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Die Erfindung betrifft ein Highliftsystem mit Mitteln zum Betätigen einer Flügelspitze und/oder eines Winglets des Flügels eines Fluggeräts zwischen einer Flugkonfiguration und einer Bodenkonfiguration, mit wenigstens einer Antriebseinheit, die mit einem Stellgetriebe der Flügelspitze und/oder des Winglets und mit wenigstens einer weiteren Komponente des Fluggeräts koppelbar ist, und mit wenigstens einem Verriegelungssystem zur Verriegelung der Flügelspitze.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt bei neuen Flugzeugtypen mit aerodynamisch verbesserten Flügeln mit großen Flügelspannweiten klappbare Flügelspitzen bereitzustellen, um die zulässigen Taxiway- und Gate-Größen nicht zu überschreiten. Dabei werden die Flügelspitzen eines Fluggeräts hoch- oder heruntergeklappt, um beispielsweise weiterhin in den entsprechenden Gates parken zu können. Dies geschieht in der zivilen Luftfahrt zum ersten Mal in der Boeing 777X. Die Erfindung betrifft ein Architekturkonzept zum Antreiben entsprechender klappbarer Flügelspitzen.
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Im Stand der Technik wird in beiden Flügelspitzen ein Antriebssystem für die Bewegung des äußeren Flügelabschnitts installiert. Zur sicheren Fixierung der äußeren Flügelabschnitte in der hochgeklappten Bodenstellung bzw. der abgesenkten Flugstellung sind Verriegelungs- und Sicherungssysteme installiert (Latch & lock). Zur Verriegelung der Flügelspitze werden die beweglichen Flügelabschnitte mit definierter Vorspannkraft in ihre Anschläge gedrückt.
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Das System besitzt bzgl. der Sicherheitsanforderungen sowie der Verfügbarkeitsanforderungen eine sehr hohe Priorität, weshalb sowohl das Stellsystem wie auch die Verriegelung und Sicherung jeweils redundant ausgeführt sind. Auch die Antriebseinheit kann mehr als einen einzelnen Motor umfassen.
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Im Stand der Technik führt das zu hoher Systemkomplexität. So sind für die Stellfunktion pro Flügel je zwei Hydraulikmotoren mit den zugehörigen Steuerventilblöcken und Bremsen installiert, dazu drehzahlsummierende Differentialgetriebe, Wellensysteme, Umlenkgetriebe und mechanische Stellgetriebe. Sensoren stellen die Signale für die Funktionen und für die Überwachung zur Verfügung.
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Beispielsweise werden im Stand der Technik für die drei Funktionen Hochauftriebsfunktion, differentielle Klappensteuerung und klappbare Flügelspitzen drei unterschiedliche Antriebseinheiten verwendet. Wie 1c entnehmbar ist kann hierbei eine zentrale Antriebseinheit PDU 101 zum Antreiben der Hochauftriebsfunktion dienen und beispielsweise im Rumpf des Flugzeugs vorgesehen sein. Die Antriebseinheit 101 kann die innere und äußere Hinterkantenklappe über ein Wellensystem bzw. ein Stellgetriebe 102 gleichermaßen antreiben.
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Ferner kann eine Antriebseinheit zur differentiellen Klappensteuerung ADGB 103 vorgesehen sein, welche zwischen der inneren und der äußeren Hinterkantenklappe angeordnet ist. Diese Antriebseinheit 103 trennt über eine Kupplung das Wellensystem bzw. Hochauftriebs-Wellensystem 105 zwischen innerer und äußerer Hinterkantenklappe. Über ihren Motor, der beispielsweise elektrisch oder hydraulisch ausgeführt sein kann, treibt sie die äußere Hinterkantenklappe zur differentiellen Klappensteuerung an.
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Die klappbare Flügelspitze bzw. das Wing-Fold-System wird gemäß dem Stand der Technik über eine eigene Antriebseinheit 104 angetrieben. Sie dient dazu, die Flügelspitze vor Take Off in die horizontale Lage zu senken und vorzuspannen, damit diese dort durch ein Verriegelungssystem fixiert werden kann. Nach der Landung wird über die Antriebseinheit die klappbare Flügelspitze um 90° zum Flügel geklappt. Hierzu wird die Flügelspitze über das Wing Fold Wellensystem 106 und das Wing Fold Stellgetriebe 107 entsprechend bewegt. Ein Positionssensor 108, der im Bereich des Wellensystems 106 vorgesehen sein kann, dient der Überwachung der Position der Flügelspitze.
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Die 1d zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Antriebseinheit 103 für die differentielle Klappensteuerung 103 gemäß dem Stand der Technik. Die Antriebseinheit 103 kann einen Motor M, eine Kupplung/Clutch 1031, eine Bremse 1032 sowie ein Getriebe 1033 umfassen. Über das Getriebe 1033 und die Kupplung 1031 kann der Motor M demnach die innere Hinterkantenklappe bzw. die Klappen bewegen.
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Die hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit resultieren in komplexen Systemarchitekturen mit redundanzbedingt großer Anzahl von Komponenten. Insbesondere können sowohl das Stellsystem als auch die genutzten Sicherungen und Verriegelungen redundant ausgeführt sein und die drei Funktionen Hochauftrieb, differentielle Klappensteuerung und klappbare Flügelspitze verwenden drei unterschiedliche Antriebseinheiten. Dies erhöht nachteiligerweise die Gestehungskosten und das Gewicht signifikant.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Systemarchitektur bereitzustellen, die bei verminderter Komplexität insbesondere des Stellsystems den gleichen Funktions-, Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen genügt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Demnach ist ein Highliftsystem mit Mitteln zum Betätigen einer Flügelspitze und/oder eines Winglets des Flügels eines Fluggeräts zwischen einer Flugkonfiguration und einer Bodenkonfiguration vorgesehen, mit wenigstens einer Antriebseinheit, die mit einem Stellgetriebe der Flügelspitze und/oder des Winglets und mit wenigstens einer weiteren Komponente des Flügels koppelbar ist, und mit wenigstens einem Verriegelungssystem zum Verriegeln der Flügelspitze. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verriegelungssystem zum Verriegeln des Winglets vorgesehen sein.
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Der Begriff der Flugkonfiguration betrifft hierbei einen Zustand des Flügels, in dem die Flügelspitze den Flügel zur Seite hin verlängert und mithin einen Winkel von ca. 180° mit dem restlichen Flügel einschließt. Der Begriff der Bodenkonfiguration betrifft einen Zustand des Flügels, bei dem die Flügelspitze üblicherweise nach oben abgeklappt ist und so die Gesamtspannweite des Flugzeugs verringert ist. Entsprechendes gilt für die Stellung bzw. Betätigung eines Winglets.
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Vorteilhafterweise bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere redundant miteinander gekoppelte Antriebsmotoren, die nicht nur zum Bewegen der Flügelspitze sondern auch zum Bewegen weiterer Komponenten des Flugzeuges eingesetzt werden können. Demnach ist es nicht erforderlich einzelne bzw. weiterer Motoren zum Betrieb der einzelnen Flügelkomponenten vorzusehen, wodurch eine Gewichtseinsparung bei den Komponenten erzielt werden kann ohne die sicherheitsrelevante redundante Ausführung der Antriebe aufzugeben. Mit den Komponenten des Flügels sind vorliegend insbesondere Komponenten gemeint, die der Hochauftriebsfunktion, der differentiellen Klappensteuerung und/oder der klappbaren Flügelspitze zugeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei den Komponenten um wenigstens eine Steuerfläche des Highliftsystems handeln.
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Die Antriebseinheit kann einen oder mehrere redundant ausgeführte Motoren umfassen und mit dem Begriff der Kopplung der Antriebseinheit mit entsprechenden Komponenten ist eine Kopplung zur Übertragung einer Antriebsleistung gemeint.
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Mittels der Erfindung kann entweder die Antriebsfunktion für die klappbare Flügelspitze vom Hochauftriebssystem bzw. von der Antriebseinheit der differentiellen Klappensteuerung mit übernommen werden. Dies entspricht der im Folgenden beschriebenen Architektur 1. Alternativ kann die differentielle Klappensteuerung durch die Antriebseinheit der klappbaren Flügelspitze mit übernommen bzw. mit bewegt werden, was der Architektur 2 entspricht.
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in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist denkbar, dass die wenigstens eine weitere Komponente des Fluggeräts eine Steuerfläche des Highliftsystems und/oder eine differentielle Klappensteuerung des Flügels ist, und/oder dass die Antriebseinheit wenigstens einen Motor umfasst, der insbesondere über wenigstens eine Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgbar und/oder steuerbar ist. Der Motor kann beispielsweise als hydraulischer oder elektrischer Motor ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass in einer weiteren bevorzugten Ausführung das Verriegelungssystem wenigstens eine Bremse umfasst. Mittels der Bremse kann beispielsweise die Flügelspitze in einer gewünschten Position festgestellt werden, während die Antriebsmotoren ausgeschaltet sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist denkbar, dass die Bremse beim Deaktivieren der Antriebseinheit gesetzt ist. Dabei können auch beide oder mehrere der Antriebsmotoren der Antriebseinheit bei ihrem Deaktivieren das Setzen der Bremse insbesondere automatisch auslösen. Die Komponenten der Vorrichtung können über eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung überwacht bzw. angesteuert werden, welche auch überwachen kann, ob ein oder mehrere Antriebsmotoren deaktiviert werden, um dann insbesondere automatisch das Setzen einer oder mehrerer Bremsen zu bewirken.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Vorrichtung wenigstens einen Positionssensor zur Bestimmung der Position der Flügelspitze umfasst. Der Positionssensor kann ebenfalls mit der Steuerungs-/Regelungsvorrichtung gekoppelt sein und zur Überwachung der Vorrichtung bzw. der Position der Flügelspitze genutzt werden. Dabei kann insbesondere das Verriegelungssystem oder die Bremse in Abhängigkeit von den vom Positionssensor erfassten Positionsdaten geregelt bzw. gesteuert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Antriebseinheit ein Getriebe, insbesondere ein drehzahlsummierendes Differenzialgetriebe, zum Koppeln einzelner Motoren bzw. Antriebsmotoren umfasst. Bei Verwendung eines drehzahlsummierenden Differenzialgetriebes ist keine Entkopplungsvorrichtung erforderlich, sondern eine Motorbremse. Diese liefert bei Betrieb mit einem von zwei Motoren das Stützdrehmoment um Rückdrehen zu vermeiden. Vorteilhafterweise können so beide Motoren im Regelfall gemeinsam zur Verstellung der entsprechenden Komponenten eingesetzt werden, während im Falle eines Defekts eines der Motoren der wenigstens eine weitere Motor entsprechend hilfsweise alleine zur Bewegung der Komponenten genutzt werden kann. Denkbar ist es hierbei eine Bremse zwischen den Motoren und dem Getriebe vorzusehen, welche das Stützmoment an den Getriebeeingang des defekten Motors aufbringt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Flügelspitze in der Flugkonfiguration und/oder der Bodenkonfiguration vorgespannt ist. Dadurch kann die Flügelspitze vorteilhaft besonders stabil in den jeweiligen Positionen gehalten werden. Zum Vorspannen der Flügelspitze können die Antriebsmotoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Stellgetriebe der Flügelspitze über ein Wellensystem oder über ein Umlenkgetriebe mit der Antriebseinheit koppelbar ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug mit wenigstens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren beispielhaft gezeigten Ausführungen erläutert. Dabei zeigen:
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1a–1d: schematische Darstellungen einer Vorrichtung zum Verschwenken einer Flügelspitze gemäß dem Stand der Technik und eine Frontansicht eines Flugzeugs mit hochgeklappter Flügelspitze;
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2a–2c: eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3a–3c: eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Lösung der Erfindungsaufgabe beruht auf einer Systemarchitektur, in der einzelne Funktionen des Stellsystems bzw. der Vorrichtung nicht mehr von systemeigenen Elementen ausgeführt werden. Vielmehr können die Funktionen von bereits vorhandenen Komponenten des Hochauftriebssystems übernommen werden.
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Anhand der Figuren werden mehrere Systemarchitekturen erläutert. 1a bis 1d zeigen schematisch und vereinfacht eine Baseline gemäß dem Stand der Technik.
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2a und 2b zeigen Architektur 1, bei der ein gemeinsamer Antrieb für die Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelmitten vorgesehen ist.
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2b zeigt die Architektur 1, bei der für die Funktion „Wing Fold” die vorhandene Antriebseinheit 103 des „Differentiellen Klappensteuerung” Systems benutzt wird.
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Dabei liegt jeweils ein gemeinsamer Antrieb 103 für Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelmitten vor. Das System in Architektur 1 weist, wie ein modernes Hochauftriebssystem gemäß dem Stand der Technik, eine Antriebseinheit (PDU) 101 im Rumpf des Flugzeuges, zur Bewegung des Hochauftriebssystems auf. Zusätzlich befindet sich zwischen den beiden Hinterkantenklappen (auf beiden Flügelseiten) eine weitere Antriebseinheit (ADGB, Active Differential Gearbox) 103' zur differentiellen Klappensteuerung. Diese Antriebseinheit (ADGB) 103' kann durch die Erfindung modifiziert werden und um eine weitere Funktion erweitert werden. Die zusätzliche Funktion neben der differentiellen Klappensteuerung ist nun das Heben und Senken der klappbaren Flügelspitze 1. Somit kann ein bestehendes Hochauftriebssystem ebenfalls dazu genutzt werden, die klappbaren Flügelspitzen 1 zu bewegen.
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2c zeigt die modifizierte Antriebseinheit „Differentielle Klappensteuerung” (ADGB) 103'. Die Neuerung ist, dass es nach dem Gear Set bzw. nach dem Getriebe 1033' nun zwei Ausgänge (ggf. inkl. Zwei Bremsen 1032', 1032'' und zwei Kupplungen 1031', 1031'') gibt, die mittels Antriebswellensystemen mit der äußeren Hinterkantenklappe bzw. der klappbaren Flügelspitze verbunden sind. Mit der Kupplung 1031'' kann wie gehabt die innere Hinterkantenklappe bewegt werden.
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Der in 2c unten links dargestellte Ausgang dient dazu, die Hochauftriebsfunktion inklusive differentieller Klappensteuerung wie bisher zu gewährleisten. Der in 2c oben links dargestellte Ausgang dient dazu (nach entsprechendem Setzen der Kupplungen und Bremsen), über ein Wellensystem, die klappbare Flügelspitze zu bewegen.
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Die Antriebseinheit 103' kann auch mit redundanten Motoren, Kupplungen und Bremsen ausgeführt sein. Die Hochauftriebsfunktion kann weiterhin, wie beim Stand der Technik, durch die zentrale Antriebseinheit (PDU) 101 angetrieben werden.
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Gemäß der in 2a bis 2c gezeigten Architektur 1 wird für die Funktion „Wing Fold” die vorhandene Antriebseinheit 103' des „Variable Camber” Systems bzw. der „Differentiellen Klappensteuerung” genutzt. Das System hat folgende Hauptfunktionen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration); High Lift Funktion; und „Variable Camber” bzw. „Differentielle Klappensteuerungs-Funktion”.
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Für die Funktion „Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
| Clutch (Kupplung) 1 (C1): | offen |
| Brake (Bremse)/Clutch 2 (C2): | Bremse offen, Kupplung geschlossen |
| Brake/Clutch 3 (C3): | Bremse geschlossen, Kupplung offen. |
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Dann wird der Antriebsmotor (Hydraulikmotor oder Elektromotor) mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System deaktiviert.
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Für die Funktion „Halten der Flügelspitze am Boden nach der Landung” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
| Clutch 1: | geschlossen |
| Brake/Clutch 2: | Bremse geschlossen, Kupplung offen |
| Brake/Clutch 3: | Bremse offen, Kupplung geschlossen |
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Mit der gesetzten Bremse wird eine ungewollte Bewegung des Wing Fold Systems unterbunden. Das High Lift System ist funktionsbereit.
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Für die Funktion „Absenken der Flügelspitze vor dem Start” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
| Clutch 1: | offen |
| Brake/Clutch 2: | Bremse offen, Kupplung geschlossen |
| Brake/Clutch 3: | Bremse geschlossen, Kupplung offen. |
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Dann wird wenigstens ein Antriebsmotor mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System deaktiviert. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelungssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position.
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Die Kupplungen sind für die High Lift Funktion wie folgt geschaltet:
| Clutch 1: | geschlossen |
| Brake/Clutch 2: | Bremse geschlossen, Kupplung offen |
| Brake/Clutch 3: | Bremse offen, Kupplung geschlossen. |
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Das High Lift System ist verfügbar.
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Für die Funktion „Variable Camber” sind die Kupplungen wie folgt geschaltet
| Clutch 1: | offen |
| Brake/Clutch 2: | Bremse geschlossen, Kupplung offen |
| Brake/Clutch 3: | Bremse offen, Kupplung geschlossen. |
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Durch Betrieb des Motors kann die Outboard Landeklappe unabhängig vom High Lift System verstellt werden.
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Eine weitere Architektur kann einen gemeinsamen Antrieb für Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelspitzen 1 umfassen.
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3a bis 3c zeigen Architektur 2, bei der ein gemeinsamer Antrieb für Landeklappen, Differentielle Landeklappenpositionen und Flügelspitzen 1 im Bereich der Flügelspitze vorgesehen ist.
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Das System hat folgende Hauptfunktionen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; und Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration).
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Für die Funktion „Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung” wird die wenigstens eine Antriebseinheit über eine zugeordnete Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Motorbremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Um die Flügelspitze am Boden in der gehobenen Position zu halten, wird das Antriebssystem deaktiviert. Dadurch werden die Bremsen gesetzt, so dass eine ungewollte Bewegung unterbunden ist.
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Für das Absenken der Flügelspitze vor dem Start wird die wenigstens eine Antriebseinheit über ihre zugeordnete Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Motorbremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet.
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In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelungssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position.
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Die Vorteile der Erfindung gemäß Architektur 1 bestehen in der Einsparung von 4 Motoren samt Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten. Zusätzlich werden allerdings Bremsen/Kupplungen C1, C2, C3 und Wellenstränge benötigt. Falls die geforderten Verfügbarkeitswerte nicht erreicht werden, muss an jedem Mittelantrieb ein zusätzlicher Motor mit Steuereinheit oder Kontrolleinheit installiert werden. Es ist eine Doppelnutzung der Variable Camber Antriebseinheit möglich, sowohl für die Variable Camber Hochauftriebsfunktion als auch zur Betätigung der klappbaren Flügelspitze.
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3b zeigt die Architektur 2, bei der für die Funktion „Wing Fold” die vorhandene Antriebseinheit der Flügelspitzen benutzt wird. Zwischen den inneren und äußeren Klappen ist nunmehr eine Kupplung 103'' vorgesehen und 3c zeigt die entsprechend ausgebildete Antriebseinheit 104 der Architektur 2, wobei wenigstens ein Motor M über ein Getriebe 1033' und zwei Kupplungen 1031', 1031'' mit der Flügelspitze 1 und mit der äußeren Hinterkantenklappe bzw. mit den äußeren Hinterkantenklappen koppelbar ist.
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In der Architektur 2 wird die Funktion der differentiellen Klappensteuerung durch das Antriebssystem der klappbaren Flügelspitzen mit übernommen. Hierzu ist im Vergleich zum Stand der Technik die Wing Fold Antriebseinheit um einen zweiten Ausgang (inkl. Kupplung) erweitert und ein Wellensystem zwischen äußerer Hinterkantenklappe und Wing Fold Antriebssystem eingefügt. Zusätzlich wird eine Kupplung zwischen innerer und äußerer Hinterkantenklappe eingefügt.
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Um auch die Funktion „Differentielle Klappensteuerung” mit vorhandenen Wing Fold Antriebseinheiten nutzen zu können, bedarf es untenstehender Schaltzustände der Kupplungen und Bremsen an der Wing Fold Antriebseinheit, sowie der Kupplung 1 zwischen den beiden Landeklappen.
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Im Weiteren wird auf die in den 3a bis 3c gezeigte Architektur 2 Bezug genommen. Die Funktion „Variable Camber” bzw. „Differentielle Klappensteuerung” wird vom „Wing Fold” System übernommen.
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Das System hat folgende Hauptfunktionen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration); und Variable Camber Funktion. Für die Funktion „Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
Clutch 1: geschlossen
Clutch 2: offen
Clutch 3: geschlossen
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Dann wird einer der Antriebsmotoren mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Bremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet.
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Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System betriebsbereit.
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Für die Funktion „Halten der Flügelspitze am Boden nach der Landung” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
Clutch 1: geschlossen
Clutch 2: offen
Clutch 3: geschlossen, Bremse geschlossen
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Mit den gesetzten Bremsen wird eine ungewollte Bewegung des Wing Fold Systems unterbunden. Das High Lift System ist funktionsbereit. Für die Funktion „Absenken der Flügelspitze vor dem Start” werden die Kupplungen wie folgt geschaltet:
Clutch 1: geschlossen
Clutch 2: offen
Clutch 3: geschlossen
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Dann wird wenigstens einer der Antriebsmotoren mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet.
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In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System betriebsbereit. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelungssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position.
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Die Kupplungen sind für die High Lift Funktion wie folgt geschaltet:
Clutch 1: geschlossen
Clutch 2: offen
Clutch 3: geschlossen
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Das High Lift System ist verfügbar.
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Für die Funktion „Variable Camber” sind die Kupplungen wie folgt geschaltet
Clutch 1: offen
Clutch 2: geschlossen
Clutch 3: offen
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Durch Betrieb des Motors kann die Outboard Landeklappe unabhängig vom High Lift Systemverstellt werden.
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Die Vorteile der Erfindung gemäß Architektur 2 bestehen in der Einsparung von 2 Motoren samt Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten des Mittelantriebs. Zusätzlich werden allerdings Bremsen/Kupplungen und Wellenstränge benötigt.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Architekturen besteht in verringerter Komplexität durch Kombination von autarken Systemen. Die Anzahl der benötigten Antriebsmotoren samt der zugehörigen Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten wird reduziert, die Verfügbarkeit sowohl der Wing Fold Funktion wie der High Lift und Variable Camber Funktion ist nicht reduziert.
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Gemäß Architektur 2 ist eine Doppelnutzung des Antriebs der klappbaren Flügelspitze zur Betätigung der Flügelspitze und Betätigung der Variable Camber Funktion des Hochauftriebssystems möglich.
