CN112937516B - 飞机刹车风扇控制方法以及飞机刹车风扇控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞机刹车风扇控制方法以及飞机刹车风扇控制系统。飞机刹车风扇控制方法为对飞机的刹车风扇的启停进行控制的方法，其特征在于，包括如下的步骤：检测飞机的刹车装置的刹车温度，并判断检测到的所述刹车温度是否超过高温阈值；当判断为刹车温度超过所述高温阈值时，获取所述刹车装置自然冷却需要的所需降温时间，并且根据目标机场的机场信息获取飞机在该目标机场的预计过站时间；以及当所获取的所述预计过站时间小于所述所需降温时间时，启动所述刹车风扇对所述刹车装置进行冷却。由此，能够降低电源功耗、提高刹车碳盘的寿命，在满足飞机快速过站的前提下提供刹车装置降温的最佳控制策略。

Description

飞机刹车风扇控制方法以及飞机刹车风扇控制系统

技术领域

本发明涉及飞机刹车冷却领域，尤其涉及一种飞机刹车风扇控制方法以及使用这种飞机刹车风扇控制方法对刹车风扇的启停进行控制的飞机刹车风扇控制系统。

背景技术

随着机场航班密度的提高、机场拥挤程度的增加，有时飞机在着陆后和起飞前在跑道上的滑行时间较长，在这种情况下会致使每个飞行循环刹车装置所吸收的能量增加，从而引起刹车装置的刹车温度升高。为了避免因刹车装置的刹车温度过高而影响飞机快速过站，需要及时将刹车装置降温来确保飞机的过站时间。

针对这种刹车温度升高的问题，通常，航空公司为了确保较短的过站时间而要求飞行员在飞机刹车过程中或者刹车停稳后使用空调车吹风、氮气瓶降温或刹车风扇降温之类的降温方法对刹车装置进行降温。

在商业运营飞机中采用的较为普遍的降温方法是在飞机刹车系统中增加刹车风扇。例如，在空客系列飞机中典型的搭载有刹车风扇的飞机刹车系统架构中，飞机刹车系统中的刹车控制单元接收来自安装于刹车装置的温度传感器的刹车温度信号。当刹车温度信号过高时，刹车系统向位于驾驶舱侧的飞行员发出超温告警并点亮刹车风扇开关的告警灯，提示飞行员开启刹车风扇开关。在飞行员开启刹车风扇开关之后，由刹车控制单元综合轮载信号的状态信息来判断是否启动刹车风扇进行吹风冷却。

在现有的这种飞机刹车系统中对刹车风扇的启停控制需要由驾驶舱侧的飞行员根据提示的超温告警信息来进行。因此，在这种启停控制方法中，存在增加飞行员在着陆、滑行过程中的负担、以及基于人工的控制而无法精确地控制刹车风扇的启停时间的问题。此外，还存在因飞行员忘记关闭刹车风扇开关而造成刹车风扇长时间的无效运行、增加飞机的功耗的问题。

另外，在现有的上述飞机刹车系统中，通常，只要刹车温度超过了规定阈值就发出超温告警，促使飞行员启动刹车风扇，因此，即便在飞机的过站时间足够长，通过刹车装置的自然冷却也能够满足过站要求的情况下，仍旧采用吹风冷却的方式对刹车装置进行冷却。然而，根据针对刹车碳盘性能的研究结果可知，通过自然冷却和吹风冷却这两种方式对刹车碳盘寿命的影响差别较大，采用自然冷却方式时的刹车碳盘的寿命更高。因此，在仅通过自然冷却即能够满足过站要求而不需要通过刹车风扇进行吹风冷却的情况下，采用刹车风扇进行冷却会降低刹车碳盘的寿命，增加电源的功耗，还会增加发生轮胎爆破的风险。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够根据实际的机场信息来控制刹车风扇的启停的飞机刹车风扇控制方法以及使用该飞机刹车风扇控制方法的飞机刹车风扇控制系统。

为了达到该目的，本发明提供一种飞机刹车风扇控制方法，其为对飞机的刹车风扇的启停进行控制的方法，包括如下的步骤：检测飞机的刹车装置的刹车温度，并判断检测到的所述刹车温度是否超过高温阈值；当判断为刹车温度超过所述高温阈值时，获取所述刹车装置自然冷却需要的所需降温时间，并且根据目标机场的机场信息获取飞机在该目标机场的预计过站时间；以及当所获取的所述预计过站时间小于所述所需降温时间时，启动所述刹车风扇对所述刹车装置进行冷却。

根据本发明的一种优选方式，在获取飞机的预计过站时间的步骤中，包括如下的步骤：根据所述目标机场的机场信息获取目标跑道信息以及停机位信息；根据所获取的所述目标跑道信息以及所述停机位信息计算出飞机的预计滑行距离以及预计滑行时间；以及根据所获取的所述预计滑行距离以及所述预计滑行时间计算出飞机的预计过站时间。

根据本发明的一种优选方式，所述目标跑道信息为飞机降落后的降落跑道或者飞机起飞前的起飞跑道的跑道信息。

根据本发明的一种优选方式，在获取所述所需降温时间的步骤中，包括如下的步骤：获取包含在开始刹车时的飞机速度、刹车压力或刹车电流、刹车温度、油门杆信息以及环境温度在内的第一刹车状态信息；以及根据所获取的所述第一刹车状态信息计算出所述所需降温时间的步骤。

根据本发明的一种优选方式，所述第一刹车状态信息还包括所述刹车装置所具有的刹车碳盘的温度特性。

根据本发明的一种优选方式，当判断为所述刹车温度超过所述高温阈值时，还执行如下的步骤：判断驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关是否开启；以及当判断为所述刹车风扇开关未开启时，生成允许所述刹车风扇开启的刹车风扇开关开启指令。

根据本发明的一种优选方式，在所述启动所述刹车风扇的步骤中，包括如下的步骤：获取包含飞机速度、轮载信息、油门杆信息和上位锁信息或/及下位锁信息在内的第二刹车状态信息；判断所获取的第二刹车状态信息是否满足启动刹车风扇的规定条件；以及当判断为所述第二刹车状态信息满足所述规定条件时，启动所述刹车风扇对所述刹车装置进行冷却。

根据本发明的一种优选方式，所述规定条件包括所述飞机速度低于速度阈值、所述轮载信息表示飞机的起落架落在地面上、所述油门杆信息表示油门杆处于慢车位、和所述上位锁信息表示上位锁未锁止或/及所述下位锁信息表示将落在地面上的起落架锁止。

根据本发明的一种优选方式，所述第二刹车状态信息还包括表示驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关是否开启的刹车风扇开关开启指令，所述规定条件还包括刹车风扇开关开启指令表示允许所述刹车风扇开启。

根据本发明的一种优选方式，当所述刹车风扇开关开启指令表示未允许所述刹车风扇开启时，将所述刹车风扇开关开启指令设为允许所述刹车风扇开启。

根据本发明的一种优选方式，在所述启动所述刹车风扇的步骤之后，还包括如下的步骤：当检测到的所述刹车温度降到比所述高温阈值低的低温阈值以下时，关闭所述刹车风扇，或者当启动所述刹车风扇的时间超过规定时间时，关闭所述刹车风扇。

本发明还提供一种飞机刹车风扇控制系统，其具备：刹车风扇，其用于对飞机的刹车装置进行吹风冷却；以及刹车控制单元，其使用上述飞机刹车风扇控制方法对所述刹车风扇的启停进行控制。

根据本发明的上述飞机刹车风扇控制方法以及飞机刹车风扇控制系统，由于能够根据实际在目标机场的航班需求来控制刹车风扇的启停，并且在判断为仅通过刹车装置自然冷却的方式就能够满足飞机的过站时间的情况下不启动刹车风扇来进行吹风冷却，所以能够降低电源功耗、提高刹车碳盘的寿命，由此，能够在满足飞机快速过站的前提下提供刹车装置降温的最佳控制策略，提高飞机的经济性指标。另外，根据本发明的上述飞机刹车风扇控制方法以及使用该飞机刹车风扇控制方法的飞机刹车风扇控制系统，能够自动启动刹车风扇，从而减轻了飞行员的操作负担，提高了飞机的操作性能。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1是示意性示出本发明的飞机刹车风扇控制系统的框图。

图2是示出基于本发明的飞机刹车风扇控制方法的控制刹车风扇的启停的流程图。

图3是示出基于本发明的飞机刹车风扇控制方法的控制刹车风扇的启停的流程图。

图4是示出基于本发明的飞机刹车风扇控制方法的控制刹车风扇的启停的流程图。

图5是示出基于本发明的飞机刹车风扇控制方法的控制刹车风扇的启停的流程图。

其中，附图标记说明如下：

110飞机刹车风扇控制系统

111刹车控制单元

112刹车风扇

120刹车装置

具体实施方式

接下来将参照附图详细描述本发明的发明构思。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。

图1示意性示出本发明的飞机刹车风扇控制系统的框图。飞机刹车风扇控制系统110具备：用于对飞机的刹车装置120进行刹车风扇112；以及用于对该刹车风扇的启停进行控制的刹车控制单元111。

飞机刹车风扇控制系统110通过刹车控制单元111使用本发明的飞机刹车风扇控制方法，在飞机着陆于目标机场之后在着陆跑道上滑行或者飞机在起飞前在起飞跑道或者滑行道上等待调度、转场的情况下，根据目标机场的实际航班需求提供对刹车装置的优异的控制策略。

本发明的飞机刹车风扇控制方法如图2所示。首先，在飞行员对飞机进行刹车之后，通过安装在刹车装置120上的温度传感器以规定时间间隔检测该刹车装置120的刹车温度的变化(步骤S210)。

当在步骤S220中判断出检测到的刹车温度没有达到超温阈值时，刹车控制单元111判定为无需启动刹车风扇，刹车装置120能够通过自然冷却的方式来降温。并返回至步骤S210仅需检测刹车温度。超温阈值表示刹车温度升高至可能会影响飞机正常派遣的临界点，可以根据实际经验值来设置，例如可以设为300℃。

当判断出检测到的刹车温度超过超温阈值时，刹车控制单元111获取刹车装置120采用自然冷却的方式来降温时需要花费的时间、即所需降温时间，并且刹车控制单元111根据目标机场的机场信息来获取飞机在该目标机场预计的过站时间、即预计过站时间(步骤S230)。此后，在步骤S240中判断所获取的预计过站时间是否小于所需降温时间，由此来判断是否仅通过刹车装置120的自然冷却就能够满足飞机在该目标机场的预计过站时间，从而无需启动刹车风扇进行强制冷却。

当预计过站时间在所需降温时间以上时(在步骤S240中判断为“否”)，则认为刹车装置120的自然冷却能够满足飞机在该目标机场的正常过站，从而不启动刹车风扇112(步骤S260)。反之，当预计过站时间小于所需降温时间时(在步骤S240中判断为“是”)，则认为刹车装置120采用自然冷却的方式无法满足飞机的正常过站，从而将刹车风扇112启动来对刹车装置进行强制冷却。

图3示出了获取飞机在目标机场的预计过站时间的具体流程。当判断出检测到的刹车温度超过超温阈值而需要获取飞机的预计过站时间时，首先，获取飞机着陆后或者起飞前所在的目标机场的机场信息(步骤S2210)。接着，根据目标机场的信息获取包括飞机在着陆后的着陆跑道或者在起飞前的起飞跑道的目标跑道信息以及飞机的停机位信息(步骤S2211)。然后，刹车控制单元111根据所获取的目标跑道信息以及停机位信息来计算出飞机的预计滑行距离以及所述预计滑行时间，在此基础上根据针对该目标机场积累的大数据信息计算出本飞机的预计过站时间(步骤S2212和S2213)。

图3还示出了获取刹车装置的所需降温时间的具体流程。首先，刹车控制单元111接收在开始刹车时的飞机速度、通过液压刹车进行刹车时对刹车装置120作用的刹车压力或通过电刹车进行刹车时对刹车装置120作用的刹车电流、从温度传感器检测到的当前的刹车温度、以及从环境传感器检测到的环境温度等信息，另外，刹车控制单元111还可以检测当前的油门杆是否是位于减速刹车的慢车位(步骤S2220)。然后，刹车控制单元111在获取这些会影响刹车状态的信息之后，结合本飞机所搭载的刹车碳盘的温度特性曲线来计算出刹车装置自然冷却时的所需降温时间。

以上述方式，刹车控制单元111能够获取飞机的预计过站时间和刹车装置的所需降温时间并对两者进行比较来判断是否启动刹车风扇，由此，能够根据实际在目标机场的航班需求来控制刹车风扇的启停，并且在判断为仅通过刹车装置自然冷却的方式就能够满足飞机的过站时间的情况下不启动刹车风扇来进行吹风冷却，从而能够降低电源功耗、提高刹车碳盘的寿命。因此，能够提供刹车装置降温的最佳控制策略，提高飞机的经济性指标。

此外，为了确保刹车风扇112的准确启动，如图4所示，在判断为预计过站时间小于所需降温时间的情况下，刹车控制单元111还进一步对飞机速度、轮载信息、油门杆信息以及上/下位锁信息等影响刹车状态的信息进行逻辑运算来判断是否需要启动刹车风扇112(步骤S2410)。例如，可以将飞机速度低于速度阈值、左侧或者/以及右侧的轮载信息表示至少左右有一侧的起落架落在了地面上即与地面接触、飞机的油门杆位于慢车位、以及上位锁没有锁止或/及下位锁将落在地面上的起落架锁止来作为启动刹车风扇的条件。

刹车控制单元111当进行逻辑运算的结果为当前上述启动刹车风扇的条件全部满足时，向未图示的风扇驱动器输出刹车风扇启动指令，来启动刹车风扇，从而对刹车装置进行吹风冷却。

在本实施方式中，无需飞行员对驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关进行操作，飞机风扇刹车控制系统基于上述飞机风扇刹车控制方法能够在满足规定条件的情况下自动启动刹车风扇，从而减轻了飞行员的操作负担。另外，为了便于飞行员掌握刹车风扇的开启情况，在启动刹车风扇之后，可以将驾驶舱侧显示刹车风扇开关状态的刹车风扇开关指示灯点亮。来提示飞行员刹车风扇已开启。

此外，也可以在判断为刹车装置的刹车温度超过高温阈值(300℃)时提示飞行员开启在驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关。如图4所示，在步骤S220判断为“是”的情况下向位于驾驶舱侧的飞行员发出超温告警并点亮刹车风扇开关的告警灯，同时检测飞行员是否开启了驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关(步骤S2230)。当检测到飞行员开启了刹车风扇开关时，刹车控制单元111从由检测刹车风扇开关状态的传感器获取允许所述刹车风扇开启的刹车风扇开关开启指令(步骤S2231)。当检测到刹车风扇开关未被开启时，刹车控制单元111自动生成刹车风扇开关开启指令，并且将其传送至驾驶舱控制面板来点亮刹车风扇开关指示灯(步骤S2232)。此时，刹车控制单元111还可以将是否获取了刹车风扇开关开启指令来作为判断是否启动刹车风扇的条件。

另外，上述对飞行员是否开启了的刹车风扇开关的检测也可以在步骤S240中判断为预计过站时间小于所需降温时间之后再进行。

接下来，对本发明的飞机刹车风扇控制方法的控制刹车风扇的停止的流程进行说明。

如图5所示，在启动刹车风扇对刹车装置进行吹风冷却之后，监控刹车温度是否降温至低温阈值(步骤S270)，此处的低温阈值也可以根据实际经验值来设置，例如可以设为150℃。检测到刹车温度降至低温阈值以下时，认为刹车温度已经不会对飞机正常出动造成不良影响，从而关闭刹车风扇，停止其对刹车装置进行吹风。

另外，当启动刹车风扇的时间超过了规定时间(例如可设为50分钟)时，刹车控制单元111判断为可能是温度传感器等发生了故障，在该规定时间内刹车风扇应该已经对对刹车装置进行了充分的冷却，从而也关闭刹车风扇，停止其对刹车装置进行吹风。

根据本发明的上述飞机刹车风扇控制方法以及使用该飞机刹车风扇控制方法的飞机刹车风扇控制系统，由于能够根据实际在目标机场的航班需求来控制刹车风扇的启停，并且在判断为仅通过刹车装置自然冷却的方式就能够满足飞机的过站时间的情况下不启动刹车风扇来进行吹风冷却，所以能够降低电源功耗、提高刹车碳盘的寿命，由此，能够在满足飞机快速过站的前提下提供刹车装置降温的最佳控制策略，提高飞机的经济性指标。另外，根据本发明的上述飞机刹车风扇控制方法以及使用该飞机刹车风扇控制方法的飞机刹车风扇控制系统，能够自动启动刹车风扇，从而减轻了飞行员的操作负担，提高了飞机的操作性能。

本发明的保护范围仅由权利要求限定。得益于本发明的教导，本领域技术人员容易认识到可将本发明所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本发明所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。

Claims (11)

1.一种飞机刹车风扇控制方法，其为对飞机的刹车风扇的启停进行控制的方法，其特征在于，包括如下的步骤：

检测飞机的刹车装置的刹车温度，并判断检测到的所述刹车温度是否超过高温阈值；

当判断为刹车温度超过所述高温阈值时，获取所述刹车装置自然冷却需要的所需降温时间，并且根据目标机场的机场信息获取飞机在该目标机场的预计过站时间；以及

当所获取的所述预计过站时间小于所述所需降温时间时，启动所述刹车风扇对所述刹车装置进行冷却，

在获取飞机的预计过站时间的步骤中，包括如下的步骤：

根据所述目标机场的机场信息获取目标跑道信息以及停机位信息；

根据所获取的所述目标跑道信息以及所述停机位信息计算出飞机的预计滑行距离以及预计滑行时间；以及

根据所获取的所述预计滑行距离以及所述预计滑行时间计算出飞机的预计过站时间。

2.根据权利要求1所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

所述目标跑道信息为飞机降落后的降落跑道或者飞机起飞前的起飞跑道的跑道信息。

3.根据权利要求1所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

在获取所述所需降温时间的步骤中，包括如下的步骤：

获取包含在开始刹车时的飞机速度、刹车压力或刹车电流、刹车温度、油门杆信息以及环境温度在内的第一刹车状态信息；以及

根据所获取的所述第一刹车状态信息计算出所述所需降温时间的步骤。

4.根据权利要求3所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

所述第一刹车状态信息还包括所述刹车装置所具有的刹车碳盘的温度特性。

5.根据权利要求1所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

当判断为所述刹车温度超过所述高温阈值时，还执行如下的步骤：

判断驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关是否开启；以及

当判断为所述刹车风扇开关未开启时，生成允许所述刹车风扇开启的刹车风扇开关开启指令。

6.根据权利要求1所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

在所述启动所述刹车风扇的步骤中，包括如下的步骤：

获取包含飞机速度、轮载信息、油门杆信息、和上位锁信息或者/以及下位锁信息在内的第二刹车状态信息；

判断所获取的第二刹车状态信息是否满足启动刹车风扇的规定条件；以及

当判断为所述第二刹车状态信息满足所述规定条件时，启动所述刹车风扇对所述刹车装置进行冷却。

7.根据权利要求6所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

所述规定条件包括所述飞机速度低于速度阈值、所述轮载信息表示飞机的起落架落在地面上、所述油门杆信息表示油门杆处于慢车位、和所述上位锁信息表示上位锁未锁止或者/以及所述下位锁信息表示将落在地面上的起落架锁止。

8.根据权利要求6所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

所述第二刹车状态信息还包括表示驾驶舱控制面板上的刹车风扇开关是否开启的刹车风扇开关开启指令，

所述规定条件还包括刹车风扇开关开启指令表示允许所述刹车风扇开启。

9.根据权利要求8所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

当所述刹车风扇开关开启指令表示未允许所述刹车风扇开启时，将所述刹车风扇开关开启指令设为允许所述刹车风扇开启。

10.根据权利要求1或者2所述的飞机刹车风扇控制方法，其特征在于，

在所述启动所述刹车风扇的步骤之后，还包括如下的步骤：

当检测到的所述刹车温度降到比所述高温阈值低的低温阈值以下时，关闭所述刹车风扇，或者

当启动所述刹车风扇的时间超过规定时间时，关闭所述刹车风扇。

11.一种飞机刹车风扇控制系统，其特征在于，具备：

刹车风扇，其用于对飞机的刹车装置进行吹风冷却；以及

刹车控制单元，其使用权利要求1~10中任一项所述的飞机刹车风扇控制方法对所述刹车风扇的启停进行控制。