CN1519170A - 具有连续位置控制的机电式涡轮喷气式发动机的推力反向器 - Google Patents

Abstract

一种涡轮喷气发动机推力反向器，包括两个门(10a，10b)，每个门被相应的一个电控系统(18a，18b)所控制，每个门具有至少一个传感器(40，42，43)，用于测量有关所述门的至少一项位置数据，所述每个门的至少一个传感器被连接至用于控制门的所述电控系统，该电控系统彼此相连以便交换所述位置数据，一个FADEC(20)，其具有两个电路(20a，20b)，每个电路被连接到所述两个电控系统(18a，18b)，以便接收来自于每个电控系统的关于每个门位置的数据，以及关于每个电控系统运行状态的数据，所述电路彼此相连以便交换所述门位置数据和所述电控系统状态数据，从而即使在其中一个电控系统发生故障和其中一个FADEC电路发生故障的情况下，飞行员也被连续报告有关门的位置和电控系统的状态。

Description

具有连续位置控制的机电式涡轮喷气式发动机的推力反向器

技术领域

本发明涉及旁路涡轮喷气式发动机的推力反向器通用技术领域。尤其是，本发明涉及一种机电式推力反向器，该反向器包括至少两个可移动元件，它们在反向器的打开位置协同操作以施加反向推力，所述反向器诸如格栅式、门式或壳式推力反向器。

背景技术

装配到旁路涡轮喷气式发动机上的推力反向器在航空领域是众所周知的。它们通过在着陆期间协助制动以提高飞机的安全性。推力反向器通常为至少两个移动元件，该移动元件诸如是滑动门，所述移动元件适于借助控制致动器而相对涡轮喷气式发动机的吊舱移动，于是当其在推力反向器中操作时，即在打开位置，它们形成针对来自涡轮喷气式发动机的一部分气体的障碍物，该部分气体被向前重新引导从而给飞机提供反向推力。

为了将推力反向器的门位置的准确信息提供给推力反向器的控制系统，已知在门上装配多个位置传感器，该传感器直接连接到反向器控制系统上。通常，传感器被设置在每个控制致动器上，并与用于检测反向器的每个锁定系统的状态的检测器相联系。这种传感器和检测器因而能够提供安全性，并能将有关反向器门处于展开或收回位置的情况连续报告给飞行员。

由于推力反向器通常包括两个滑动门，对于每个滑动门有三个控制致动器和三个不同的锁定系统，这导致了每个反向器有大量的位置传感器。这么多传感器增加了下述风险，即如果一个传感器发生故障，就降低装置作为整体的可靠性。大量的传感器在推力反向器的整体重量方面也是不利的。

此外，通常使用的位置传感器是邻接传感器，该传感器仅当反向器位于展开位置或收回位置时才显示。这种传感器不能充分地获取有关反向器门确切位置的准确信息。在一个门被卡滞或阻塞的情况下，上述传感器难于或者甚至不可能确定推力反向器的确切位置。

发明内容

本发明因此设计一种推力反向器以试图减小上述缺陷，该反向器即使在出现故障的情况下，也能提供关于门位置的连续报告，从而提高飞机的安全性。

为此，本发明提供了一种用于安装在飞机上的涡轮喷气式发动机推力反向器，该反向器的特征在于包括：两个可在反向器的打开位置和关闭位置之间移动的门，每个门被各自的电控系统控制；每个门的至少一个传感器，用于测量关于所述门的位置数据的至少一项，每个门的所述至少一个传感器被连接至用于控制门的所述电控系统上，以便将所述门位置数据传送给它，该电控系统彼此相连以便交换所述位置数据；一个全权限数字发动机控制器(FADEC)，其具有两个电路，每个均被连接到所述两个电控系统上，以便接收来自电控系统的每个门的位置数据，以及关于每个电控系统运行状态的数据，所述电路彼此相连以便交换所述门位置数据和所述电控系统状态数据，于是即使在其中一个电控系统发生故障和其中一个FADEC电路发生故障的情况下，飞行员也被连续报告有关门的位置以及所述电控系统的状态。

因此，电控系统和FADEC电路之间的数据交换使得为飞行员传输数据的有效性得以改进，特别是在一个系统出现故障或一个FADEC电路出现故障的情况下。给飞行员的数据传输通过复制数据而获得，而不是通过传感器冗余而获得，因而可靠性得以改进，同时降低了重量。

在至少一个控制致动器的驱动下，每个门可有利地移动，对每个门而言，所述反向器包括：位于所述至少一个控制致动器上的第一传感器，其用于测量所述控制致动器的位置。最好，所述第一传感器连续测量所述控制致动器的位置。对每个门位置的连续测量使得有可能使反向器的运转同步。也有可能快速地检测反向器的卡滞或阻塞，从而减少由于卡滞或阻塞产生的潜在损坏。

每个门都与一个机械闭锁装置相连，该机械闭锁装置用以保证该门固定在合适的位置，对于每个门而言，所述反向器包括：用于测量与所述机械闭锁装置的状态相关的数据的第二传感器。类似地，还设置一个用于固定门的支座锁定装置，在此情况下，反向器具有用于每个门的一个第三传感器，该传感器用于测量有关所述锁定装置状态的数据。

为了减缓两个独立故障的影响，每个电控系统最好连接到FADEC的两个电路上，以便飞行员被连续报告有关门位置和有关电控系统状态的信息，即使在其中一个电控系统发生故障和其中一个FADEC电路发生故障的情况下。

附图简介

本发明的其它特征和优点从下文结合附图而给出的描述中将很清楚，所述附图显示的是一个没有任何限定的实施例。其中：

图1示意性示出了本发明推力反向器的一个实施例；

图2是根据图1所示推力反向器的实施例的方块图。

具体实施方式

首先参考图1，图1显示了本发明推力反向器的一个实施例。

该推力反向器有两个门10a和10b，每个门可在反向器的一个打开位置和一个关闭位置之间借助至少一个控制致动器12(图1显示三个控制致动器，一个中间致动器和两个分别位于每个门两侧的致动器)而移动。

该反向器还包括两个电动马达14a、14b，每个马达控制一个门的移动。这些电动马达通过与相应门的控制致动器互连的传动轴16来驱动用于控制每个门10a、10b的致动器12。

每个电动马达14a、14b直接安装在电控系统18a、18b上，该电控系统调节两个门的整个移动顺序并控制电动马达的旋转速度。每个电控系统18a、18b电连接到全权限数字发动机控制器20的两个电路20a、20b的其中一个上，所述控制器20在此处被缩写为FADEC。有关打开或关闭推力反向器的一个指令被FADEC发送给电控系统18a、18b。也可能将电控系统整合在FADEC内。FADEC 20的电路20a、20b能够在彼些间交换数据。

电控系统18a、18b通过连接到飞机的电源供应网络24上的电导线22被供以动力，涡轮喷气式发动机被安装在此飞机上。电控系统为了给电动马达14a、14b供电而转换或修改电信号。

用于控制反向器门的致动器12是电机型。它们被安装在每个致动器上的变速箱26所驱动。反向器门10a、10b的控制关系(速度控制或打开/关闭类型控制)经由电动马达14a、14b，传动轴16，以及变速箱26从电控系统被传送到每个控制致动器12。

驱动输出装置28可被设置在其中一个控制致动器12上，以便与控制致动器相连的门能够被人工操作，特别是当在推力反向器上进行维修操作时。在图1所示的实施例中，中间致动器12在其变速箱26上设有这样一个驱动输出装置28。由于所有门的变速箱相互连接，所以该驱动输出装置使得操作人员能够例如仅使用一个手柄进行维修操作以打开和/或关闭反向器门。访问每个门的驱动输出装置28的通路可被电连接到电控系统18a、18b上，以便在维修操作期间解除供电，从而避免反向器的任何不合适的展开。

电控系统18a、18b还可以通过导线型电连接件30在彼此间交换数据。两电控系统间的这种数据交换特别可用作涉及两门位置信息的比较。两门10a和10b之间的机械连接件32，以及与两门致动器相连通的柔性同步轴34被设置以利于两门移动的同步。

推力反向器有三级锁定，每一级都能固定该推力反向器。

第一级锁定由被称作“第一闩”的机械闭锁装置36操作，该机械闭锁装置36与反向器的每个门相连。每个第一闩直接安装在电动马达14a、14b上，并被电控系统18a、18b控制。这些第一闩36分别用于固定与其相连的门。例如，闩可以是圆盘闸型，其借助一销实现闭锁，所述销防止传动轴移动。

假定两个门通过连接件32和34机械相连，任一门的第一闩36构成另一门的第二级锁定，并因而构成另一门的第二闩。第二闩用于在第一闩失效的情况下承受门上的载荷。因而，如果其中一个门上的闭锁装置被作为第一闩，那么另一门上的闭锁装置被作为第二闩，反之亦然。

第三级锁定由被称作“第三闩”的支座闭锁装置38获得，所述闭锁装置38位于每个门或仅一个门的其中一个侧端。第三闩可被连接到电控系统18a、18b、FADEC 20和/或直接连到飞机驾驶舱。它们最好直接从飞机驾驶舱进行控制，以便提供充分的操作安全性，并便于克服可能的共模。当连接到FADEC或飞机驾驶舱时，即使在电控系统18a、18b失效的情况下，第三闩仍保持运作。在第一和第二闩失效的情况下，它们承担反向器门上的负载。

此外，本发明的推力反向器包括至少每门一个传感器或检测器，用于测量有关门10a、10b的位置数据的至少一项。这些传感器或检测器能使反向器每个门的打开或关闭位置被监控，且它们被电连接到门的电控系统18a、18b，所述门被该电控系统控制。上述传感器或检测器通过该电控系统被供以电能。

最好，对于每个门10a、10b而言，推力反向器具有一组传感器，它们包括用于测量有关门的一项位置数据的第一传感器40，用于测量有关第一闩36的一项状态数据的第二传感器42，以及用于测量有关第三闩38的一项状态数据的第三传感器43。

作为示例，用于测量门位置的第一传感器40被设置在门的其中一个控制致动器12的变速箱26上。第一传感器40被连接到电控系统18a、18b上，以便将有关门位置的数据传输给它。

第一传感器40最好连续地测量与其相连的控制致动器12的位置。例如，第一传感器可以是“分解器”型角位移电传感器，它提供表示变速箱26内转子(未显示)的角位置特性的电信号，其中变速箱26安装在连接有传感器的控制致动器12上。角位移传感器所提供的这种连续测量连续提供关于控制致动器位置的信息，从而使得有可能当门被移动时使它们同步。这种位置测量用于探测两门10a、10b之间的位置差异，并因而能够通过电控系统18a、18b控制两个电动马达14a、14b的每个的速度，并以此方式获得反向器的合适位移。当仅使用邻接传感器时，对每个门位置的连续测量也用于尽可能快地检测门的卡滞或阻塞。这因而使得如果门卡滞时，电动马达避免对门施加压力，而这种施压通常使卡滞或阻塞加重。因此，角位移传感器的使用给反向器提供了自动保护，使潜在损坏被减小，并因而减小了相应的修理成本。最后，连续测量是检测闩36、38可能的闭锁失败的方法，该失败用其它方法可能不被发现地通过检测，因而这种检测提高了安全性。

第二和第三传感器42、43可以是与第一闩及第三闩相连的状态传感器，它们将相应闩的闭锁或未闭锁状态信息提供给每个门的电控系统18a、18b。第二和第三传感器42、43被连接到相应的电控系统18a、18b上，以便将有关相应闩位置的信息传输给它。这些传感器例如可以由光的或磁的类似设备或由机械开关所构成。

如图2所示，每一门10a、10b的传感器40、42和43将门位置数据和有关第一和第三闩的状态数据传输给控制相应门的电控系统18a和18b(传输系统44)。通过电连接件30(参见图1)而互连的电控系统18a和18b交换门位置数据以及第一及第三闩的状态数据(传输系统46)，于是每个电控系统接收来自传感器组的数据。连接到电控系统18a、18b的每个上的FADEC20的电路20a、20b因而接收来自传感器组40、42和43的数据(传输系统48)。两个电路因而分别报告每个门10a、10b的位置以及第一和第三闩的每一个的状态。此外，每个电控系统18a、18b也经FADEC的相应电路20a和20b发送有关其自身操作状态的数据(传输系统48)。FADEC的电路也能在彼此间交换数据(传输系统50)。FADEC随后将有关两门10a、10b位置的数据以及有关第一和第三闩状态的数据，连同有关两电控系统18a、18b的操作状态的数据传送给飞机驾驶舱(传输系统52)。

因此，借助这种方式的数据传递，本发明的推力反向器能将反向器两个门的位置以及两个电控系统的操作状态连续报告给推力反向器控制系统，且这种报告在出现故障的情形下也继续进行。因此：

-在电控系统18a和18b中的一个有故障的情况下：有关电控系统的非操作状态被发送到FADEC电路20a、20b，电路20a、20b与电控系统相连通。由于每个电控系统接收有关门10a、10b位置的数据，所以该数据被继续传送到与另一电控系统相连接的FADEC电路20a和20b。此外，由于所有FADEC电路20a和20b交换数据，因而它们中的每一个都被报告关于推力反向器控制系统的状态；

-在FADEC电路20a、20b发生故障的情况下：假定每个FADEC电路接收有关门位置和所有电控系统操作状态的数据，该数据继续经另一FADEC电路被传送至推力反向器控制系统；

-在电控系统18a和18b中的其中一个以及与相应门10a、10b相连的FADEC电路20a、20b都发生故障的情况下：这种情形相应于如上所述的一个FADEC电路发生故障的情形，另一个FADEC电路传送数据至推力反向器控制系统；

-为了能处理其中一个电控系统18a、18b以及与相应门10a、10b无关的其中一个FADEC电路20a、20b的故障，最好将每个电控系统连接到两个FADEC电路上，以便另一个FADEC电路接收所有需要传送给推力反向器控制系统的数据。电控系统和“其它”FADEC电路之间的数据传输54由图2中的虚线表示。

Claims (5)

1、一种用于装配到飞机上的涡轮喷气式发动机的推力反向器，该推力反向器包括：

-两个可在反向器的一个打开位置和一个关闭位置之间移动的门(10a，10b)，每个所述门被相应的一个电控系统(18a，18b)所控制；

-每个门的至少一个传感器(40，42，43)，用于测量有关所述门的位置数据的至少一项，每个门的所述至少一个传感器被连接至控制所述门的所述电控系统，以便将所述门的位置数据传送给它，所述电控系统彼此相连以便交换所述位置数据；

所述反向器的特征在于：它还包括一全权限数字发动机控制器(20 FADEC)，其具有两个电路(20a，20b)，每个均被连接到两个电控系统(18a，18b)上，以便接收来自所述电控系统的每个门的位置数据，以及关于每个电控系统运行状态的数据，所述电路彼此相连以便交换所述门位置数据以及所述电控系统状态数据，从而即使在其中一个电控系统发生故障以及其中一个FADEC电路发生故障的情况下，飞行员也被连续报告有关门的位置和电控系统的状态。

2、如权利要求1所述的推力反向器，其特征在于：在至少一个控制致动器(12)驱动下，所述每个门是可以移动的，对每个门而言，所述反向器包括，位于所述至少一个控制致动器上的第一传感器(40)，用于测量所述控制致动器的位置。

3、如权利要求2所述的反向器，其特征在于：所述第一传感器(40)连续测量所述控制致动器的位置。

4、如权利要求2或3所述的反向器，其特征在于：所述每个门都与一个机械闭锁装置(36)相连，所述机械闭锁装置(36)用于确保所述门被固定在合适的位置，对于每个门而言，所述反向器包括一个第二传感器(42)，其用于测量与所述机械闭锁装置的状态有关的数据。

5、如权利要求4所述的反向器，其特征在于：所述每个门均与一个支座闭锁装置(38)相连，所述支座闭锁装置(38)用于保证该门被固定在合适的位置，对于每个门而言，所述反向器包括一个第三传感器(43)，其用于测量与所述支座闭锁装置的状态有关的数据。

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