DE102022133268A1 - System und Verfahren zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges - Google Patents

System und Verfahren zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges Download PDF

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Tobias Hartmann
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges, wobei das System eine bewegbare Komponente, zwei Aktuatoren, zwei Bewegungssensoren, einen Asymmetriesensor, einen Antriebsstrang und eine Überwachungseinrichtung aufweist, wobei die Komponente über die wenigstens zwei zueinander versetzten Aktuatoren betätigt werden kann, wobei jeweils für einen Aktuator wenigstens ein Bewegungssensor vorgesehen ist, wobei der Bewegungssensor eine mechanische Bewegung des Antriebsstrangs überwachen kann, wobei die Überwachungseinrichtung mit den Bewegungssensoren und dem Asymmetriesensor verbunden ist, wobei das System derart ausgebildet ist, dass eine Initialisierung der Überwachungseinrichtung und/oder der Bewegungssensoren und/oder des Asymmetriesensors nach einem Hochfahren des Systems und/oder wenn die Komponente eine vollständig eingefahrene und/oder eine vollständig ausgefahrene Position einnimmt, erfolgen kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges, wobei das System eine bewegbare Komponente, zwei Aktuatoren, zwei Bewegungssensoren, einen Asymmetriesensor, einen Antriebsstrang und eine Überwachungseinrichtung aufweist, wobei die Komponente über die wenigstens zwei zueinander versetzten Aktuatoren betätigt werden kann, wobei jeweils für einen Aktuator wenigstens ein Bewegungssensor vorgesehen ist, wobei der Bewegungssensor eine mechanische Bewegung des Antriebsstrangs überwachen kann, wobei die Überwachungseinrichtung mit den Bewegungssensoren und dem Asymmetriesensor verbunden ist.
  • Es sind Sensorsysteme zur Überwachung der korrekten Funktion von Steuerflächen, insbesondere an den Tragflächen eines Flugzeugs aus dem Stand der Technik bekannt. Die Flugzeuge sind in bekannter Weise mit Steuerflächen, wie Vorflügeln und Landeklappen ausgerüstet, um die aerodynamischen Eigenschaften der Tragflächen zu verändern.
  • Einzelne Klappen derartiger Auftriebshilfen werden in der Regel gemeinsam durch mehrere Aktuatoren angetrieben, wobei die Aktuatoren über die Klappenlänge versetzt angeordnet sind und damit unterschiedliche Teilbereich der Klappe antreiben.
  • Laufen beide Aktuatoren nicht synchron, kommt es zu einer Schiefstellung der Klappe („Skew“) bis zum Totalausfall aufgrund mechanischer Verklemmung. Es kann auch zu einem Lösen der Klappe vom Aktutator („Disconnect“) kommen.
  • Ein „Skew“ führt zu einem als „Catastrophic Failure“ kategorisierten Fehlerfall. Daher ist die Stellung der Klappen kontinuierlich zu überwachen, wobei eine Überwachung meist auf einem unabhängigen Überwachkanal notwendig ist. Ein „Disconnect“ führt erst in Kombination mit einem weiteren Fehler zu einem „Catastrophic Failure“. Der Fehler des „Disconnect“ darf deshalb nicht schlafend sein und wird durch Überprüfungsintervalle oder durch andere Überwachungseinrichtungen überwacht. Da eine reduzierte Verfügbarkeit der Überwachung möglich ist, kann es akzeptiert werden, dass ein „Disconnect“ innerhalb eines Fluges erkannt wird.
  • Bei Flugzeugen älterer Bauart werden Fehler wie „Skew“ und „Disconnect“ teilweise durch erhöhten Wartungsaufwand mit visuellen Inspektionen erkannt.
  • Dies setzt voraus, dass die Aktuatoren auf eine höhere Belastung, welche bspw. durch den Bruch eines zweiten Aktuators entstehen kann, unter Berücksichtigung eines Überprüfungsintervalls, z.B. in Höhe von 10.000 Flugzyklen, ausgelegt werden und somit erhöhtes Gewicht haben.
  • Flugzeuge neuerer Bauart bzw. mit Zulassung nach neuem Zulassungsvorschriften verwenden zum Erkennen der Stellung von bewegbaren Elementen bzw. von Klappen, mit Sensorsysteme, die bei Austausch des Sensors oder anderen Änderungen am System wieder neu initialisiert werden müssen ausgeführt. Die Initialisierung kann auch als „Rigging“ bezeichnet werden.
  • Beim Auftreten eines Fehlers werden nach dem Stand der Technik alle Sensoren bzw. die Anbindungen der Klappe an die Struktur, wie auch die Aktuatoren überprüft, da nicht bekannt ist, welche Komponente betroffen ist.
  • Um eine Überwachung mehrerer Aktuatoren an einer Klappe zu ermöglichen sind die Kinematik bzw. die Anbindung der Sensoren nach dem Stand der Technik derart ausgelegt, dass eine Vergleichbarkeit der Messwerte der Sensoren zueinander möglich ist.
  • Bestehende positionsbasierte Überwachungssysteme, insbesondere für „Disconnect“-Erkennung, bieten eine geringere Auflösung und sind somit weniger robust ausgeführt. Es sind daher weitere Maßnahmen an der Klappe, wie reduziertes Spiel oder am Sensor, wie höhere Genauigkeit notwendig, um die Erkennungswahrscheinlichkeit eines „Skew“ oder „Disconnect“ zu ermöglichen.
  • Die Überwachungssysteme aus dem Stand der Technik weisen unter anderem folgende Nachteile auf: Die Aktuatoren benötigen an einer Klappe zueinander vergleichbare Kinematiken. Es ist ein höherer Aufwand nach einem Teileaustausch im Rahmen einer Wartung notwendig. Das Sensorsystem weist eine geringe Auflösung auf bzw. verursachen höhere Kosten. Das Sensorsytem weisen eine geringere Robustheit im Betrieb auf. Es sind Absolutsensoren notwendig. Die Installation eines Sensors an kinematisch unterschiedlichen Positionen ist nicht möglich.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes System, insbesondere im Hinblick auf eine Initialisierung, bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das System derart ausgebildet ist, dass eine Initialisierung der Überwachungseinrichtung und/oder der Bewegungssensoren und/oder des Asymmetriesensors nach einem Hochfahren des Systems und/oder wenn die Komponente eine vollständig eingefahrene und/oder eine vollständig ausgefahrene Position einnimmt, erfolgen kann.
  • Die Initialisierung erfolgt vorzugsweise nur in einer vollständig eingefahrenen oder ausgefahrenen Position, kann aber auch in jeder anderen Position erfolgen.
  • Unter dem Begriff „Asymmetriesensor“ wird vorzugsweise ein Sensor verstanden, der dazu ausgebildet ist, Asymmetrien zu erkennen, wobei aber auch ein beliebiger Sensor unter diesem Begriff verstanden werden kann.
  • Der Antriebsstrang verläuft vorzugsweise nahezu durch den gesamten Flügel.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass mittels des Asymmetriesensors ein Grenzwert und/oder eine Grenzkurve unter Berücksichtigung von Korrekturwerten für kinematischen Bedingungen und/oder Toleranzen und/oder Operationsbedingungen berechnet werden kann, wobei der Grenzwert und/oder die Grenzkurve für die Erkennung einer Schiefstellung der Komponente und/oder zum Erkennen des Lösens der Komponente von einem Aktuator verwendet werden kann.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Initialisierung durch einen mittels des Asymmetriesensors und einer Korrelationskurve berechneten Initialisierungswinkel der Komponente erfolgt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Winkel der Komponente basierend auf der Korrelationskurve durch Addieren oder Subtrahieren eines umgerechneten Differenzklappenwinkels vom Initialisierungswinkel erfolgt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine absolute Differenz der Winkel der Komponente zu einem Grenzwert verglichen werden kann, wobei ein Überschreiten des Grenzwerts zu einem Abschalten des Systems und Setzen einer Bremse führen kann.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Wert des Asymmetriesensors zu einem theoretischen Winkel der Komponente umgerechnet werden kann.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Differenz zwischen einem Winkel der Komponente und dem theoretischen Winkel der Komponente gebildet werden kann, wobei die Differenz zu einem Grenzwert verglichen werden kann, wobei ein Überschreiten des Grenzwerts zu einer Meldung führen kann
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Isolierung einer Ursache einer Schiefstellung der Komponente und/oder eines Lösens der Komponente von einem Aktuator erfolgen kann.
  • System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente um eine betätigbare Auftriebshilfe, insbesondere um einen Vorflügel oder eine Landeklappe, handelt.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich bei den Bewegungssensoren und/oder bei dem Asymmetriesensor um einen Inkrementalsensor handelt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Luftfahrzeug, insbesondere Flugzeug mit einem erfindungsgemäßen System.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen System, wobei eine Initialisierung der Überwachungseinrichtung und/oder der Bewegungssensoren und/oder des Asymmetriesensors nach einem Hochfahren des Systems und/oder wenn die Komponente eine vollständig eingefahrene und/oder eine vollständig ausgefahrene Position einnimmt, erfolgt.
  • Mit dem erfindungsgemäßen System und Verfahren entfällt in vorteilhafter Weise die Initialisierung bzw. das „Rigging“ bei Austausch eines Sensors. Ebenso weist das System eine höhere Robustheit im Betrieb auf. Die Erkennung von „Disconnect“-Fehlern wird verbessert. Es kann eine einfache Fehlerisolation nach Auftreten eines „Skew“ und/oder „Disconnect“ erfolgen. Es werden unterschiedliche Kinematik-Sensor-Anbindungen innerhalb einer Klappe oder deren Antriebssystems ermöglicht. Es kann der Einsatz von günstigen Inkrementalsensoren erfolgen.
  • Vorzugsweise kann das nach dem Stand der Technik immer notwendige mechanisch zu elektrisch „Rigging“ durch das erfindungsgemäße System und Verfahren umgangen werden, womit der Wartungsaufwand beim Austausch eines Sensors oder der Überwachungseinrichtung reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise wird eine Fehlerisolierung nach einem erkannten „Skew“ ermöglicht.
  • Vorzugsweise wird durch das „Rigging“ die Auflösung des Systems erhöht und somit eine Erkennbarkeit eines möglichen „Disconnect“-Fehlers erhöht, da der erkannte Bewegungsunterschied größer wird.
  • Vorzugsweise wird unter Verwendung eines Asymmetriesensors der Schwellwert der Überwachungseinrichtung entsprechend der Position mit Korrekturwerten für Toleranzen und Operationsbedingungen verrechnet, um eine höhere Robustheit wie auch die benötigte Auslöseschwelle sicherzustellen. Vorzugsweise werden mögliche Unterschiede in der Kinematik der Klappen bzw. der Messeinrichtung ausgeglichen, um auf einen gemeinsamen Referenzwert umzurechnen.
  • Es erfolgt vorzugsweise, insbesondere basierend auf dem Asymmetriesensor ein automatisches „Rigging“ in der vollständig eingefahrenen und/oder vollständig ausgefahrenen Position der Komponente und/oder nach Hochfahren des Systems, Unter Hochfahren des Systems kann ein Einschalten oder ein erstmaliges Versorgen mit elektrischer Energie der elektrischen Komponenten des Systems verstanden werden.
  • Es erfolgt vorzugsweise eine Kompensierung basierende auf einer Kinematik und/oder Operationszustands basierend auf Messwerten des Asymmetriesensors und/oder weiterer im System vorhandener Sensoren.
  • Es erfolgt vorzugsweise ein Vergleich der Differenz von kompensierten Kurven zweier Sensoren einer Klappe zueinander zu einem variablen Grenzwert welcher basierend auf dem Asymmetriesensor wie auch dem Operationszustand des Luftfahrzeugs festgelegt wird.
  • Der Operationszustand des Luftfahrzeugs kann einen Zustand umfassen, in dem das Luftfahrzeug auf dem Boden steht oder sich im Flug befindet und/oder eine Fahrrichtung des Systems umfassen und/oder eine vollständig eingefahrenen und/oder vollständig ausgefahrenen Position der Komponente umfassen und/oder eine Fluggeschwindigkeit umfassen. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Zusätzliche Beispiele sind: Anstellwinkel, Beladungszustand, Außentemperatur und/oder Flughöhe des Flugzeugs.
  • Vorzugsweise erfolgt ein Vergleich der Differenz von kompensierter Bewegungs- und Asymmetriesensoren-Kurven zu einer variablen Grenzkurve, welche basierend auf dem Asymmetriesensor wie auch dem Operationszustand des Luftfahrzeugs festgelegt wird.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Erhöhung der Auflösung der „Disconnect“-Überwachung durch Nutzen der Deformation der Dichtungskräfte im vollständig eingefahrenen Zustand der Komponente und ein „Rigging“ in diesem Zustand.
  • Vorzugsweise ist eine Umsetzung mit Sensoren, welche keine Absolutposition aufweisen, also mit Inkrementalsensoren möglich.
  • Vorzugsweise sind die Merkmale des Systems mutatis mutandis auch Merkmale des Verfahrens.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „ein“ und „eine“ nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen können. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente. Weiterhin können alle hierin beschriebenen Merkmale der Erfindung beliebig miteinander kombiniert oder voneinander isoliert beansprucht werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Effekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren, in welchen gleiche oder ähnliche Bauteile durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Hierbei zeigen:
    • 1: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems.
    • 2: ein Diagramm einer Korrelationskurve.
    • 3: ein Diagramm einer Grenzwertkurve.
    • 4: zwei schematische Ansichten einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes System mit zwei Klappen 1, pro Klappe 1 zwei Bewegungssensoren 2, einem Asymmetriesensor 3, vorzugsweise pro Klappe 1, einer Bremse 4, zwei Antriebsstationen 5 pro Klappe 1 und einer Antriebseinheit 6 dargestellt.
  • Für die Erkennung eines „Skew“ wird bei einem Power-Up bzw. einem Hochfahren des Systems oder wenn der vollständig eingefahrene Zustand der Klappe 1, basierend auf dem Asymmetriesensor 3 erreicht wird, der berechnete Wert des Klappenwinkels initialisiert. Dieser Wert wird aus dem Wert des Asymmetriesensors 3 mit Hilfe einer Korrelationskurve umgerechnet und/oder für die jeweilige Klappe initialisiert.
  • Eine solche Korrelationskurve ist in 2 dargestellt, wobei auf der Abszisse des Diagramms der Winkelwert des Asymmetriesensors 3 in Grad und auf der Ordinate der Klappenwinkel in Grad dargestellt ist.
  • Eine weitere Bewegung des Bewegungssensors wird basierend auf der Korrelationskurve durch Hinzufügen bzw. Abziehen des umgerechneten Differenz-Klappenwinkels vom Initialwert des Klappenwinkels berechnet.
  • Im nächsten Schritt wird die absolute Differenz der aktuellen Klappenwinkel der Klappe zu einem Grenzwert verglichen. Wobei der Grenzwert basieren auf einer vom Asymmetriesensor abhängigen Grenzwertkurve definiert wird. Zusätzlich kann die Grenzwertkurve abhängig von weiteren Messdaten sein, welche der Auswerteeinheit zur Verfügung stehen, so z.B. Fahrrichtung des Systems, Belastungszustand (Flug, Boden) oder auch Fluggeschwindigkeit.
  • Eine solche Grenzwertkurve ist in 3 dargestellt, wobei auf der Abszisse des Diagramms der Winkelwert des Asymmetriesensors 3 in Grad und auf der Ordinate der Grenzwert in Grad dargestellt ist.
  • Eine Überschreitung des Grenzwerts führt zum unmittelbaren Abschalten des Systems und Setzen der Bremsen 4 des Systems, um es in einen sicheren Zustand zu bringen.
  • Zur Fehlerisolierung wird die Differenz der betroffenen Sensoren einer Klappe 1 zum theoretischen Klappenwinkelwert, welcher aus dem Asymmetriesensor 3 abgeleitet wird, gebildet, wie dies auch bei der Erkennung des „Disconnect“ erfolgt.
  • Im Unterschied zu der oben dargestellten Erkennung des „Skew“, wird bei der Erkennung des „Disconnect“ der Wert des Asymmetriesensors 3 zu einem theoretischen Klappenwinkelwert umgerechnet. Die Differenz wird zwischen dem jeweiligen aktuellen Klappenwinkelwert zum theoretischen Klappenwinkel gebildet. Wie auch bei der Erkennung des „Skew“, wird dieser Wert dann zu einem Grenzwert basierend auf der Grenzwertkurve verglichen.
  • Ein Auslösen der Überwachungseinrichtung bzw. des Monitors oder der Erkennung führt nicht zum unmittelbaren Abschalten des Systems, jedoch zur Anzeige einer Maintenance Message nach der Beendigung des Flugs. Dies führt zu einer Maintenance Action bevor der nächste Flug gestartet werden kann.
  • Eine Erhöhung der Auflösung des Systems wird erzielt, indem bei jedem Erreichen der eingefahrenen Position der Klappe das „Rigging“ durchgeführt wird. Im Falle eines bestehenden „Disconnect“ eines Aktuators wird durch die anliegenden Kräfte von Reibung in der Kinematik und Dichtungen, welche die Klappe nach außen drücken, die Klappe nicht die vollständig eingefahrene Position erreichen. Es wird die Klappe innerhalb der Klappensteifigkeit nach außen gedrückt.
  • Wenn dann das System die Drehrichtung umdreht und die Klappe nach Richtung „Ausgefahren“ fährt, dreht sich die Last- bzw. Reibungsrichtung um und die Klappe wird wiederum eine kleinere Bewegung durchführen. Dies führt zu einer Erhöhung der Differenz, welche gemessen wird im Vergleich zu einem im intakten Zustand geriggten System.
  • In 4 sind die Betriebszustände im Falle eines „Disconnect“ näher dargestellt, wobei in der linken Ansicht in 4 die Klappe 1 in eingefahrenen Zustand und in der rechten Ansicht in 4 die Klappe 1 in ausgefahrenem Zustand dargestellt ist.
  • Der „Disconnect“ ist in 4 an der rechten Antriebsstation 5 aufgetreten.
  • In eingefahrenem Zustand wirken die Dämpfungskräfte D auf die Klappe 1.
  • In ausgefahrenem Zustand wirken die aerodynamischen Kräfte A auf die Klappe 1.
  • Die Erfindung weist folgende Vorteile auf:
    • • Reduzierter Wartungsaufwand bei Sensor und/oder Computertausch
    • • Schnellerer Austausch von betroffenen Geräten durch Fehlerisolierung
    • • Höhere Robustheit der Skew Detection
    • • Höhere Robustheit und/oder Auflösung von Disconnect Detection
    • • Verwendung von unterschiedlicher kinematisch angebundener Sensoren innerhalb einer Klappe für Skew / Disconnect Detection.
    • • Umsetzung mit Inkremental Sensoren möglich.
  • Die Erkennung eines „Skew“ kann wie folgt erfolgen:
    • - Vorverarbeitung der Positionswerte eines Sensors;
    • - Der Positionswert wird beim Einschalten und im vollständig eingefahrenen Zustand auf annähernd Null gesetzt;
    • - Der Positionswert erhöht oder verringert sich mit der Bewegung des Sensors;
    • - Ein FSPS-Wert wird verwendet, um zu erkennen, ob die Klappe vollständig eingefahren ist und um den tatsächlichen Wert zu bestimmen, wird der FSDS-Wert zurückgesetzt;
    • - Auf den FSPS-Wert wird eine Kinematikkorrektur angewendet, so dass der endgültige berechnete Wert dem Winkel der Klappe bei jeder Klappenbahn entspricht;
    • - Die „Skew“-Erkennung vergleicht die vorverarbeiteten Werte der beiden FSDS einer Klappe. Die Differenz der Die Differenz der vorverarbeiteten Werte zeigt den Grad des „Skew“ der Klappe an;
    • - Die Isolationsfunktion zeigt einen Fehler für die eine Klappenbahn an, also ob der Fehler innen oder außen an der Klappe vorliegt, die stärker von der vorverarbeiteten Position der Klappenbahn am gegenüberliegenden Flügel abweicht.
  • Die Erkennung eines „Disconnect“ kann wie folgt erfolgen.
    • - Die „Disconnect“-Erkennung verwendet vorverarbeitete Werte wie oben definiert;
    • - Die „Disconnect“-Erkennung wird erst aktiviert, nachdem mindestens einmal das Autorigging durchgeführt wurde;
    • - Der individuelle FSDS wird mit einem aus dem FSPS berechneten Mindestschwellenwert verglichen;
    • - Dazu rechnet die „Disconnect“-Erkennung die aktuelle Sendeposition (d.h. FSPS-Position) in eine erwartete minimale FSDS-Position um;
    • - Die nichtlineare Übertragungscharakteristik und die erwartete Steifigkeit der Kinematik werden im Grenzwert berücksichtigt;
    • - Aufgrund der Autorigging-Funktion, die beim Einfahren der Klappen nach der Landung auftritt, führt der mechanische Trennungsfehler aufgrund des Gewichts der Klappe zu einer schiefen Klappe, wenn die Klappe vollständig eingezogen wird. Dies führt zu einer Vorspannung der „Disconnect“-Erkennung und sichert die Erkennung im Folgeflug.
    • - Das Funktionsprinzip des Vergleichs des Wertes des Bewegungssensors (FSDS) mit dem Wer des Asymmetriesensors (FSPS) ermöglicht sowohl die kontinuierliche Überwachung der Sensorwerte auf Plausibilität als auch eine sofortige Fehlereingrenzung auf die betroffene Klappenbahn.
  • Die Klappensensoren befinden sich an der Bahnstruktur und sind mechanisch über Hebel und Stangen mit dem Klappenbahnwagen verbunden. Im Gegensatz zu Sensoren zur Erkennung der Schiefstellung von Vorflügeln („Slats“) handelt es sich bei den Klappensensoren um absolute Sensoren, wie Resolver; die Auswerteeinheiten (FSCU) behandeln sie jedoch als nicht-absolute Sensoren, um zu vermeiden, dass ein Rigging der Sensoren notwendig ist. Dazu wird der Positionswert beim Einschalten und im voll eingefahrenen Zustand der Klappe auf etwa Null gesetzt und der Wert mit der Bewegung des Sensors erhöht oder verringert. Der FSPS-Wert wird verwendet, um zu erkennen, ob die Klappe vollständig eingefahren ist, und um den tatsächlichen Wert zu bestimmen, auf den der FSDS zurückgesetzt wird. Es kann eine Kinematikkorrektur auf den FSPS-Wert angewandt werden, damit der berechnete Endwert mit dem Klappenwinkel auf jeder Spur entspricht. Es kann auch der Wert in der Erkennung ohne Kinematikkorrektur verwendet werden. Aufgrund der Architektur ist jede FSCU mit einem Kanal eines Duplexsensors verbunden, der sich an beiden Spuren derselben Klappe befindet. Jede FSCU überwacht zwei Klappenfelder: die Klappen-FSCUs 1 und 2 überwachen das linke und rechte Feld 2 und die Slat-FSCUs 1 und 2 überwachen die linke und rechte Klappe 1 redundant. Die Schräglagenvermeidung arbeitet in jeder FSCU völlig unabhängig. Die Erkennung vergleicht die konvertierten Werte der beiden FSDS einer Klappe. Die Differenz der umgerechneten (bzw. nicht umgerechneten) Werte gibt den Grad der Schieflage der Klappe an. Bei signifikanter Diskrepanz der Werte löst der Schräglagenwächter aus. Wenn beide Klappen-FSCUs die Schräglage der Klappe erkennen, reagiert der Klappen-FSCU durch Abschalten seines Antriebs; ein Vorflügel-FSCU meldet die Erkennung an beide Klappen-FSB. Die empfangenden FSCUs für Klappen schalten ihre Antriebe ab, wenn sie von beiden Slat FSCUs ein Signal erhalten. Wie bei der Slat Skew Erkennung berücksichtigt das obige Konsolidierungsschema keine empfangenen Informationen, z.B. weil die Sendeeinheit nicht senden kann, z. B. Stromausfall oder kein Übertragungsfehler, z. B. Drahtbruch identisch mit dem vom Kommunikationspartner empfangenen Zustand „Skew erkannt“. Diese Logik stellt einerseits sicher, dass im Falle einer Schieflage des Paneels beide Slat FSCUs den Fehler erkennen und ihre Motoren abschalten und so dasVorflügelsystem anhalten; andererseits gewährleistet sie dass die FSCUs im Falle eines einzelnen elektrischen Fehlers (z. B. Sensorausfall) betriebsbereit bleiben. Dadurch wird sichergestellt, dass das Vorflügelsystem betriebsbereit bleibt (und folglich dass die Schräglagenvermeidungsfunktion im ungünstigsten Fall, d. h. bei Ausfall einer FSCU für die Landeklappen und einer FSCU für die Vorflügel, verfügbar bleibt). Falls der Schräglagenwächter auslöst, meldet die Isolationsfunktion einen Fehler für die eine Spur (innen oder außen an der Schalttafel, an der Schräglage erkannt wurde), die stärker von der Position der gegenüberliegenden Flügelspur abweicht.
  • Die Funktion „Disconnect“-Erkennung verwendet die vorverarbeiteten FSDS-Sensorwerte aus der Funktion „Skew“-Vermeidung. Die Vorverarbeitung umfasst Einstellung auf null (Autorigging), wenn die Klappe vollständig eingefahren ist, während sie sich am Boden befindet, und umfasst auch einen Kinematikausgleich. Die „Disconnect“-Erkennung wird erst aktiviert, nachdem mindestens einmal das Autorigging durchgeführt wurde. Ähnlich wie bei der Funktion zur Vermeidung von „Skew“ beobachten die Flap FSCUs 1 und 2 die linke und rechte Klappe 2, während die Slat FSCUs 1 und 2 die linke und rechte Klappe 1 überwachen. Die „Disconnect“-Erkennung funktioniert in jeder FSCU völlig unabhängig. Somit ist die „Disconnect“-Erkennung für Klappen im Gegensatz zur „Disconnect“-Erkennung für Slats unter allen Dispatch-Konfigurationen voll verfügbar. Anders als bei der „Skew“-Vermeidung, die die die umgerechneten FSDS-Werte einer Klappe miteinander vergleicht, wird jedes einzelne FSDS mit einem Mindestschwellenwert verglichen, der von der FSPS berechnet wird. Dazu rechnet die Klappen-„Disconnect“-Erkennung die tatsächliche Übertragungsposition, d.h. die FSPS-Position in eine erwartete minimale FSDS-Position um und berücksichtigt dabei der nichtlinearen Übertragungskennlinie und der erwarteten Steifigkeit der Kinematik. Im Falle eines „Disconnect“ wird eine Spur mehr nach innen gedrückt als im Normalbetrieb. Die Empfindlichkeit der „Disconnect“-Überwachung ändert sich über den Hub, da sich die erwartete Kompressionswirkung der Luftlast im Normalbetrieb ändert. Da die Kompression bei einem Ausfall auch über den Hub des Klappenauszugs variiert, erkennt die Erkennung den mechanischen Ausfall nicht sofort, sondern wenn das System in eine Position mit hoher Überwachungsempfindlichkeit und hoher Wirkung der Luftlast gebracht wird. Selbst dann könnte die Wirkung der Luftlast zu gering sein, um von der „Disconnect“-Überwachung während dieses Flugzyklus erkannt zu werden. Aufgrund der Autorigging-Funktion, die beim Einfahren der Klappen nach der Landung erfolgt, führt der mechanische „Disconnect“ zu einer schiefen Klappe, aufgrund des Gewichts der Klappe. Dadurch wird die „Disconnect“-Überwachung vorbelastet und die Erkennung erfolgt im nachfolgenden Flug. Somit erkennt das System den „Disconnect“ spätestens im Folgeflug nach dem Auftreten des „Disconnect“. Aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus kann es vorkommen, dass die „Skew“-Erkennung einen Fehler erkennt, die „Disconnect“-Erkennung jedoch nicht, wobei der Fehler aber trotzdem erkannt wird. Dies wird bei der Vorhersage der Systemverfügbarkeit berücksichtigt. Da die mechanische Abschaltung der Klappe keine unmittelbare Bedrohung darstellt, schützt die „Disconnect“-Erkennung nicht vor unmittelbaren Bedrohungen, sondern liefert eine CAS-Anzeige, um eine Latenzzeit für den mechanischen Ausfall zu vermeiden. Um die erforderlichen Wartungsmaßnahmen zu erzwingen, wird das Vorflügelsystem abgeschaltet, sobald sich das Luftfahrzeug am Boden befindet, nachdem ein „Disconnect“ von allen aktiven FSCUs, die im Normalmodus oder im Fail-Safe Modus sein können, eines Teilsystems erkannt wurde. Das Funktionsprinzip des Vergleichs des FSDS mit dem FSPS-Wert ermöglicht sowohl die kontinuierliche Überwachung der Sensorwerte auf Plausibilität als auch eine sofortige Fehlereingrenzung für die betroffene Spur. Fehlerhafte FSDS-Signale können auf mehreren Ebenen erkannt werden: Wenn die Signalqualität, d.h. die Spannung außerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, erkennt der RDC den Fehler, der von der FSDSÜberwachungseinrichtung angezeigt wird. Wenn ein FSDS-Signal fehlerhaft ist, während die anderen korrekt sind, erkennt die Klappen-„Skew“-Erkennung einen signifikanten Unterschied und führt zu einer Fehlermeldung. Wenn mehrere FSDS-Signale fehlerhaft sind, z. B. statisch, erkennt die „Disconnect“-Erkennung bei der Bewegung die Verzögerung der FSDS-Signale relativ zur Übertragungsbewegung. So werden diese Fehler innerhalb eines Fluges erkannt.

Claims (12)

  1. System zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges, wobei das System eine bewegbare Komponente, zwei Aktuatoren, zwei Bewegungssensoren, einen Asymmetriesensor, einen Antriebsstrang und eine Überwachungseinrichtung aufweist, wobei die Komponente über die wenigstens zwei zueinander versetzten Aktuatoren betätigt werden kann, wobei jeweils für einen Aktuator wenigstens ein Bewegungssensor vorgesehen ist, wobei der Bewegungssensor eine mechanische Bewegung des Antriebsstrangs überwachen kann, wobei die Überwachungseinrichtung mit den Bewegungssensoren und dem Asymmetriesensor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das System derart ausgebildet ist, dass eine Initialisierung der Überwachungseinrichtung und/oder der Bewegungssensoren und/oder des Asymmetriesensors nach einem Hochfahren des Systems und/oder wenn die Komponente eine vollständig eingefahrene und/oder eine vollständig ausgefahrene Position einnimmt, erfolgen kann.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass mittels des Asymmetriesensors ein Grenzwert und/oder eine Grenzkurve unter Berücksichtigung von Korrekturwerten für kinematischen Bedingungen und/oder Toleranzen und/oder Operationsbedingungen berechnet werden kann, wobei der Grenzwert und/oder die Grenzkurve für die Erkennung einer Schiefstellung der Komponente und/oder zum Erkennen des Lösens der Komponente von einem Aktuator verwendet werden kann.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass die Initialisierung durch einen mittels des Asymmetriesensors und einer Korrelationskurve berechneten Initialisierungswinkel der Komponente erfolgt.
  4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Winkel der Komponente basierend auf der Korrelationskurve durch Addieren oder Subtrahieren eines umgerechneten Differenzklappenwinkels vom Initialisierungswinkel erfolgt.
  5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine absolute Differenz der Winkel der Komponente zu einem Grenzwert verglichen werden kann, wobei ein Überschreiten des Grenzwerts zu einem Abschalten des Systems und Setzen einer Bremse führen kann.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein Wert des Asymmetriesensors zu einem theoretischen Winkel der Komponente umgerechnet werden kann.
  7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Differenz zwischen einem Winkel der Komponente und dem theoretischen Winkel der Komponente gebildet werden kann, wobei die Differenz zu einem Grenzwert verglichen werden kann, wobei ein Überschreiten des Grenzwerts zu einer Meldung führen kann
  8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass eine Isolierung einer Ursache einer Schiefstellung der Komponente und/oder eines Lösens der Komponente von einem Aktuator erfolgen kann.
  9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Komponente um eine betätigbare Auftriebshilfe, insbesondere um einen Vorflügel oder eine Landeklappe, handelt.
  10. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Bewegungssensoren und/oder bei dem Asymmetriesensor um einen Inkrementalsensor handelt.
  11. Luftfahrzeug, insbesondere Flugzeug mit einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Verfahren zur Erfassung der Position und/oder des Betriebszustandes einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges mit einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Initialisierung der Überwachungseinrichtung und/oder der Bewegungssensoren und/oder des Asymmetriesensors nach einem Hochfahren des Systems und/oder wenn die Komponente eine vollständig eingefahrene und/oder eine vollständig ausgefahrene Position einnimmt, erfolgt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791574A (zh) 2009-11-13 2012-11-21 空中客车运作有限责任公司 带调节襟翼之航空器的襟翼调整系统
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102791574A (zh) 2009-11-13 2012-11-21 空中客车运作有限责任公司 带调节襟翼之航空器的襟翼调整系统
DE102014019135A1 (de) 2014-12-18 2016-06-23 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh System und Verfahren zur Detektion der Schiefstellung einer bewegbaren Komponente eines Luftfahrzeuges
US20190002121A1 (en) 2017-06-29 2019-01-03 Bombardier Inc. Slat skew detection system and method

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