CN113544056A - 控制飞行器轮子制动的方法和相关的轮子制动控制器 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制飞行器轮子制动的方法，在该方法中，飞行器轮子的制动由根据减速控制请求(16)和推力反向器展开请求(24)两者致动飞行器的轮子制动器(10)的轮子制动控制器(14)进行控制。

Description

控制飞行器轮子制动的方法和相关的轮子制动控制器

技术领域

本发明涉及飞行器制动领域，并且尤其涉及一种改进的飞行器制动方法。

背景技术

在飞行器上，若干源允许在着陆阶段或中止起飞期间对飞行器进行制动。

如图6所示，主要有两个源专用于这种制动功能，并且在飞行员的不同动作上，其触发从驾驶舱独立于彼此执行：制动系统包括轮子制动器10，并且推力反向器系统包括推力反向器12。轮子制动器10由轮子制动控制器14控制，该控制器从驾驶舱18接收减速调节请求16，并发出用于轮子制动器10的减速调节命令20。推力反向器12就其部分而言由推力反向器控制器22控制，该推力反向器控制器22接收来自驾驶舱18的推力反向器展开请求24，其中飞行员26的动作到达并发出用于推力反向器12的推力反向器展开命令28。

包括在飞行器起落架中的轮子制动系统能够自行确保飞行器的制动功能。事实上，制动距离的认证仅适用于轮子制动系统，这是确定飞行器是否能够在特定的跑道上着陆的唯一考虑的系统。然而，为了促进该认证，包括在飞行器的涡轮喷气发动机中的推力反向器系统经常被视为用于减少轮子制动系统磨损的选项，并且更重要的是因为这两个系统是完全独立开发的，因为每个系统都涉及非常不同的飞行器子系统(起落架和涡轮喷气发动机)。

轮子制动系统的主要功能之一是确保减速调节(“自动制动”功能)，其允许飞行器以均匀的方式(没有颠簸)减速并适应跑道和保险道(“制动腾空”功能)。

图7示出了着陆的常规情况，例如调节到制动期间推力反向器展开的恒定减速水平。

首先，在1中观察到在轮子接触地面时，允许初始化轮子制动算法。在2中，一旦这些轮子制动算法已经初始化并且达到一定的轮子速度值，减速调节被激活。轮子制动器开始起作用，然后将飞行器伺服控制到恒定减速设定点。在轮子制动系统不知道的给定时间3，推力反向器根据飞行员的动作展开。推力反向器的这种展开会产生强烈的减速，这被认为是轮子制动系统的外部干扰，轮子制动系统必须实时适应以抑制(消除)这种干扰。这整个期间会产生一段短时间，在此时间期间，减速度不再等于设定值，并且这也会导致飞行器中的震动，这显著降低乘客的舒适度。在4处，一旦推力反向器已展开，轮子制动调节将设法抑制由推力反向器展开产生的干扰，并再次将飞行器调节到恒定减速设定点。在5处达到期望的速度(零或不为零)，并且飞行员停用轮子制动系统的自动减速功能，从而取消减速。

然而，与反复发生的震动有关的舒适性问题提出了必须解决的基本问题，并且特别是因为允许减速调节的校正器是根据这些震动的幅度确定尺寸的，这会导致轮子制动系统的性能损失。事实上，为了正确消除这种相对显著的干扰(达到减速的50％)，需要非常动态的校正器来确保其余制动的舒适性。但是，相反，要过滤掉任何可能会感到“颠簸”的东西，需要不是非常动态的校正器。因此，很难在这两个限制之间找到折衷方案，因此需要寻找其它解决方案来确保这些乘客获得更好的舒适度。

发明内容

本发明旨在提出一种替代解决方案，其允许确保飞行器更平滑地减速。一个目的是在轮子制动系统的设计中提供更多的自由度，特别是放宽上述校正器的调节折衷。

这些目的是通过一种用于监控飞行器轮子制动的方法来实现的，其中飞行器轮子的制动由轮子制动控制器控制，轮子制动控制器基于减速调节请求和推力反向器展开请求两者致动飞行器的轮子制动器。

因此，通过将推力反向器的行为通知轮子制动控制器，能够简化现有技术中所需的调节校正器折衷。

根据所设想的实施例，推力反向器展开请求由轮子制动控制器从飞行器的驾驶舱直接接收，或者由轮子制动控制器直接接收并中继到致动推力反向器的展开的推力反向器控制器，或直接由推力反向器的控制器将其中继到轮子制动控制器。

有利地，为了消除由推力反向器的展开产生的干扰，由轮子致动控制器发送到轮子制动器的减速调节命令通过以下方式保持基本恒定：通过适配与推力反向器的展开所产生的干扰成比例的减速设定点，或者通过适配与推力反向器的展开所产生的干扰成比例的轮子制动调节回路的传递函数的增益。

本发明还涉及一种能够基于减速调节请求致动飞行器轮子的制动器的轮子制动控制器，其特征在于，它构造成基于推力反向器展开请求致动飞行器轮子的制动器。

较佳地，该控制器还构造成从推力反向器控制器接收关于推力反向器的实际状态的信息。

附图说明

本发明的其它特征和优点将从下面参考附图给出的描述中显现出来，这些附图示出了本发明的示例性实施例而没有任何限制性质，并且附图中：

[图1]图1示出了根据本发明第一实施例的轮子制动和推力反向器系统的简化架构，

[图2]图2示出了根据本发明第二实施例的轮子制动和推力反向器系统的简化架构，

[图3]图3示出了根据本发明第三实施例的轮子制动和推力反向器系统的简化架构，

[图4]图4详细示出了本发明的轮子制动控制器的结构，

[图5]图5示出了通过图4的轮子制动控制器获得的减速曲线，

[图6]图6示出了根据现有技术的常规简化架构的轮子制动和推力反向器系统，并且

[图7]图7示出了图6的轮子制动系统的减速曲线。

具体实施方式

设想了在图1至图3中相继示出的本发明的三个实施例，以确保来自轮子制动控制器的该信息。

在图1的实施例中，简单地提出，在已知架构中，从飞行器18的驾驶舱直接并且仅发送到推力反向器控制器22的推力反向器的展开请求24也并行发送到轮子制动控制器14。

然而，通过这种架构，减速曲线不是最佳的，因为轮子制动控制器不能控制推力反向器将要展开的时刻，因此不知道它们的真实状态。它只能对飞行员提出的展开请求做出反应，并估计展开实际上正在发生。因此，存在考虑反向器的展开命令而它们未展开的风险，从而导致对制动舒适性和性能非常不利的瞬变(有效减速低于所命令的减速)。然而，可以通过提供来自推力反向器控制器的、允许其验证反向器被正确展开的关于反向器的该实际状态的信息30的接收来消除该风险。

应当注意到，在其中不考虑展开请求的降级模式中，该架构允许非常简单地返回到传统架构，其中轮子的制动和推力反向器的展开是彼此独立管理的。

在图2的实施例中，建议推力反向器的控制器22将直接从驾驶舱18接收到的推力反向器展开请求24中继到轮子制动控制器14。

如前所述，通过这种架构，减速曲线不是最佳的，因为轮子制动控制器无法控制推力反向器将展开的时刻，因此不知道它们的实际状态。它只能对从推力反向器控制器接收到的展开请求做出反应，并估计展开实际上正在发生。因此，存在考虑反向器的展开命令而它们未展开的风险，从而导致对制动舒适性和性能非常不利的瞬变。然而，如前所述，可以通过提供来自推力反向器控制器的、允许其验证反向器被正确展开的关于反向器的该实际状态的信息30的接收来消除该风险。

通过选择降级模式而不考虑展开需求和反向器的可能的状态，该架构还允许非常简单地返回到传统架构，其中轮子的制动和推力反向器的展开是彼此独立管理的。

在图3的实施例中，减速调节请求16和推力反向器展开请求24都被发送到轮子制动控制器14，其然后可以将推力反向器展开请求中继到推力反向器控制器22，例如，仅当它准备好考虑其影响时。一旦该请求被中继到推力反向器控制器22，后者就可以向轮子制动控制器确认正确接收并发送回关于推力反向器的实际状态的信息30：反向器未展开、展开中、已展开。

这种主(用于制动器)从(用于反向器)类型的操作允许尽可能优化飞行器的减速，因为减速调节算法能够较佳地适应反向器的实际状态。还可能重新创建(通过逆向模型，该模型将例如具有一些提前步骤的瞬时或预测减速度增量返回给轮子制动控制器)由推力反向器引起的减速，并将其直接集成到减速度调节中，以便能够容易地抑制由于推力反向器的展开而产生的干扰。这可以在推力反向器控制器或轮子制动控制器中完成，前提是共享调节所需的模型数据。

图4示出了轮子制动控制器14的示例性实施例，其根据减速调节请求16为轮子制动器10发出减速调节命令20。该控制器包括校正器32，如已知的那样，该校正器32作用于设定点34和该减速度的测量值21之间的调节偏差。然而，该设定点不是标称减速设定点36而是由设定点适配模块38递送的合适的减速设定点，该设定点适配模块接收推力反向器展开请求24和可能的关于这些推力反向器12的实际状态的信息30。因此，该模块38允许从标称减速设定点切换到适配减速设定点。因此，轮子制动控制器能够根据推力反向器展开请求直接修改其减速设定值，从而使反向器的制动效果和轮子制动设定点与在飞行器的驾驶舱处请求的值一致。

图5示出了从标称减速设定点到适配减速设定点的过渡，其允许确保无颠簸的减速调节命令20，其呈现了理想情况，其中一旦知道反向器在时间T1处移动(接收到推力反向器展开请求24)，适配减速设定点34就立即减小。然后，该设定点以与推力反向器产生的减速效果完全相反的方式改变(阴影区域40对应于反向器的空气动力学效应的补偿)。目标当然是具有与飞行员要求的值相对应的恒定减速度。一旦在时间12处完成推力反向器的展开，减速设定点就返回到标称设定点36的恒定值，以便不会加速太多并且在瞬变期间具有最小的振荡。

应当注意，存在可具有与前述设定点适应相同的结果的其它类型的适配。例如，闭环系统的传递函数的增益的适配也是可能的。为此，调节回路的增益在由推力反向器展开请求和这些推力反向器的状态限定的事件时被修改。

因此，该解决方案的主要优点是获得非常平滑的飞行器减速，从而提高着陆阶段期间的乘客舒适度。因此，两个控制器之间的数据传输允许预测飞行器的行为。

这三个实施例中的每一个都涉及在驾驶舱和两个控制器之间传输的信号的增加，因此特别是布线的增加。然而，应该正确看待这个缺点，因为它本质上取决于飞行器中存在的通信网络。然而，对于当前的AFDX类型网络(航空电子全双工)，添加布线的需求趋于消失。

Claims (10)

1.一种用于监控飞行器轮子的制动的方法，其中，所述飞行器轮子的制动由轮子制动控制器(14)控制，所述轮子制动控制器(14)基于减速调节请求(16)和推力反向器展开请求(24)两者致动所述飞行器的轮子制动器(10)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述轮子制动控制器从所述飞行器的驾驶舱(18)直接接收所述推力反向器展开请求(24)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由所述轮子制动控制器直接接收到的所述推力反向器展开请求(24)被中继到致动所述推力反向器(12)的展开的推力反向器控制器(22)。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述推力反向器展开请求(24)由推力反向器控制器(22)直接接收，所述推力反向器控制器(22)将它中继到所述轮子制动控制器(14)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，为了消除由推力反向器(12)的展开产生的干扰，由所述轮子制动控制器(14)发送到所述轮子制动器(10)的减速调节命令(20)通过适配与所述推力反向器的展开所产生的扰动成比例的减速设定点(36)来保持基本恒定。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，为了消除由推力反向器(12)的展开产生的干扰，由所述轮子制动控制器(14)发送到所述轮子制动器(10)的减速调节命令(20)通过适配与所述推力反向器的展开所产生的扰动成比例的轮子制动调节回路的传递函数的增益来保持基本恒定。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，关于推力反向器的实际状态的信息(30)被传输到所述轮子制动控制器(14)。

8.一种轮子制动控制器(14)，所述轮子制动控制器能够基于减速调节请求(16)致动飞行器的轮子制动器(10)，其特征在于，它构造成还基于推力反向器展开请求(24)致动所述飞行器的所述轮子制动器(10)。

9.根据权利要求8所述的控制器，其特征在于，它还构造成从推力反向器控制器(22)接收关于所述推力反向器的实际状态的信息(30)。

10.一种包括根据权利要求8或权利要求9所述的轮子制动控制器(14)的飞行器。

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