CN110510107A

CN110510107A - 具有单件式和可拆卸主模块的用于飞行器的方向舵脚蹬

Info

Publication number: CN110510107A
Application number: CN201910429774.9A
Authority: CN
Inventors: B.格兰; M.德凯尔戈莫
Original assignee: Airbus Operations SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2019-11-29
Also published as: EP3572318B1; EP3572318A1; US11548618B2; FR3081437A1; US20190359319A1

Abstract

本发明涉及一种具有单件式和可拆卸主模块的用于飞行器的方向舵脚蹬。方向舵脚蹬（1）包括至少设置有踏板（8A、8B）和经受维护的所有元件的主模块（9），所述主模块（9）是单件式，且相对于集成到飞行器的驾驶舱（2）的地板（11）内的支撑框架（10）可拆卸，从而通过允许在局部水平和总体水平两者上的快速干预，尤其在部件失效的情形中，关于其可维护性呈现显著的灵活性。

Description

具有单件式和可拆卸主模块的用于飞行器的方向舵脚蹬

技术领域

本发明涉及用于飞行器、尤其用于运输机的方向舵脚蹬（rudder bar），以及涉及包括此方向舵脚蹬的飞行器。

在飞行器上，方向舵脚蹬是允许飞行员和副飞行员控制方向舵和机制动器的机械设备。

方向舵脚蹬包括踏板和一组可移动部件，该可移动部件根据由一个或多个飞行员施加到踏板的移动类型控制飞行器的方向舵或制动器。

背景技术

在飞行器上（主要在客机上）使用的方向舵脚蹬是集成到驾驶舱的地板上的方向舵脚蹬。

为了操作，方向舵脚蹬必须包括大量的部件（铰链、连接杆、枢轴等）。尤其由于该大量的部件，这种常规的方向舵脚蹬是复杂的。

由于方向舵脚蹬的大小及架构，拆开方向舵脚蹬是大体不可设想的（除非在极端的环境中）。

在不容易拆开的常规方向舵脚蹬的情况下，在干预的情形中，必须清理仅需要维护的显著体积。而且，在飞行器的常规鼻锥体中是可能的这种拆开在新一代鼻锥体中变得不可能，在新一代鼻锥体中，专用于这些功能的体积被故意压缩，以便通过增加有效负载体积而实现获益。

在方向舵脚蹬的内部部件中的一个或者多个失效的情形中，常规的方向舵脚蹬关于其可维护性不表现出显著的灵活性。

发明内容

本发明提供允许克服该缺点的方向舵脚蹬。其涉及用于飞行器的方向舵脚蹬，所述方向舵脚蹬至少包括踏板和功能组。

根据本发明，所述方向舵脚蹬包括至少设置有所述踏板和所述功能组的主模块，所述主模块是单件式且可拆卸的。

在本发明的范围内，“单件式模块”理解为是单一或者整体块（即，其对应于单一物体）的模块。

因此，借助于主元件到可拆卸的单一主模块中的集成，方向舵脚蹬在其可维护性方面、尤其在其内部部件中的一个或多个失效的情形中表现出显著的灵活性。这允许克服前述缺点。

在优选实施例中，为了集成所有功能，所述主模块包括中心模块，中心模块包括基部模块和电子模块，电子模块可拆卸地安装在基部模块上。

有利地，在安装位置中，电子模块经由前定心元件和后附接元件刚性地连接至基部模块。

而且，有利地：

- 基部模块设置有至少一个接近舱口；和/或

- 电子模块设置有至少一个接近舱口。

此外，在优选实施例中，主模块还包括两个踏板模块，所述踏板模块中的每一个设置有踏板，所述踏板模块可拆卸地安装在基部模块的两侧上，所述踏板模块中的每一个安装在基部模块的相关联的侧向面上。

有利地，基部模块在每一个侧向面上设置有导引轨道，导引轨道被构造成接合固定在相关联的踏板模块上的循环滚珠轴承组。

有利地，基部模块设置有在所述基部模块的侧向面中的至少一个上的至少一个接近舱口。

而且，有利地，方向舵脚蹬包括集成到主模块的中心模块内的PFTU（踏板感觉和配平单元）类型的踏板感觉和补偿单元。

有利地，踏板感觉和补偿单元包括如下元件中的至少一些：离合器螺线管、轴离合器、补偿马达、方向舵脚蹬轴位置传感器、补偿轴位置传感器、感觉弹簧。

而且，有利地，中心模块包括借助于专用（快速）的锁定/解锁系统安装的至少一个部件。

在特定实施例中，所述锁定/解锁系统包括：

- 旨在接收部件的壳体，所述壳体设置有单一接近开口和布置在与接近开口相对的端处的导引轴；以及，

- 封闭设备，其以铰接方式安装且能够至少部分关闭所述接近开口以及能够锁定安装在壳体中的部件。

而且，在特定实施例中，方向舵脚蹬还包括旨在集成到飞行器的地板中的至少一个弯曲的支撑框架，且所述主模块被构造成能够使用移动单元在弯曲的支撑框架上移动和定位。

有利地，移动单元包括导引系统，导引系统设置有两个导引轨道，导引轨道安装在支撑框架上且与旋转地安装在主模块下方的辊轮接合。

本发明还涉及飞行器、尤其涉及运输机，其设置有如上文中所述的方向舵脚蹬。

附图说明

附图将清楚地示出如何能够产生本发明。在这些图中，相同的附图标记表示类似的元件。更具体地：

- 图1示出在地面上的包括根据本发明的一个实施例的方向舵脚蹬的飞行器的侧视图；

- 图2是从后方观察的安装在支撑框架上的方向舵脚蹬的透视图；

- 图3是从前方观察的方向舵脚蹬的透视图；

- 图4是从后方观察的方向舵脚蹬的透视图，对于该方向舵脚蹬，踏板模块从中心模块分离；

- 图5是从后方观察的方向舵脚蹬的中心模块的透视图；

- 图6是与图3类似的图，其中，壁示出为透明的，以便示出布置在方向舵脚蹬的中心模块的内侧的元件和部件；

- 图7A至图7D示出在锁定/解锁系统中的方向舵脚蹬的部件的安装期间的各种连续步骤；以及，

- 图8和图9分别是支撑框架的侧向示意图和透视示意图。

具体实施方式

图1示出飞行器AC，在该情形中为运输机，飞行器AC包括驾驶舱2，根据本发明的方向舵脚蹬1布置在驾驶舱2中（如在该图1中高度示意性示出）。飞行器AC还包括方向舵3和在飞行器AC的一组主起落装置的轮5上的制动器4。

图2示出方向舵脚蹬1，方向舵脚蹬1旨在通过集成到驾驶舱2的地板11中而布置在飞行器AC的驾驶舱2中。

在本发明的范围内，“后方”和“前方”方向相对于飞行器AC的纵向方向限定，即，对于“前方”（如在图2、3和4中由箭头E1所示），沿飞行器AC的飞行（或者移动）方向朝向飞行器AC的前方（沿着在图1中的箭头E2的方向），以及对于“后方”（如在图3中由箭头E3所示），沿与飞行器AC的飞行（或者移动）方向相对的方向朝向飞行器的后方。

而且，在本说明书的范围内，术语“下”、“上”、“低”和“高”沿正交于飞行器的水平平面P（由称为纵向方向的方向和由称为侧向方向的方向限定）的竖直方向Z限定，所述平面P平行于驾驶舱2的地板，如在图3中所示。

更具体地：

- 沿着飞行器的纵向轴线限定纵向方向；

- 竖直方向Z与纵向方向形成被称为竖直平面的平面，其平行于飞行器的竖直对称平面；以及，

- 侧向方向正交于所述纵向和竖直方向，侧向方向与纵向方向形成平行于驾驶舱2的地板11（图2）的平面P。

常规上，飞行器AC的方向舵脚蹬1是一种控制部件，方向舵脚蹬1在飞行期间允许飞行员控制方向舵3（图1）以便对飞行器的偏航轴线起作用，并且当所述飞行器在地面上移动时为飞行器AC提供制动。

旨在用于常规运输机的方向舵脚蹬1包括在图2和图3中示出的激活组件6，激活组件6能够由飞行器的飞行员（例如高级飞行员或副飞行员）激活。为此目的，方向舵脚蹬1包括一对踏板7。该对踏板7包括两个踏板8A和8B，其旨在由飞行员的两只脚（分别是右脚和左脚）激活。

对于由两个飞行员引航的飞行器，方向舵脚蹬1包括两个激活组件6，诸如例如在图2和图3中示出的那些，这两个激活组件6按照常规构造，以便旨在用于飞行员中的一个（例如，副飞行员）的踏板始终处于与旨在用于另一飞行员（例如，高级飞行员）的那些踏板处于相同的位置。

根据本发明，所述方向舵脚蹬1包括主模块9，该主模块9至少设置有所述踏板8A和8B和将在此后描述的功能组。而且，根据本发明，所述主模块9是单件式，即，其作为单一块产生并且其是整体的（当对应于单一物体时）。

在本发明的范围内，“功能组”理解为在方向舵脚蹬中固有的所有功能。

如在图2中所示，方向舵脚蹬1还包括旨在集成到飞行器的地板11中的至少一个弯曲的支撑（和导引）框架10和被构造成能够如由双箭头F所示使用移动单元12（下文中参考图8和图9描述）在弯曲的支撑框架10上移动和定位的主模块9。

在飞行之前，主模块9由用户调整就位。如下文中说明的，该调整能够被电气地执行。

移动单元12还允许为主模块9完成相对于支撑框架10的可拆卸连接。在优选实施例中，支撑框架10设置有主模块9在其上移动的弯曲的上部面13（如在图2中所示），其表现为弯曲的凹入形状。

在本发明的范围内，词语“可拆卸”意味着一部分能够被移除、抽出，而且也能放回其位置中。

在优选实施例中，如在图2至图5中所示，所述主模块9包括用于集成功能组的的中心模块14，该中心模块14包括下基部模块15和上电子模块16。

电子模块16可拆卸地安装在基部模块15上。

在特定实施例中，电子模块16经由前定心元件和后附接元件（未示出）刚性连接至基部模块15。

因此，借助于主元件到单一主可拆卸模块9内的集成，尤其在方向舵脚蹬1的内部部件中的一个或多个失效的情形中，方向舵脚蹬1在其可维护性方面表现出显著的灵活性。

为了从支撑框架10抽取主模块9，能够实施如下操作：

- 将可移动主模块9定位在尾端位置中；

- 抽取电子模块16；

- 断开前电气连接件；

- 如果存在两个组合的方向舵脚蹬（操纵、制动），通过作用于设置在后方部分中的快速释放和防泄漏连接件来断开液压连接件；以及，

- 朝向飞行员座椅抽取主模块9通过后部。

能够根据如下两个选项中的一个执行该抽取：

- 水平抽取可移动主模块9，直到释放前辊轮46为止（图3），其中，要求飞行员座椅（未示出）朝后方移动；

- 水平抽取可移动主模块9，直到释放后辊轮为止，然后通过在导引轨道中产生的舱口（未示出）朝上释放前辊轮46（图3），以及抽取整个组件通过顶部，其中不要求飞行员座椅朝后方移动。

主模块9减少的质量允许单一操作员（诸如维护人员）执行抽取。

为了完成该抽取，操作员能够坐在飞行员座椅上，以直接观察和接近操作员必须对其工作的各种元件。

方向舵脚蹬1的全部主模块9或者其主部件（或者子-组件）（此后描述的可移动中心模块14或踏板模块）能够利用新的可移动模块替代。

如下文中解释的，方向舵脚蹬1的架构简化了干预（快速和简单的直接抽取），以及允许完成主模块9的替换，这在维护操作要求超过非专家操作员的资质水平的资质时能够证明是必需的。

踏板脚蹬1的主模块9的相对简单的抽取还允许考虑其拆开，以便接近该组件所安装的区域。更一般而言以及如下文中说明的，不管干预的水平（局部或者总体）如何，方向舵脚蹬1允许快速干预。

如下文中解释的，经受维护的所有元件被合并在同一个可移动和可拆卸的组件上，即，所述主模块9。而且，如下文中说明的，在主模块9中，所有最重要的元件或部件（下文中说明的1级重要性）在维护方面被合并到同一高度可接近的牢固封闭件中，同时确保其非常简单的现场替换。对于元件的剩余部分（下文中说明的重要性2级），说明了主模块9的完全拆开能力，从而允许简单且迅速的执行拆开，目的是主模块的组件或主要子-组件（尤其诸如踏板模块）的标准更换。

尤其，为了允许抽取部件，基部模块15设置有接近舱口17和18，如在图5中所示。

而且，电子模块16也设置有至少一个接近舱口19。

能够在中心模块14上设置其他接近舱口，诸如在图5中以示例的方式示出的舱口17至18。

而且，在电子模块16崩溃的情形中，所述模块还能够由新的电子模块替代。能够例如使用“齿条形（racking）”类型的两个螺钉或者螺母在后面处以及使用自定心连接件以及定心和固持销在前面处附接电子模块16。

电子模块16能够非常迅速地拆开。该拆开优选地涉及如下步骤：

- 将主模块9定位在尾端位置处用于更好的靠近；

- 断开如下元件：

·在后面上，与可移动中心模块14断开后方电气接口（高度可接近的常规附接）；

·在前面上，“齿条形”类型的连接件块和定心销，从而允许盲连接和机械定心；

使用专用把手（未示出）的电子模块16的朝后方抽取。

而且，在优选实施例中，主模块9还包括两个踏板模块20A和20B，如尤其在图3和图4中示出。这些踏板模块20A和20B中的每一个设置有踏板8A和8B中的一个。

而且，每个踏板模块20A、20B能够可拆卸地连接至方向舵脚蹬1的剩余部分，且尤其连接至中心模块14。每个踏板8A、8B因此获得单一踏板模块20A、20B，踏板模块能够容易地从方向舵脚蹬1分离。这尤其允许简化和促进一个或多个踏板模块20A、20B的操纵和替换。

在优选实施例中，中心模块14（以及尤其其基部模块15）在其每个侧向面21和22上设置有两个导引轨道23（每个设置有支承导轨），如尤其在图3和图4中示出。这些导引轨道23在每个侧向面21和22上彼此平行布置，一个朝向中心模块14的底部，且另一个朝向中心模块14的顶部。

这些导引轨道23被构造成与循环滚珠轴承组24接合。这些组24固定在关联的踏板模块20A、20B上，且被构造成能够在导引轨道23的支承导轨中移动。这些组24形成踏板模块20A、20B的连接系统25的部分。

中心模块14的基部模块15在侧向面21和22上设置有用于连接至踏板模块20A和20B的接近舱口18。

连接系统25还允许踏板模块20A、20B从所述中心模块9的简单和快速的抽取，踏板模块20A、20B可拆卸地安装在所述中心模块9上。

尤其对于替代有缺陷的踏板模块20A、20B，该抽取操作能够是必需的。还能够实施该操作以经由例如在侧向面21和22上设置的接近舱口（诸如在图5中示出的舱口18）接近中心模块14的内部部件，诸如部件26（图6）。

中心模块14包括大体由参考符号26表示的多个部件。

在优选实施例中，中心模块14至少且优选地包括多个部件26，其每次借助于专用（快速）锁定/解锁系统28安装。

在图7A至7D中示出的特定实施例中，锁定/解锁系统28包括：

- 旨在接收部件26的壳体29，所述壳体29设置有单一接近开口30和布置在与接近开口30相对的端部32处的导引轴31；以及，

- 封闭设备33，其以铰接方式安装且能够关闭接近开口30以及锁定安装在壳体中的部件26。

部件26插入到该锁定/解锁系统28内包括如下步骤：

- 如在图7A中由箭头H所示，促使部件26朝向壳体29且逐渐引入其；

- 将部件26的端销34预导引到导引轴31中，从而允许执行机械导引，如在图7B中所示；

- 以两个接合的连接元件35和36之间的电气连接件电气插入，连接元件35和36分别连接至部件26和至电气连接件37，如在图7C中所示，以及，同时使封闭设备28的围绕铰链27枢转的枢转门38倾斜；

- 通过将部件26的端销39插入到设置在枢转门38中的协作的壳体40中来机械定心，以及例如使用螺钉41锁定枢转门38，如在图7D中所示。

能够由封闭板42的布置紧固封闭设备33的附接（包括，例如，旨在接收螺钉41的头部的额外壳体）。

从图7D的情况至图7A的情况，能够沿与上文中描述的插入相对的方向执行部件26的抽取。

如上文描述的，锁定/解锁系统28因此允许部件26的简单和快速的插入和/或抽取。锁定/解锁系统28特征在于：

- 在上部部分中的附接，其高度可见且高度可接近；

- 单一附接螺钉41（最小工具和时间）；

- 在插入时在导引轴31中预导引的部件26；

- 在提供旋转自由度的限制的功能机械接口上的机械定心；

- 盲定心和电气插入；以及，

- 经由枢转门38通过按压然后锁定来锁定仅剩余的自由度。

为了从中心模块14抽取部件26，仅仅需要执行如下：

- 拆开一个或多个接近舱口或舱口17、18、19（例如由螺钉和定心销附接）。舱口还满足结构功能。一旦就位，这些舱口实际上为中心模块14整体提供扭转刚度；

- 如由在图6中的箭头G示意性示出的，直接且简单地抽取中心模块14的所考虑的部件26。如果附接元件容易可接近，使用常规的螺钉附接解决方案（装配在基部上的利用螺钉拧紧的装备）。另外，使用上文中描述的锁定/解锁系统28。

而且，在优选实施例中，方向舵脚蹬1包括PFTU（踏板感觉和配平单元）类型的踏板感觉和补偿单元，其被集成到主模块9的中心模块14内，如在图6中由一般参考符号43所示。

作为说明，踏板感觉和补偿单元43尤其包括：

- 轴离合器螺线管PA（“配平”）；

- 轴离合器PA（“配平”）；

- 轴配平马达PA；

- 方向舵脚蹬轴位置传感器；

- 配平轴位置传感器；

- 正常的感觉弹簧（feel spring）；

- 感觉弹簧PA（配平轴）；

- PFTU输入杠杆；以及，

- 电子管理模块。

而且，在特定实施例中，在图8和图9中示出，允许主模块9由支撑框架10移动的移动单元12在支撑框架10上包括导引系统44。该导引系统44包括（单一）轨道组，其由两个相对的和接合的侧导引轨道45形成。这两个导引轨道45在支撑框架10的侧向壁（沿轴X）的相对的内部面上，朝向支撑框架10的上部面布置。所述导引轨道45中的每一个呈具有优选地大于两米的直径的圆的圆弧的形式。

而且，移动单元12包括旋转地安装在主模块9的基部模块15下方的辊轮46。优选地，移动单元12包括四个辊轮46，其大致定位在基部模块15的下部壁的四个角落中，并且被构造成能够在两个相对的侧导引轨道45中成对移动。导引辊轮46集成到基部模块15的前面47和后面48中。辊轮46固定在增强柱49中，增强柱49刚性地连接至面47和48的机械增强的下部区域50和51。而且，辊轮46布置成以便其旋转轴线52（图8）总是沿着对应于所描述轨迹的圆且更具体地对应于导引轨道45的曲率的圆的半径取向，而不考虑其在沿导引轨道45移动期间的位置如何。

移动单元12还包括调整系统（未示出），调整系统能够由操作员、尤其是飞行员优选地电气控制。该调整系统被构造成允许经由使用导引系统44的移动调整主模块9在支撑框架10上的位置。

对于如上文描述的方向舵脚蹬1，显著地改善了经受维护（主要在有缺陷的情形中的替换）的所有部件和装备的可维护性。

为此目的，相关的元件分类成两个类别，分别称为1级和2级。更具体地：

- 1级，其合并必须尽可能迅速地执行维护的部件26和装备。该1级包括是最敏感的装备的、经受直接的失效且直接连接到飞行器系统（诸如系统的管理电脑）的部件和电气装备（马达、传感器、螺线管等）；以及，

- 2级，就其本身而言，合并其他装备和部件，其主要是被认为在维护方面不那么重要的机械元件或装备（功能或辅助）以及液压元件或装备（可靠性更大，不直接连接到飞行器系统）。

为此目的，提供如下：

- 将要求维护的所有元件（1级和2级）合并到同一个可移动元件，即所述主模块9、和用于促进所述主模块9的拆开的器件；

- 将所有1级元件合并到相同的牢固和高度可接近的封闭件中，即，主模块9的所述中心模块14内，以便最佳维持这些元件以及促进每个单元在现场的拆开能力。

因此，两种场景是可能的：

- 根据第一场景，在1级电气部件存在的问题的情形中，其在现场使用简化和快速的部件抽取程序替代，如在图6中由箭头G示意性示出；

- 根据第二场景，在2级部件存在问题的情形中，使用用于抽取所述主模块9的简化和快速程序拆开主模块9。

在将要求快速维护的所有装备安装在可移动模块上或者其中的情况下，这允许在这些元件上发生事故的情形中的不同类型的干预，且因此有助于可维护性。就其本身而言，固定的支撑框架10具有结构功能以便用于支撑和导引可移动元件。

Claims

1.一种用于飞行器的方向舵脚蹬，所述方向舵脚蹬（1）至少包括踏板（8A、8B）和功能组，所述方向舵脚蹬包括主模块（9），所述主模块（9）至少设置有所述踏板（8A、8B）和所述功能组，所述主模块（9）是单件式和可拆卸的，

其中，为了集成所述功能组，所述主模块（9）包括中心模块（14），所述中心模块（14）包括基部模块（15）和电子模块（16），所述电子模块（16）可拆卸地安装在所述基部模块（15）上。

2.根据权利要求1所述的方向舵脚蹬，其中，在安装位置中，所述电子模块（16）经由前定心元件和后附接元件刚性地连接至所述基部模块（15）。

3.根据权利要求1和2所述的方向舵脚蹬，其中，所述基部模块（15）设置有至少一个接近舱口（17、18）。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，所述电子模块（16）设置有至少一个接近舱口（19）。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，所述主模块（9）还包括两个踏板模块（20A、20B），所述踏板模块（20A、20B）中的每一个设置有踏板（8A、8B），所述踏板模块（20A、20B）可拆卸地安装在基部模块（15）中的两侧上，所述踏板模块（20A、20B）中的每一个安装在所述基部模块（15）的相关联的侧向面（21、22）上。

6.根据权利要求5所述的方向舵脚蹬，其中，在所述侧向面（21、22）中的每一个上，所述基部模块（15）设置有导引轨道（23），所述导引轨道（23）被构造成与固定在相关联的踏板模块（20A、20B）上的循环滚珠轴承组（24）接合。

7.根据权利要求5和6中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，所述基部模块（15）设置有在所述基部模块（15）的所述侧向面（21、22）中的至少一个（22）上的至少一个接近舱口（18）。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，其包括集成到所述主模块（9）的中心模块（14）中的踏板感觉和补偿单元（43）。

9.根据权利要求8所述的方向舵脚蹬，其中，所述踏板感觉和补偿单元（43）包括如下元件中的至少一些：离合器螺线管、轴离合器、补偿马达、方向舵脚蹬轴位置传感器、补偿轴位置传感器、感觉弹簧。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，所述主模块（9）的中心模块（14）包括借助于专用锁定/解锁系统（28）安装的至少一个部件（26）。

11.根据权利要求10所述的方向舵脚蹬，其中，所述锁定/解锁系统（28）包括：

- 旨在接收所述部件（26）的壳体（29），所述壳体（29）设置有单一接近开口（30）和布置在与所述接近开口（30）相对的端部（32）处的导引轴（31）；以及，

- 封闭设备（33），其以铰接方式安装且能够至少部分关闭所述接近开口（30）并且锁定安装在所述壳体（29）中的部件（26）。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的方向舵脚蹬，其中，其还包括旨在集成到所述飞行器（AC）的地板（11）内的至少一个弯曲的支撑框架（10），并且所述主模块（9）被构造成能够使用移动单元（12）在所述弯曲的支撑框架（10）上移动和定位。

13.根据权利要求12所述的方向舵脚蹬，其中，所述移动单元（12）包括导引系统（44），所述导引系统（44）设置有两个导引轨道（45），所述导引轨道（45）安装在所述支撑框架（10）上且与旋转地安装在所述主模块（9）下方的辊轮（46）接合。

14.一种飞行器，其中，其包括根据权利要求1至13中的任一项所述的方向舵脚蹬（1）。