一部分的计算机可读的存储介质)中，并且控制器304可以从所述计算机可读的存储介质中检索给定的制动器组件200的热氧化状态。
控制器304可以配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于调度温度阈值的情况下基于制动器组件200的制动器磨损的量和热氧化状态而选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二轮制动器控制功能。
如由框416所指示的，如果制动器组件200中的至少一个制动器组件的温度不高于调度温度阈值，则方法400可以进行至框420。如由框420所指示的，基于制动器组件200的制动器磨损的量和热氧化状态，方法400可以进行至框422或者框424。例如，如果制动器组件200的制动器磨损的量比制动器组件200的热氧化状态更大程度地提前达到，则方法400进行至框422。为了确定是给定的制动器组件200的制动器磨损的量还是给定的制动器组件200的热氧化状态更大程度地提前达到，可以将制动器磨损的量与该给定的制动器组件200的制动器磨损阈值进行比较并且可以将热氧化状态与该给定的制动器组件200的热氧化阈值进行比较。
制动器磨损阈值可以与制动器盘202的长度L相比于原始长度的减小量相关。在这种示例中，制动器磨损的量可以被表示为制动器盘202的长度减小量，该长度减小量已经作为原始长度的百分比出现。可以确定给定的制动器组件200的制动器磨损的量的百分比以及制动器磨损阈值的百分比。例如，如果制动器磨损阈值为22.6％并且制动器磨损量为11.3％，则制动器磨损量是制动器磨损阈值的50％。该百分比可以被用作给定的制动器组件200的制动器磨损被提前的程度的量度。
热氧化阈值可以与因热氧化而从给定的制动器组件200损失的质量的量(作为原始质量的百分比)相关。在这种示例中，给定的制动器组件200的热氧化状态可以被表示为因热氧化而已经发生的从该给定的制动器组件200损失的质量的量(作为原始质量的百分比)。可以确定给定的制动器组件200的热氧化阈值的百分比和热氧化状态的百分比。例如，如果热氧化阈值为5％并且给定的制动器组件200的热氧化状态为2％，则热氧化状态是热氧化阈值的40％。该百分比可以被用作给定的制动器组件200的热氧化状态被提前的程度的量度。
制动器磨损阈值和热氧化阈值可以被设定在下述等级处：在该等级处，可能需要对给定的制动器组件200(或给定的制动器组件200的部件)进行维修或更换。根据制动器组件200的物理特性，热氧化阈值可以在4％至6.5％的原始制动器质量损失的范围内。在一些示例中，热氧化阈值可以为5.7％的原始制动器质量损失。此外，根据给定的制动器组件200的特性，制动器磨损阈值可以是原始长度的22％至24％。引发维修或更换的长度减小可能取决于制动器的类型。在一些示例中，制动器盘的长度L的35mm至65mm的减小量可能引发维修或更换。对于原始长度L为约221mm的示例性盘而言，约50mm的长度减小量可能引发维修或更换。
在其他示例中，热氧化状态可以被表示为因热氧化而引起的原始质量损失的百分比(如前面所描述的)，并且制动器磨损的量可以被表示为因制动器磨损而引起的原始质量损失的百分比。在这种示例中，制动器磨损的量和热氧化状态可以直接进行比较，以确定制动器磨损的量和热氧化状态中的哪一者被更大程度地提前达到。
在具体描述的示例中，给定的制动器组件的制动器磨损的量的程度更大(在相应的阈值的50％处)。为了确定制动器组件200的热氧化状态或制动器磨损的量中的哪一者整体上被更大程度地提前达到，可以以在前面的描述中所描述的任何方式将在所有制动器组件200上的制动器平均磨损值与所有制动器组件200的平均热氧化状态进行比较。控制器304可以基于所有制动器组件200的整体比较结果而选择制动器磨损减少功能或者热氧化协调功能。
如果制动器组件200的制动器磨损的量整体上被更大程度地提前达到，则方法可以进行至框422。在框422处，控制器304选择制动器磨损减少功能作为第二控制功能。制动器磨损减少功能使制动器组件200被应用的次数被控制。在这种示例中，飞行器100包括多个制动器组件200。制动器磨损减少功能可以限定至少两个制动器组，每个限定的制动器组是所述多个制动器组件200的不同的子组。每个限定的制动器组可以定位在飞行器100上，使得每个限定的制动器组包括制动器组件的对称布置结构。该对称布置结构可以防止在应用制动器组时飞行器100偏离飞行器100的航线。
制动器磨损减少功能可以应用限定的制动器组中的一子组，以在制动操作期间提供制动。制动器磨损减少功能可以在限定的制动器组中的不同子组之间交替，以便减小制动器组件200中的每个制动器组件被用于进行制动应用的总次数。
应当理解的是，对于碳制动器的制动器磨损的量可能与制动应用的次数显著相关。因此，与在每次制动应用中应用所有制动器组件200的情况相比，减少给定的制动器组件200被用于进行制动应用的总次数可以减少随着时间变化的制动器磨损的量。
在一些示例中，如果制动器组件200中的至少一个制动器组件的温度不高于调度温度阈值(如在框416处所确定的)，则方法400可以直接进行至框422，以选择制动器磨损减少功能作为第二控制功能。在这种示例中，框420和424可以被省去。
如果在框420处制动器组件的热氧化状态整体上被更大程度地提前达到，则方法400可以进行至框424，并且控制器304可以选择热氧化协调功能作为第二控制功能，以便对制动操作进行控制。
热氧化协调功能使控制器304基于给定的制动器组件200的相应的热氧化状态相较于其他制动器组件200的相应的热氧化状态而对该给定的制动器组件200的应用进行控制。例如，给定的制动器组件200可以基于该给定的制动器组件200的氧化状态与其他制动器组件200的相应的热氧化状态相比被提前的程度而被应用。在一些示例中，所有制动器组件200可以具有相同的热氧化阈值。在这种示例中，不同的制动器组件的相应的氧化状态可以直接进行比较。在热氧化阈值在制动器组件当中不同的示例中，特定制动器组件的热氧化状态被提前的程度可以相对于该特定制动器组件的热氧化阈值来确定。
热氧化协调功能可以使控制器304对制动器组件200中的每个制动器组件进行控制，使得每个制动器组件200大致同时达到相应的氧化阈值。
例如，热氧化协调功能基于相应的热氧化状态而将制动分配在制动器组件200当中，使得每个制动器组件200大致同时达到相应的热氧化值。具有较小程度地提前达到的热氧化状态的制动器组件可以优先于具有较大程度地提前达到的热氧化状态的制动器组件而被应用。例如，可以将给定的制动器组件200的氧化状态与其他制动器组件200的相应的氧化状态进行比较。如果给定的制动器组件的热氧化状态相比于其他制动器组件的热氧化状态被更小程度地提前达到，则给定的制动器组件200可以优先于所述其他制动器组件200而被应用。
对制动器组件200的应用的这种控制可能导致具有较小程度地提前达到的热氧化状态的制动器组件200被使用并且进一步氧化(如果这些制动器组件达到足够高的温度)，而未被使用的制动器组件(由于更大程度地提前达到的热氧化状态)不会进一步氧化。因此，热氧化协调功能可以导致所有制动器组件200大致同时达到其相应的热氧化阈值，并且需要大致同时对制动器组件200中的全部或部分制动器组件进行维修或更换。这可以有利地允许改进的维护计划并且可以例如允许所需维护的更少的举例。
热氧化协调功能可以使控制器304基于制动器组件200中的每个制动器组件的如由制动器热氧化状态指示器312所指示的热氧化状态而对制动进行控制。在制动系统300不包括制动器热氧化状态指示器312的示例中，控制器304可以从与制动系统300分开的设备来接收制动器组件200中的每个制动器组件的热氧化状态，以便根据热氧化协调功能对制动进行控制。
在一些示例中，框410至框420可以被省去，并且控制器304可以在图4a中所示出的框408处根据制动器磨损减少功能而简单地控制制动操作。在一些示例中，框410至框422可以被省去，并且控制器304可以在图4a中所示出的框408处根据热氧化协调功能而简单地控制制动操作。控制器304可以配置成选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为第二控制功能。在一些示例中，框412至框418可以被省去，并且该方法可以从框410直接进行至框420。在一些示例中，框420可以被省去，并且可以仅包括框422和424中的一个框。
在一些示例中，图4b中所示出的各个框可以以不同的顺序执行，使得在框410之后直接执行框420。在这种示例中，如果制动器磨损的量被更大程度地提前达到，则该方法可以进行至框422，并且可以选择制动器磨损减少功能。在一些这种示例中，如果制动器组件200的热氧化状态被更大程度地提前达到，则该方法可以行进至框412，随后根据是否满足热氧化限制标准而进行至框414或框416。替代性地，在这种示例中，该方法可以从框420进行至框416，随后如果超过调度温度阈值，则进行至框418，如果未超过调度温度阈值，则进行至框412。
所描述的制动器控制功能中的任何制动器控制功能可以在不执行所描述的方法的情况下自行实现。例如，制动系统300可以不将飞行器100的速度与速度阈值进行比较并且可以不基于制动器组件200的状况来选择制动器控制功能。在这种示例中，制动系统300可以简单地利用所描述的制动器控制功能中的一个制动器控制功能来对制动操作进行控制，而不根据任何标准进行选择。例如，制动系统300可以根据热氧化协调功能对制动进行控制。在一些示例中，制动系统300可以根据冷却时间协调功能或任何其他所描述的功能而对制动进行控制。
所描述的制动器控制功能中的任一给定的制动器控制功能可以由制动系统实施，该制动系统至少包括实施该给定的制动器控制功能的必要特征。例如，可以提供用于飞行器的制动系统，该制动系统能够操作成根据相应的热氧化状态应用多个飞行器轮制动器。这种制动系统可以包括控制器，该控制器配置成基于多个制动器中的制动器的相应的热氧化状态相较于其他制动器的相应的热氧化状态而控制所述制动器的应用。这种制动系统可以包括热氧化状态指示器312，或者这种制动系统的控制器可以接收来自其他地方的所述多个制动器的热氧化状态。在这种示例中，控制器可以配置成控制所述多个制动器中的每个制动器，使得每个制动器大致同时达到相应的热氧化阈值。在该示例中，制动系统实施热氧化协调功能的示例。
在一些示例中，可以提供一种用于飞行器的制动系统，该制动系统能够操作成根据冷却至调度温度阈值的相应的时间来应用多个飞行器轮制动器。这种制动系统可以包括控制器，该控制器配置成基于制动器的冷却至调度温度阈值的相应的预测时间相较于其他制动器的冷却至调度温度阈值的相应的预测时间来控制制动器的应用。在该示例中，控制器可以配置成控制所述多个制动器中的每个制动器，使得用于所述多个制动器中的所有制动器的冷却至调度温度阈值的预测时间是大致相同的。在该示例中，制动系统实施制动器冷却时间协调功能的示例。
在飞行器操作期间，可以实时地执行所描述的方法中的全部或部分。例如，所描述的方法可以当飞行器100处于滑行阶段时和/或当发生制动操作时实时执行。例如，可以将飞行器速度与飞行器速度阈值重复地进行比较，并且可以将制动器组件200的状况与相关的标准和阈值(例如，热氧化限制标准、调度温度阈值等)重复地进行比较。例如，可以现场地(live)执行所描述的方法中的全部或部分，使得在制动操作期间控制功能——制动操作根据该控制功能受控制——被从一者切换成另一者。例如，在单个制动操作期间，飞行器的速度可以从高于飞行器速度阈值变成低于飞行器速度阈值。在该示例中，当实时执行所描述的方法时，控制器304可以从使用扭矩均衡功能切换成第二控制功能。应当理解的是，控制器304还可以在制动操作期间实时地从第二控制功能中的一个第二控制功能切换成另一第二控制功能(例如，从冷却时间协调功能切换成制动器磨损减少功能等)。
例如，可以快速重复地执行所描述的方法中的全部或部分，其中，以每秒多次——由相应的传感器和检测器的抽样速率决定——对飞行器速度、温度和/或其他制动器状况参数进行抽样。
应当理解的是，图4b的各方法框示出了可以作为框408的一部分执行的各方法框的特定示例。然而，图4b的各方法框可以以任何其他顺序执行。另外，可以省去图4b的各方法框中的一者或更多个方法框。
在一些示例中，当选择制动器磨损减少功能作为第二轮制动器控制功能时，控制器304根据第一轮制动器控制功能(即，扭矩均衡功能)和制动器磨损减少功能来控制轮制动操作。例如，当方法进行至框422并且选择制动器磨损减少时，控制器304可以同时根据扭矩均衡功能和制动器磨损减少来控制制动操作(即使飞行器的速度低于先前描述的速度阈值时，也是如此)。例如，在制动操作期间，控制器304可以选择给定的制动器组来提供制动。然后，控制器可以控制该制动器组内的制动器组件200，使得由被应用的制动器组件200所反应的扭矩根据任何前述示例被控制。
如所描述的，制动请求可以包括与所请求的制动强度有关的信息。在某些场景中，可能期望在不根据第二控制功能控制制动操作的情况下应用一些或所有制动器组件200。例如，在飞行员希望飞行器100立即停止或希望飞行器100的速度在短时间内降低的情况下，所请求的制动强度可以高于制动强度阈值。在所请求的制动强度高于制动强度阈值的情况下，控制器304可以停用第二控制功能中的正在被使用的那个第二控制功能并且使一些或所有制动器组件200(根据需要)提供所需的制动。例如，可以启用禁用的制动器组件中的一个或更多个禁用的制动器组件以提供所需的制动。在该示例中，控制器304可以根据扭矩均衡功能来控制制动操作。替代性地，控制器304可以不使用任何所描述的控制功能。
图5总结了确定飞行器起落架组件102的制动器比如飞制动器组件200的热氧化状态的示例性方法500。方法500包括基于制动事件之前的初始热氧化状态(这也被称为初始热氧化水平)和制动器相对于时间的温度曲线使用热氧化模型来确定制动器组件200在制动事件之后的热氧化状态。所确定的制动器组件200在制动事件之后的热氧化状态也被称为更新的热氧化状态。这是因为制动器组件200在制动事件之后的热氧化状态考虑由于制动事件而引起的初始热氧化状态的改变。
制动事件是与制动器组件200的应用有关的事件。例如，制动事件可以包括制动器组件200减缓或阻止飞行器100的一个或更多个应用。在一些示例中，制动事件可以是在制动器组件200连续被应用期间的时间的一部分。无论何时应用制动器组件200，制动器组件200的温度都可能升高。这是因为当应用制动器组件200来减小飞行器100的速度时，飞行器100的一些动能作为热被吸收到制动器组件200中从而引起其温度升高。因此，基于制动器组件200的温度变化可以确定是否已经应用制动器组件200。
在方法500的框502处，输入制动器组件200的温度曲线和初始热氧化状态。如上所阐述的，温度曲线指示温度随着时间的变化。输入的温度曲线例如可以与飞行器100的使用周期有关。例如，温度曲线可以针对飞行器100的整个使用周期，例如从在飞行之前飞行器100在离开口处的时间起至在飞行之后飞行器100在到达口处的时间。特别地，温度曲线可以指示针对在一个周期期间发生的所有制动事件的温度随时间的变化。在其他示例中，温度曲线可以不针对飞行器100的整个使用周期。例如，温度曲线可以针对单个制动事件或具有许多制动事件的周期的一部分。在一些示例中，属于特定使用周期的许多温度曲线可以用于确定制动器组件200在该使用周期之后的热氧化状态。
例如，温度曲线可以与已经发生的使用周期有关。换句话说，温度曲线可以包括在先前的使用周期期间来自飞行器100的温度传感器216的实际数据。在这样的示例中，温度曲线与真实数据有关。另一方面，在一些示例中，温度曲线可以是飞行器100的预测的将来使用周期的预测的温度曲线。在上下文中，制动事件可以是预测的将来制动事件。
制动器组件200的初始热氧化状态是制动器组件200在制动器事件之前的热氧化状态，更新的热氧化状态是针对该氧化状态而确定的。例如，对于安装在飞行器100中的新的制动器组件200，初始氧化状态可以指示为未氧化。在一些示例中，对于最新安装的制动器组件200的初始氧化状态可以由飞行器维修人员在安装时设定，并且可以指示如由执行安装的人员所评估的未氧化或者一些一定程度的氧化。在制动器组件200不是新的制动器组件的示例中，初始氧化状态可以是在执行的方法500的先前时刻处计算的氧化状态。在一些示例中，不是新的制动器或制动器部件可以被安装在飞行器100上。如果用于涉及制动器或制动器部件的所有先前的制动事件的温度曲线信息可用，则可以使用可用的温度曲线信息使用方法500或通过本文公开的其他方法来确定安装时的热氧化状态。
在方法500的框504处，使用热氧化模型来确定制动事件之后的热氧化状态(更新的热氧化状态)。例如，基于输入的温度曲线和制动器组件200的初始热氧化状态应用热氧化模型。例如，，热氧化状态指示预期从初始热氧化状态开始起热氧化状态针对各个温度随着时间如何改变。热氧化模型是制动器的热氧化演化的模型。例如，使用哪种热氧化状态可以取决于初始热氧化状态。下文对适当的热氧化模型的细节和选择进行进一步描述。在一些示例中，方法500可以在飞行器100的使用周期期间现场地执行。在现场地(即实时地或接近实时地)执行方法500的情况下，例如，所用的温度曲线可以来自温度传感器216迄今为止获取的温度数据。因此，在框504处，确定氧化状态如何从初始的氧化状态开始由于与所讨论的制动事件相关联的增加的温度而改变。
在确定了更新的热氧化状态之后，可以将初始热氧化状态设定为更新的热氧化状态。以这种方式，初始热氧化状态始终跟进所有先前的制动事件。在温度曲线涉及多于一个制动事件的示例中，可以再次执行方法500以确定在后续的制动事件之后的更新的热氧化状态。以这种方式更新初始热氧化状态可以确保用于后续的制动事件的初始热氧化状态考虑所有先前的制动事件。
在用于飞行器100的整个使用周期的温度曲线的示例中，可以执行方法500以确定在该使用周期内的每次制动事件之后的相应的更新的热氧化状态。应当理解的是，该处理可以相对于制动事件的时间顺序依次被执行。这是使得针对每次制动事件的更新的热氧化状态的确定可以从考虑所有先前的制动事件的起始点(初始热氧化状态)进行。
在方法500中，例如，可以基于高温间隔、初始热氧化状态以及热氧化率参数使用适当的热氧化模型来确定制动事件之后的更新的热氧化状态。
图6是示出可以作为方法500的一部分被执行的动作的方法600的流程图。例如，方法600涉及方法500的框504的更具体示例。框602与方法500的框502相同，其中输入制动器相对于时间的温度曲线以及制动器组件200的初始热氧化状态。在框604处，将温度曲线与一组温度标准进行比较。该组温度标准包括一组温度阈值。例如，该组温度标准可以包括400℃的第一温度阈值和750℃的第二温度阈值。在其他示例中，可以根据制动器组件200的物理性能使用不同的温度阈值。例如，温度曲线的比较可以按照包含在温度曲线中的温度数据的时间顺序依次进行。例如，可以将温度值与该组温度阈值进行比较，并且随后，可以将下一个温度值与该组温度阈值进行比较。
在框606中，确定是否满足一个或更多个温度标准。例如，如果没有超过任何温度阈值，则方法600结束。应当理解的是，制动器盘202的CC复合物的热氧化是在高温下最显著的过程。因此温度曲线与温度阈值组的比较识别了与可能导致热氧化的制动事件对应的高温事件。如上所提及，例如，制动事件是制动器组件200的应用。然而，高温事件是由于制动事件而引起的制动器组件的温度超过温度阈值中的至少之一的事件。例如，如果制动事件(即制动施加)期间，制动器组件200的温度保持在所有温度阈值之下，则在该制动事件期间没有高温事件发生。另一方面，如果制动事件期间制动器组件的温度超过温度阈值，制动事件中的超过温度阈值的部分可以被称为高温事件。如果超过多于一个温度阈值，则高温事件是制动事件中的超过最高温度阈值的部分。
可以基于以下温度来设定温度阈值：高于该温度，预期发生显著的热氧化量。因此，如果没有超过任何温度阈值，则结束方法600。这是因为在该示例中，没有发生引起用于热氧化的足够高的温度的制动事件。在这样的示例中，制动事件之后的更新的热氧化状态可以仅被设定为所讨论的制动事件之前的初始热氧化状态。
另一方面，如果超过温度阈值中的至少一个温度阈值，则在方法600的框608处，识别对应于所讨论的制动事件的高温事件。高温事件对应于温度曲线的高于超过的温度阈值中的最高温度阈值的部分。这是因为温度曲线的高于超过的阈值中的最高阈值的部分对应于制动事件的超过最高温度阈值的部分。参照图7对高温事件的识别进行描述。图7是图示了示例温度曲线的一部分的曲线图。在图7的曲线图中，纵轴表示制动器组件200的温度，而横轴表示时间。在该示例中，曲线部分702指示制动器组件200的温度超过第一温度阈值704和第二温度阈值706。在该示例中，高温事件被识别为曲线702中的高于第二温度阈值706的部分，因为第二温度阈值706是超过的最高温度阈值。
与高于第一温度阈值704但在第二温度阈值706以下发生的热氧化相比，在给定间隔的时间内，高于第二温度阈值706发生的热氧化量可以显著大。因此，在该示例中，不用考虑温度曲线在第二温度阈值706以下的部分。在其他示例中，例如，当方法600用于如以下进一步描述的现场氧化状态监测时，可以考虑两个温度阈值之间的温度曲线的部分。应当理解的是，图7的曲线仅是用于说明目的的示例的图示。
在框610处，将高温事件所占用的时间间隔确定为高温间隔。如上所提及，可以基于(除其他因素之外)高温间隔来确定更新的热氧化状态。在图7的示例中，高温间隔被确定为时间间隔708。
在框612处，针对高温间隔确定制动器组件200的高温事件值。高温事件值是归因于高温事件的温度的值。在一些示例中，高温事件值是在高温间隔期间的平均温度。下文在现场氧化监测的背景下描述作为平均温度的高温事件值的替代物。
在框614处，基于制动器的高温事件值和物理特性信息来计算氧化率参数。例如，可以基于如以下公式1所示的阿伦尼乌斯公式来确定用于热氧化反应的氧化率参数：
在公式1中，k(T)是热氧化率，A是指前常数，EA是制动器200的CC复合物部件的碳原子的活化能，R是通用气体常数并且T是温度。在该示例中，对于特定的高温事件，出于框614的目的，将公式1中的温度T设定为高温事件值。在该示例中，热氧化率k(T)是在框614处确定的氧化参数。活化能EA和指前常数A的值取决于制动器组件200(在该示例中，制动器盘202)的CC复合物的物理性能。例如，这些参数的值可以取决于密度、孔隙率、制造工艺、CC复合物结构中存在的污染物、部件的表面光洁度以及制动器组件200的表面镀层。活化能EA以及指前常数A的值还可以根据高温事件值和初始热氧化状态而改变。因此，为了确定氧化参数，可以基于制动器组件200的物理性能、高温事件值以及所讨论的制动事件之前的初始热氧化状态来选择活化能EA以及指前常数A的合适的值。
例如，活化能EA可以与温度反比例地相关。活化能EA可能在下述温度下变得较低：在该温度处，氧分子能够穿透制动器盘202的表面并且制动器盘202中更深的碳可以发生氧化。例如，可以针对在实施方法600之前考虑的制动器的不同的初始热氧化量、温度和物理特征以实验的方式确定活化能EA的合适的值以及指前因子A的合适的值。
图8是针对特定温度的制动器组件200的制动器盘的热氧化状态随着时间的演变的示例的曲线图。图8中的曲线图的纵轴表示热氧化的测量值，该测量值由热氧化状态Ox来表示。例如，热氧化状态Ox可以与制动器组件200因制动器盘202的热氧化所导致的质量损失成比例。演变曲线802示出了在特定温度下因热氧化所导致的质量损失的比例随着时间如何增长。应当注意的是，不同的演变曲线将表示针对不同的温度值的热氧化速率Ox随时间的变化。
在该示例中，热氧化状态Ox在热氧化状态水平804下方随着时间以与热氧化状态Ox在热氧化状态水平804上方进行的方式不同的方式变化。在该示例中，热氧化状态Ox(即，由于热氧化而导致的质量损耗)被示出为在氧化状态水平804下方随着时间非线性地增大，并且在氧化状态水平804的上方随着时间大致线性地变化。在该示例中，热氧化状态随着时间推移以加速速率增大，直到达到热氧化状态水平804为止。在已达到热氧化状态水平804之后，热氧化状态Ox随着时间的变化率保持大致恒定。图8的曲线图的在热氧化状态水平804下方的部分可以例如被视为第一热氧化区域、即区域1，并且图8的曲线图的在热氧化状态水平804上方的部分可以例如被视为第二热氧化区域、即区域2。
在一些示例中，取决于如由初始热氧化状态所指示的制动器组件200处于哪个热氧化区域中，可以使用不同的活化能EA值以及指前因子A值。
在框616处，基于在制动事件之前的初始热氧化状态来选择热氧化模型。热氧化模型描述了针对不同温度值的制动器组件200的热氧化状态Ox的演变。当初始热氧化状态处于区域1中时，可以选择描述了区域1中的热氧化状态Ox的演变的热氧化模型。当初始热氧化状态处于区域2中时，可以选择描述了区域2中的热氧化状态Ox的演变的热氧化模型。例如，可以针对区域1选择第一热氧化模型即模型1，并且可以针对区域2选择第二热氧化模型即模型2。描述了热氧化状态Ox随着时间的非线性变化的用于区域1的模型1可以由公式2来表示。描述了热氧化状态Ox随着时间的线性变化的用于区域2的模型2可以由下面的公式3来表示。
OX＝k(T)Xteq (3)
在上面的公式2和公式3中，k(T)是由公式1所定义的热氧化速率。参数teq是等效时间，该等效时间是其在温度T下为了达到热氧化状态Ox将花费的时间。参数n指的是公式阶次并且参数n依赖于被用在制动器组件200中的CC复合材料的特性。参数n可以例如针对使用特定CC复合材料的制动器以实验的方式确定。
在一些示例中，可以使用与公式2和公式3所描述的热氧化模型不同的热氧化模型。在一些示例中，可以使用下述单个热氧化模型：该单个热氧化模型描述了用于与制动器组件200相关的所有热氧化状态Ox的热氧化状态Ox的演变。在一些示例中，对于相应的热氧化状态Ox的范围，可以使用多于两个的热氧化模型。可以适当地进行修改方法600，以便使用这种替选的热氧化模型。例如，可以根据情况将与在方法600的该特定示例中所描述的输入不同的一组输入应用至热氧化模型。
将理解的是，一旦执行了框602，则可以在方法600的任何阶段被行框616，这是因为框616需要初始热氧化状态。
在框618处，基于高温间隔、初始热氧化状态和所确定的热氧化速率参数使用所选择的热氧化模型来确定用于高温事件的更新的热氧化状态。例如，确定在高温值时从零达到初始热氧化状态所花费的时间，并且将高温间隔与该时间相加，以便确定要在所选择的热氧化模型中使用的teq的值。将由此确定的teq的值以及热氧化参数输入到从上面的公式2和公式3中选择的公式中导致了制动器组件200在高温事件之后的更新的热氧化状态作为输出。
更新的热氧化状态可以被设定为新的初始热氧化状态，以用于针对温度曲线中的后续高温事件对方法600的后续使用。
在一些示例中，可以在制动事件正在发生的使用周期期间现场地执行方法500和/或方法600。在这种示例中，例如，可以对方法600的一部分进行修改以允许进行现场制动器氧化监测，并且温度曲线可以对应于现场测量的温度值。例如，可以按照方法600的框604连续地将温度传感器216提供的温度信息与所述一组温度标准进行比较，并且可以基本上在高温事件发生时识别高温时间。将理解的是，即使这种类型的氧化状态监测被描述为是现场的，但是这种类型的氧化状态监测实时进行的程度将取决于各种硬件和软件(例如，处理速度)的限制。例如，在由温度传感器216所测得的与高温事件相对应的温度值与导致制动器组件200的热氧化状态的更新的那些值之间可能存在时间延迟。
例如，高温事件可以被标识为温度曲线的比上面所描述的示例中部分更小的部分。再次参照图7，曲线部分702中的在由710所表示的时间间隔内出现的部分可以被认为是高温事件并且间隔710被认为是高温事件的高温间隔。在该示例中，高温事件值可以例如被认为是在高温间隔710的起点或末端处所测量的温度值、或者是所述两个温度值的平均值。与上面的示例不同，在现场监测的情况下，即使当温度超过第二温度阈值706时，也可以考虑温度曲线的介于第一温度阈值与第二温度阈值之间的部分。在现场监测的情况下，温度曲线的高于至少一个温度阈值的任何部分、比如由间隔710所表示的部分可以被识别为高温事件。将理解的是，这种修改可以允许制动器组件200的热氧化状态在与制动事件相对应的高温事件正在发生时被更新。在一些示例中，可以基于介于由温度传感器216所获得的后续温度测量值之间的时间来识别高温事件。例如，间隔710可以是介于由温度传感器216所获得的后续温度测量值之间的时间。
可以使用方法500和方法600，以便在飞行器100的实际使用周期之后或者在实际使用周期期间以现场的方式确定制动器组件200的热氧化状态。在这种示例中，这可以基于涵盖所述使用周期内的制动事件的一个或更多个温度曲线来进行。如上面所提到的，在一些示例中，关于实际上已经发生的使用周期，使用由温度传感器216所收集的温度曲线信息来确定的制动器组件200的热氧化状态。
另一方面，在一些示例中，方法500或方法600可以被用于预测在飞行器100的第一多个预测的将来使用周期之后的制动器组件200的将来热氧化状态。所述第一多个将来使用周期可以是下述若干周期：在所述若干周期之后，达到热氧化阈值。每个预测的将来使用周期可以包括相应多个制动事件。对于每个预测的将来使用周期而言，预测可以基于致动器组件200的相应的预测的温度曲线以及当前热氧化状态。当前热氧化状态例如是考虑到由制动器组件200所经历的所有先前制动事件的氧化状态。
例如，预测的温度曲线可以例如以时间次序被输入到方法500或方法600中，以确定制动器组件200的将来热氧化状态。预测的将来使用周期的该预测的温度曲线可以是基于用于飞行器100的先前的实际使用周期的先前温度曲线而预测的。例如，利用先前温度曲线的与着陆阶段相关的部分可以对用于将来使用周期的温度曲线的着陆阶段部分进行预测。为了预测将来热氧化状态的目的，当针对飞行器100的实际使用周期执行方法500或方法600时，可以将高温事件、高温事件值等存储在计算机可读取的存储介质中。
在一些示例中，来自先前周期的数据可能例如是不可用的，因为制动器组件200可能是新的。在一些示例中，可能没有可使用的足够的数据来可靠地预测用于预测的将来使用周期的温度曲线。在这种示例中，可以使用预定的温度曲线。所述预定的温度曲线可以是针对飞行器100的将来使用周期通常预期的曲线。
预测的温度曲线例如可以考虑飞行器100的将来飞行计划表。例如，飞行器100可以被预期在具有短跑道的飞行器场着陆，由此对于飞行器的预测的将来使用周期中的一些预测的将来使用周期，在着陆时候需要高能量(即，高温)制动。对于那些预测的将来使用周期，预测的温度曲线指示在着陆时的高能量制动。将理解的是，当对温度曲线进行预测时，可以将各种其他因素考虑在内，比如在预测的将来使用周期的各种阶段时的滑行时间、在滑行阶段与先前着陆阶段之间的等候时间等。
如上面所提到的，所述第一多个预测的将来使用周期可以是下述若干预测的将来使用周期：在所述若干预测的将来使用周期之后，预测的将来热氧化状态达到热氧化阈值。例如，在达到热氧化阈值的周期之后，对将来热氧化状态的预测可以停止。在一些示例中，只要达到热氧化阈值，则对将来热氧化状态的预测可以停止。热氧化阈值可以是下述氧化状态：在该氧化状态处，制动器组件200或制动器组件200的部件需要进行维修或更换。例如，制动器组件200在制动器组件的质量减小了介于4％与6.5％之间例如减小了5.7％的情况下可能需要维修，其中，所选择的百分比阈值可以例如根据原始制造的盘密度而变化。在该示例中，所述第一多个预测的将来使用周期是其对于因热氧化而导致的质量损失达到或超过例如5.7％(即在介于4％与6.5％的范围内)所花费的多个周期。
另一方面，在一些示例中，在下述一个预测的将来使用周期结束时，对将来热氧化状态的预测可以停止：在所述一个预测的将来使用周期期间，将来热氧化状态几乎接近于热氧化阈值，使得将来热氧化状态可以被预期在下一预测的将来使用周期期间达到热氧化阈值。在这种示例中，在所述第一多个预测的将来使用周期内，可以认为达到了热氧化阈值。这是因为：在实际中，具有被预期在恰好下一周期中在严格意义上达到热氧化阈值的制动器组件200的飞行器100将不被允许飞行，并且在这时可以进行与制动器组件200有关的维修或更换。
使用所述第一多个预测的将来使用周期，可以给出下述指示：该指示关于在制动器组件200或制动器组件200的部件因热氧化而需要维修或更换之前可以进行多少个使用周期。在所述第一多个将来周期中的最后一个将来周期期间严格地达到或超过热氧化阈值的示例中，在由于热氧化而需要维修或更换之前的周期数目可以被预测为比在所述第一多个中的周期的数目少一个。在当预期在所述第一多个之后的下一周期中达到热氧化阈值时对将来热氧化状态的预测停止的示例中，所述第一多个被认为是在因热氧化而需要维修和更换之前的周期的数目。
图9是方法900的流程图，该方法900使用制动器磨损模型基于由制动器组件200由于制动事件而吸收的能量的量以及制动器组件200的密度参数来确定由制动事件引起的制动器磨损量。针对所有制动事件可以确定制动器磨损量，在所有制动事件中，在涉及将导致制动器盘的表面磨损的摩擦的过程中，能量被输入到制动器组件200中。例如，制动器盘的由于摩擦所引起的磨损可以致使制动器盘202的长度随着制动器盘材料在摩擦的作用下损失而减小。
例如，制动器磨损量可以被针对不涉及任何高温事件的制动事件确定。对于方法900而言，制动事件可以例如基于温度曲线而被识别为制动器组件200的温度增大的事件。在一些示例中，制动事件可以基于制动器组件200已经被施加的指示而被简单地识别。例如，飞行器100的计算系统106可以检测制动器组件200何时被施加以及何时被释放。
在方法900的框902处，对在制动事件期间输入到制动器组件200的能量进行确定。输入到制动器组件200的能量例如可以在制动事件期间基于飞行器100的特性——比如飞行器100的质量、飞行器100在制动事件期间的速度等——来确定。由制动器组件200所吸收的能量可以基于飞行器100的这种特性通过确定飞行器100的动能来计算。例如，飞行器100的给定比例的动能可以由制动器组件200吸收，以减小飞行器100的动能。在一些示例中，输入到制动器组件200的能量可以基于由飞行器100的仪器108所获得的测量值来确定。例如，仪器108可以包括与轮104相关联的转速计，该轮104与制动器组件200相关联。在这种示例中，转速计对轮104的转速进行测量，并且由制动器组件200所吸收的能量可以利用转速相对于时间的变化来确定。
在其他示例中，如果制动器组件200的质量是已知的，则所吸收的能量可以在考虑制动器组件200的比热的情况下基于制动器组件200的温度的增加来确定。在一些示例中，制动器组件200的质量可以基于制动器组件200的根据上述方法所确定的热氧化状态来确定，这是因为：如上面所描述的，热氧化状态可以被表示为制动器组件200由于热氧化而引起的质量损失的量。
在方法900的框904处，对制动器组件200的密度参数进行确定。在考虑到质量损失的情况下，密度参数例如是指示制动器组件200的密度与原始密度相比而减小的参数。制动器组件200的密度可能例如由于热氧化而减小。将理解的是，热氧化导致了质量的减小，因为碳原子与氧起反应以形成二氧化碳或一氧化碳并且因此碳原子被从制动器盘202移除。然而，热氧化可能不一定改变制动器盘202的体积。这是因为，热氧化可能不会在制动器盘的特定表面上均匀地起作用而是可能在制动器盘内部达到一定深度发生。
密度参数可以被表示为(1-Ox)，其中，热氧化状态Ox被表示为介于0与1之间的数字。例如，制动器组件200的密度与在发生任何热氧化之前(即，当制动器组件200是新的时)的初始密度相比减小了一个因子(1-Ox)。因此，密度参数可以基于在制动事件之前的初始氧化状态来确定。
在一些示例中，制动器组件200的减小的密度可以基于由包括在仪器108中的仪器进行的测量来确定。例如，制动器组件200的质量可以基于由制动器组件200吸收的能量的量(例如，基于来自转速计的测量值)以及制动器组件200的随后的温度升高(例如，基于来自温度传感器216的测量值)来计算。制动器组件200的减小的密度可以基于制动器组件200的计算出的质量来确定。飞行器100可以包括与制动器组件200相关联的磨损销。通常，磨损销提供制动器的长度L减小的指示，因此提供制动器磨损的指示。例如，磨损销可以由地勤人员在周期之间检查，并且获取制动器组件200的更新的体积值。在一些示例中，可以存在测量制动器组件200的长度L的变化的其他方式。例如，可以为制动器组件200提供长度传感器，以及/或者可以使用电致动的制动器。可以基于减小的长度L来确定更新的体积值并且用于根据质量确定减小的密度。在单个循环期间，出于计算密度参数的目的，制动器组件200的体积变化可能是微不足道的，并且可以在多个周期之后获取更新的体积。根据减小的密度，可以确定密度参数。
在方法900的框906处，使用基于由制动器组件200吸收的能量和来自框904的密度参数的制动器磨损模型来确定由制动事件引起的制动器磨损量。例如，制动器组件200在磨损事件期间由于磨损而损失的质量使用下面的公式4的制动器磨损模型来确定。
在上面的公式4中，m磨损是在制动事件期间由于磨损而损失的质量，E制动器是由制动器组件200吸收的能量，并且W、X、Y和Z是常数。常数W、X、Y和Z例如可以通过实验预先确定，并且可以根据制动器组件200的特性而变化。制动事件的制动器磨损量可以基于质量在制动事件期间由于制动器磨损的减小而被确定为制动器组件200的长度L的减小。
如上所述，在一些示例中，初始热氧化速率用于确定密度参数。在这些示例中，当发生制动事件——在制动事件期间也发生高温事件——时，初始热氧化状态可以用于确定框906。这是因为制动器磨损比热氧化在更短的时间段发生。
针对制动事件确定的制动器磨损量可以与制动器组件200的所有先前制动事件的制动器磨损量相加，以便确定总的制动器磨损量。
例如，方法900可以在发生制动事件期间现场执行，或者使用来自使用周期的相关数据在已经发生的该使用周期内现场执行。还可以使用方法900以在飞行器100的第二多个预测的将来使用周期之后预测制动器组件200的将来的制动器磨损量。第二多个预测的将来使用周期可以是其之后达到热氧化阈值的多个周期。每个预测的将来使用周期可以包括相应的多个制动事件。例如，可以针对第二多个预测的将来使用周期中的每个制动事件执行方法900。可以将来自这些制动事件中的每个制动事件的磨损量相加以预测第二多个预测的将来使用周期的将来的制动器磨损量。对于每个预测的将来使用周期，预测可以基于在相应的制动事件期间由制动器吸收的能量的预测量以及制动器的用于相应的制动事件的相应的预测密度参数。例如，可以识别制动事件并且用于这些制动事件的由制动器组件200吸收的能量基于预测的温度曲线来确定。在其他示例中，所吸收的能量的预测的量可以基于来自先前周期的数据。如果制动器组件200是新的，或者不能获得足够的先前数据，则可以预先确定预测的能量的量。
为了预测将来的制动器磨损量，方法900可以与方法500或600结合使用。在这些示例中，正好在每个预测制动事件(例如，预测的将来制动事件)之前的最新的初始热氧化状态是已知的。以这种方式，制动器组件200的质量以及因此的密度参数可以使用在所讨论的将来制动事件之前的初始热氧化来确定。
如上所述，第二多个预测的将来使用周期可以是其之后预测的将来制动器磨损量达到制动器磨损阈值的多个预测的将来周期。例如，可以在达到制动器磨损阈值的周期之后停止对将来制动器磨损量的预测。在一些示例中，一旦总制动器磨损量达到制动器磨损阈值，就可以停止对将来制动器磨损量的预测。制动器磨损阈值可以是制动器磨损的总量，在该总量处需要维修或更换制动器组件200或制动器组件200的部件。例如，在制动器组件比如图2的制动器组件200的长度L根据例如盘的类型和其初始的制造密度减小了比方说22％至24％的情况下，制动器组件可能需要维修。对于具有大约221mm的初始长度L的示例性盘而言，长度减小约50mm可能引起维修或更换。在该示例中，第二多个预测的将来使用周期是总制动器磨损量达到或超过例如50mm(同样，对于具有大约221mm的长度L的初始盘而言)所需的周期的数目。
另一方面，在一些示例中，将来制动器磨损量的预测可以在预测的将来使用周期结束时停止，在该预测的将来使用周期期间，总制动器磨损量接近制动器磨损阈值，使得在下一个预测的将来使用周期期间可以预期总制动器磨损量达到制动器磨损阈值。在该示例中，可以认为在第二多个预测的将来使用周期内达到制动器磨损阈值。这是因为，实际上，在下一周期中在严格意义上预期达到制动器磨损阈值的具有制动器组件200的飞行器100将不被允许飞行并且与制动器组件200相关的维修或更换可能在该点处发生。
通过使用第二多个预测的将来使用周期可以给出有关在制动器组件200或制动器组件200的部件由于制动器磨损而需要维修或更换之前可以进行多少次使用周期的指示。在其中第二多个将来周期的最后一个周期期间严格达到或超过制动器磨损阈值的示例中，由于制动器磨损而需要维修或更换之前的周期的数目可以被预测为比第二多个预测的将来使用周期中的周期的数目少一个。在其中当在第二多个预测的将来使用周期之后的下一个周期中预期达到制动器磨损阈值时停止对将来的制动器磨损量的预测的示例中，第二多个预测的将来使用周期被视为在需要进行维修或更换之前的周期的数目。
图10是用于在达到热氧化阈值和制动器磨损阈值中的一者之前确定良好的将来使用周期的数目的方法1000的流程图。良好的将来使用周期的数目是在达到热氧化阈值或制动器磨损阈值中的一者之前的其余的使用周期的数目。可以针对若干个预测的将来使用周期执行方法1000，直到达到阈值中的第一个阈值为止。方法1000包括预测在预测的将来使用周期之后的将来的热氧化状态和将来的制动器磨损量，并且在达到热氧化阈值和制动器磨损阈值中的一者的情况下，在达到阈值中的任一阈值之前确定良好的将来使用周期的数目。在未达到阈值中的一个阈值的情况下，对下一个预测的将来使用周期执行预测。如在以上示例中那样，每个预测的将来使用周期包括多个制动事件。对于每个预测的将来使用周期而言，预测基于制动器的相应的预测温度曲线、当前热氧化状态、在相应的制动事件期间由制动器吸收的能量的预测量、以及制动器的用于相应的制动事件的相应的预测密度参数。
良好的将来使用周期的数目是其之后需要维修或更换制动器组件200或制动器组件200的部件的周期的数目。应当理解的是，当首次达到热氧化阈值或制动器磨损阈值中的一者时，可以执行与制动器组件200有关的维修或更换。首先达到那个阈值可以例如取决于飞行器100在使用期间的处理方式及其飞行计划表。例如，如果飞行器100的计划表涉及飞往大多数具有长跑道、短滑行路线等的机场，则可能首先达到制动器磨损阈值。这是因为，在该示例中，制动器组件200的温度可能不经常超过与热氧化相关的任何温度阈值。另一方面，飞行器100可能经常经历高能量制动(例如，由于短跑道)，从而导致温度高于与热氧化相关的阈值。在该示例中，可能首先达到热氧化阈值。
在方法1000的框1002处，预测在预测的将来使用周期之后的将来热氧化状态。将来热氧化状态的预测如上文所述地那样进行，例如，使用基于所讨论的预测的将来使用周期的预测温度曲线的适当热氧化模型。在方法1000的框1004处，预测在相同的预测的将来使用周期之后的将来制动器磨损量。如上所述在方法900的背景下执行预测。
在方法1000的框1006处，判定是否达到热氧化阈值和/或制动器磨损阈值。例如，如果达到热氧化阈值，则方法1000前进到框1008，在框1008处，在达到热氧化阈值或制动器磨损阈值中任一者之前确定良好的将来使用周期的数目，并且方法1000结束。例如，如果在给定数目的预测将来使用周期之后严格达到或超过热氧化阈值，则良好的将来使用周期的数目比给定数目少一个。例如，如果预期在下一个预测的将来使用周期中达到热氧化阈值，则将良好的将来使用周期的数目确定为目前为止已经执行方法1000的预测的将来使用周期的数目。
另一方面，如果确定达到制动器磨损阈值，则该方法前进到框1008，其中确定良好的将来使用周期的数目，并且方法1000结束。例如，如果在给定数目的预测将来使用周期之后严格达到或超过制动器磨损阈值，则良好的将来使用周期的数目比给定数目少一个。例如，如果预期在下一个预测的将来使用周期中达到制动器磨损阈值，则将良好的将来使用周期的数目确定为目前为止已执行方法1000的预测的将来使用周期的数目。
例如，如果达到两个阈值，则方法1000前进到框1008，其中在达到热氧化阈值或制动器磨损阈值之前确定剩余的良好的将来使用周期的数目，并且该方法1000结束。在该示例中，如果在给定数目的预测将来使用周期之后严格达到或超过阈值中的至少一者，则良好的将来使用周期的数目比给定数目少一个。否则，良好的将来使用周期的数目被确定为目前为止已经执行方法1000的预测的将来使用周期的数目。
如果未达到制动器磨损阈值，则方法1000进行到框1010，并且对于下一个预测的将来使用周期而言重复框1002到1010。
以这种方式，可以基于首先达到热氧化阈值和制动器磨损阈值中的哪一个来预测良好的将来使用周期的数目。这是因为一旦达到这些阈值中的第一个阈值，制动器组件200可能需要维修或更换，或者制动器组件200的部件可能需要维修或更换。应当理解的是，例如，在达到热氧化阈值而不是制动器磨损阈值的情况下，不会继续使用制动器组件200。还应该理解的是，方法1000的框1004可以以任何适合的顺序执行。例如，可以在框1002之前执行框1004，和/或可以在框1006之前执行框1010。
一种或更多种上述方法，即方法500、600、900、1000或它们的任何变型(例如，氧化或制动器磨损的现场确定、或将来热氧化状态或将来制动器磨损的预测等)可以由飞行器100的计算系统106的处理器例如基于存储在计算系统106的计算机可读存储介质中的指令执行。例如，监测热氧化状态(在使用周期之后或现场地)可以由计算系统106的处理器执行。替代性地或另外，监测制动器磨损(在使用周期之后或现场地)可以由计算系统的处理器执行。替代性地或除了这些示例中的任何一个示例之外，可以由计算系统106的处理器执行与将来热氧化状态和/或将来制动器磨损状态有关的预测。可以例如使用来自仪器108的数据来执行这些方法。例如，可以使用由温度传感器216测量的温度数据。在预测的情况下，将来的温度曲线和/或其他预测数据可以由计算系统106的处理器预测。替代性地，可以在不在飞行器100上的计算系统上确定用于预测的数据，并且可以将该数据存储在计算系统106的计算机可读存储介质中。
可以生成用于执行上述过程的全部或部分指令以及/或者可以使用任何适合的软件或软件组合来执行过程。在一个示例中，“MATLAB”和/或“SCADE”可以用于生成用于各个处理器的全部或部分指令，以执行任何上述过程。在其他示例中，可以使用其他软件包。例如，可以使用任何适合的编程语言、开发环境、软件包等。编程语言的其他示例包括PYTHON、C++、C、JAVASCRIPT、FORTRAN等。
要注意的是，除非另有明确说明，否则本文所使用的术语“或”应解释为意为“和/或”。尽管已经在上文参照一个或更多个优选示例描述了本发明，但应当理解的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

Claims (37)

1.一种用于飞行器的制动系统，所述制动系统能够操作成根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮致动器控制功能应用一个或更多个飞行器轮制动器，所述制动系统包括：
飞行器速度指示器；和
控制器，所述控制器配置成：
在由所述飞行器速度指示器指示的飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一轮制动器控制功能控制所述飞行器的轮制动操作；以及
在所述飞行器速度没有超过所述速度阈值的情况下至少根据第二轮制动器控制功能控制所述飞行器的所述轮制动操作。
2.根据权利要求1所述的制动系统，包括制动器状况指示器，其中，所述控制器配置成根据所述一个或更多个飞行器轮制动器的状况从所述多个轮制动器控制功能选择所述第二轮制动器控制功能。
3.根据权利要求2所述的制动系统，其中，
所述制动器状况指示器包括制动器温度特性指示器；以及
制动器状况包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性。
4.根据权利要求3所述的制动系统，其中，
所述控制器配置成基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的所述温度特性而选择所述第二轮制动器控制功能。
5.根据权利要求4所述的制动系统，其中，
所述温度特性包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度；以及
所述控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度高于调度温度阈值的情况下选择制动器冷却时间协调功能作为所述第二轮制动器控制功能。
6.根据权利要求5所述的制动系统，其中，
所述制动器冷却时间协调功能使由所述飞行器轮制动器中的每个飞行器轮制动器提供的制动的量被控制，使得用于所述一个或更多个飞行器轮制动器中的所有飞行器轮制动器的冷却至所述调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的制动系统，其中，
所述控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的所述温度特性满足热氧化限制标准的情况下选择热氧化限制功能作为所述第二轮制动器控制功能。
8.根据权利要求7所述的制动系统，其中，
所述热氧化限制功能使所述至少一个飞行器轮制动器被禁用。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的制动系统，其中，
所述控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于所述调度温度阈值的情况下选择制动器磨损减少功能作为所述第二轮制动器控制功能。
10.根据权利要求9所述的制动系统，其中，
所述制动器磨损减少功能使所述一个或更多个飞行器轮制动器应用的次数被控制。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的制动系统，其中，
所述制动器状况指示器还包括制动器磨损指示器和制动器热氧化状态指示器；并且
所述制动器状况还包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量以及所述一个或更多个飞行器轮制动器的热氧化状态。
12.根据权利要求11所述的制动系统，其中，
所述控制器配置成在至少一个飞行器轮制动器的温度低于所述调度温度阈值的情况下基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的所述制动器磨损的量和所述热氧化状态而选择所述制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为所述第二轮制动器控制功能。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的制动系统，其中，所述控制器配置成当选择所述制动器磨损减少功能作为所述第二轮制动器控制功能时根据所述第一轮制动器控制功能和所述制动器磨损减少功能来控制所述轮制动操作。
14.根据任一前述权利要求所述的制动系统，其中，
所述第一轮制动器控制功能是扭矩均衡功能。
15.根据权利要求14所述的制动系统，其中，
所述扭矩均衡功能使所述轮制动操作被控制，使得由被应用的所述一个或更多个飞行器轮制动器反应的扭矩的分布在所述飞行器上和/或所述飞行器的一部分上关于所述飞行器的行进方向是对称的。
16.根据权利要求1所述的制动系统，其中，
所述控制器配置成选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为所述第二控制功能。
17.一种飞行器，包括：
一个或更多个飞行器轮制动器；和
根据权利要求1至16中的任一项所述的制动系统，所述制动系统设置成应用所述一个或更多个飞行器轮制动器。
18.一种根据多个轮制动器控制功能中的至少一个轮制动器控制功能应用一个或更多个飞行器轮制动器的方法，所述方法包括：
接收来自飞行器速度指示器的飞行器速度的指示；
在由所述飞行器速度指示器指示的所述飞行器速度超过速度阈值的情况下至少根据第一轮制动器控制功能控制飞行器的轮制动操作；以及
在所述飞行器速度没有超过所述速度阈值的情况下至少根据第二轮制动器控制功能控制所述飞行器的所述轮制动操作。
19.根据权利要求18所述的方法，包括：
接收来自制动器状况指示器的所述一个或更多个飞行器轮制动器的状况的指示；以及
根据所述一个或更多个飞行器轮制动器的所述状况从所述多个轮制动器控制功能选择所述第二轮制动器控制功能。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，
所述制动器状况指示器包括制动器温度特性指示器；以及
制动器状况包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度特性。
21.根据权利要求20所述的方法，包括：
基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的所述温度特性而选择所述第二轮制动器控制功能。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，
所述温度特性包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的温度；
所述方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度高于调度温度阈值的情况下选择制动器冷却时间协调功能作为所述第二轮制动器控制功能。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，
所述制动器冷却时间协调功能使由所述飞行器轮制动器中的每个飞行器轮制动器提供的制动的量被控制，使得用于所述一个或更多个飞行器轮制动器中的所有飞行器轮制动器的冷却至所述调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
24.根据权利要求21至23中的任一项所述的方法，其中，
所述方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度特性满足热氧化限制标准的情况下选择热氧化限制功能作为所述第二轮制动器控制功能。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，
所述热氧化限制功能使所述至少一个飞行器轮制动器被禁用。
26.根据权利要求22至25所述的方法，其中，
所述方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于所述调度温度阈值的情况下选择制动器磨损减少功能作为所述第二轮制动器控制功能。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，
所述制动器磨损减少功能使所述一个或更多个飞行器轮制动器应用的次数被控制。
28.根据权利要求26或权利要求27所述的方法，其中，
所述制动器状况指示器还包括制动器磨损指示器和制动器热氧化状态指示器；以及
所述制动器状况还包括所述一个或更多个飞行器轮制动器的制动器磨损的量以及所述一个或更多个飞行器轮制动器的热氧化状态。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，
所述方法包括：在至少一个飞行器轮制动器的温度不高于所述调度温度阈值的情况下基于所述一个或更多个飞行器轮制动器的所述制动器磨损的量和所述热氧化状态而选择所述制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为所述第二轮制动器控制功能。
30.根据权利要求26至29中的任一项所述的方法，包括：当选择所述制动器磨损减少功能作为所述第二轮制动器控制功能时，根据所述第一轮制动器控制功能和所述制动器磨损减少功能控制所述轮制动操作。
31.根据权利要求18至30中的任一项所述的方法，其中，
所述第一轮制动器控制功能是扭矩均衡功能。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，
所述扭矩均衡功能使所述轮制动操作被控制，使得由被应用的所述一个或更多个飞行器轮制动器反应的扭矩的分布在所述飞行器上和/或所述飞行器的一部分上关于所述飞行器的行进方向是对称的。
33.根据权利要求18所述的方法，包括：
选择制动器磨损减少功能或热氧化协调功能作为所述第二控制功能。
34.一种用于飞行器的制动系统，所述制动系统能够操作成应用多个飞行器轮制动器，所述制动系统包括：
控制器，所述控制器配置成：
基于所述多个制动器中的制动器的相应的热氧化状态相较于其他制动器的相应的热氧化状态来控制所述制动器的应用。
35.根据权利要求34所述的制动系统，其中，所述控制器配置成：
控制所述多个制动器中的每个制动器使得每个制动器大致同时达到相应的热氧化阈值。
36.一种用于飞行器的制动系统，所述制动系统能够操作成应用多个飞行器轮制动器，所述制动系统包括：
控制器，所述控制器配置成：
基于所述多个制动器中的制动器的冷却至调度温度阈值的相应的预测时间相较于其他制动器的冷却至所述调度温度阈值的相应的预测时间来控制所述制动器的应用。
37.根据权利要求36所述的制动系统，其中，所述控制器配置成：
控制所述多个制动器中的每个制动器，使得用于所述多个制动器中的所有制动器的冷却至所述调度温度阈值的预测时间是大致相同的。
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