EP2349833A2 - Verstellvorrichtung eines flugzeugs, kombination einer verstellvorrichtung und einer verstellvorrichtungs-fehlererkennungsfunktion, fehlertolerantes stellsystem und verfahren zur rekonfiguration des stellsystems - Google Patents

Verstellvorrichtung eines flugzeugs, kombination einer verstellvorrichtung und einer verstellvorrichtungs-fehlererkennungsfunktion, fehlertolerantes stellsystem und verfahren zur rekonfiguration des stellsystems

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Publication number
EP2349833A2
EP2349833A2 EP09740276A EP09740276A EP2349833A2 EP 2349833 A2 EP2349833 A2 EP 2349833A2 EP 09740276 A EP09740276 A EP 09740276A EP 09740276 A EP09740276 A EP 09740276A EP 2349833 A2 EP2349833 A2 EP 2349833A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
load
load sensor
adjustment
flap
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09740276A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Recksiek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Operations GmbH
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Airbus Operations GmbH filed Critical Airbus Operations GmbH
Publication of EP2349833A2 publication Critical patent/EP2349833A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/0005—Devices specially adapted to indicate the position of a movable element of the aircraft, e.g. landing gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/0005—Devices specially adapted to indicate the position of a movable element of the aircraft, e.g. landing gear
    • B64D2045/001—Devices specially adapted to indicate the position of a movable element of the aircraft, e.g. landing gear for indicating symmetry of flaps deflection

Definitions

  • the invention relates to an adjustment device of an aircraft, combination of an adjustment device and an adjustment device error detection function, fault-tolerant positioning system and method for reconfiguration of the positioning system.
  • the adjustment flap is generally an adjustable aerodynamic flap of an aircraft and may in particular be a high-lift flap.
  • the adjusting system may in particular be a high-lift system of an aircraft.
  • the object of the invention is to provide an adjusting device for coupling to an adjusting flap of an aircraft, a combination of an adjusting device with a Verstellvoriquess procurerkennungsfunktion, a fault-tolerant control system and a method for reconfiguration of a control system, with the or with a minimum of equipment costs occurring in the high-lift system Localized fault and can be done with the efficient system degradation to compensate for the occurring error.
  • an adjusting device or adjusting device for coupling to an adjusting flap of an aircraft, comprising:
  • a first load sensor disposed on the input side of the actuator for detecting the load occurring on the input side of the actuator due to the operation of the adjustment flap
  • a second load sensor disposed on the output side of the actuator for detecting the load occurring on the output side of the actuator due to the operation of the adjustment flap.
  • the first load sensor and the second load sensor are functionally connected to an adjustment device error detection function for transmitting the sensor values determined by the load sensors in order to monitor the functional state of the adjustment device.
  • an adjustment device error detection function for transmitting the sensor values determined by the load sensors in order to monitor the functional state of the adjustment device.
  • the adjusting devices In the arrangement of two or more than two adjusting devices on a flap, it may be provided that only one of the adjusting devices according to the invention is designed with two load sensors.
  • the at least one further adjusting device can be designed such that it has only one of the two load sensors or none of the load sensors.
  • the adjusting device according to the invention can be used at least as one of a plurality of adjusting devices of a high-lift system for distributing front edge flaps or trailing edge flap.
  • the adjustment kinematics can be embodied in particular as “track kinematics” or as “dropped kinematics”.
  • the adjusting device is designed as a carriage, which is guided via an actuator on a rail ("track").
  • the valve is coupled via a drive rod to the carriage, wherein Preferably, a first joint, the drive rod to the carriage and a second joint coupling the drive rod to the valve.
  • the actuator is designed as a rotary actuator.
  • a combination of such an adjustment device and an adjustment device error detection function is provided.
  • the adjusting device has an actuator and an adjustment kinematics for the kinematic coupling of the actuator to the adjustment flap.
  • the adjusting device can also have a gear via which the power generated by the drive device is transmitted to the actuator.
  • the adjusting device can be coupled to a control and monitoring device for actuating the same.
  • the adjusting device has:
  • a first load sensor disposed on the input side of the actuator for detecting the load occurring on the input side of the actuator due to the operation of the adjustment flap
  • a second load sensor disposed on the output side of the actuator for detecting the load occurring on the output side of the actuator due to the operation of the adjustment flap.
  • the first load sensor and the second load sensor are functionally connected to the Verstellvoriquess-error detection function for receiving the sensor values determined by the load sensors to assign the adjustment device a fault condition when predetermined criteria are met in response to these sensor values.
  • the Verstellvorricht-Fehiererkennungsfunktion is designed such that it can monitor the functional state of the adjustment.
  • the Verstellvoriquess error detection function may be designed such that in this the sensor values of the first and the second load sensor are each compared with at least one threshold and exceeding or falling below this limit by the signal values of the first and the second load sensor to determine the Error condition of the adjusting device is used.
  • the recliner error detection function may be configured such that in a case where the first load sensor and the second load sensor respectively detect the undershooting of a no-load threshold, the recliner error detection function of the respective recliner indicates the state of inoperability (error case A) and thus assigns an error state.
  • the load limit value may be undershot if the first load sensor transmits a sensor signal to the adjustment device fault detection function which indicates a load which is less than 1/5 of that at the location of the first load sensor Operational load is defined, and the second load sensor indicates a load that is defined under 1/5 of that in the location of the second load sensor as the maximum operating load or actually occurs in normal operation.
  • a maximum operating load may be dictated by the design of the wing or the aircraft.
  • An adjustment device can therefore be assigned an error state if the first load sensor transmits a sensor signal to the adjustment device fault detection function which falls below a no-load limit whose value is less than 1/5 of the maximum predetermined or actual operating load at the location of the first load.
  • the second load sensor transmits a sensor signal to the Verstellvoriquesscompromisingerkennungsfunktion, which falls below a no-load limit, whose value is less than 1/5 of the maximum predetermined or actual operating load at the location of the first load sensor value is. Furthermore, it can be provided in particular that the state of the inability to function is assigned, if at the same time as falling below the load-limit value, the condition is fulfilled that the aircraft is on the ground.
  • the variator fault detection function may be configured such that in another case, herein also referred to as Case B, the variator misalignment function assigns an error state to an adjuster due to a clamp case when the second load sensor generates a signal value corresponding to a load L 2 and transmitted to the variator error detection function, which is a predetermined one Limit value corresponding to an operating load at the location of the second load sensor, and when the load L 1 measured by the first load sensor is in the operating range of the input side of the respective adjustment kinematics corresponding to the load L 2 measured by the second load sensor.
  • Case B the variator misalignment function assigns an error state to an adjuster due to a clamp case when the second load sensor generates a signal value corresponding to a load L 2 and transmitted to the variator error detection function, which is a predetermined one Limit value corresponding to an operating load at the location of the second load sensor, and when the load L 1 measured by the first load sensor is in the operating range of the input side of the respective adjustment kinematic
  • the recliner fault detection function may be configured such that in another case, as shown in the case C, the recliner fault detection function of the respective recliner device will be in an error condition due to a stuck case of the actuator or a transmission part related to the mechanical transmission chain between the first load Sensor and the second load sensor when the signal value of a load L 1 of the input side generated by the first load sensor exceeds a value for the operating range of the input side of the respective displacement kinematic, nominally the adjuster error detection function from that of the second load sensor. Sensor measured load L 2 determined.
  • the load L 1 measured by the first load sensor is more than twice as large as the load L 2 measured by the second load sensor, taking into account the ratio of the actuator.
  • the recliner error detection function may be configured such that in a case (D), the adjuster error detection function of an actuator or a transmission part located between the first load sensor and the second load sensor, an error state due to a state of a limited Assigns efficiency when the Verstellvoridess- fault detection function determines that the determined with the first load sensor load exceeds a predetermined limit and the load detected with the second load sensor falls below a predetermined limit, or if the
  • a position sensor for detecting the position of the vertical flap can generally be arranged on the adjusting kinematics.
  • a fault-tolerant control system with at least one flap which can be adjusted on one of the wings of an aircraft and with a control and monitoring device, comprising adjusting devices controlled by the control and monitoring device, at least one of which is assigned to each flap ,
  • At least one or at least two may be arranged at a respective flap of a wing and spaced from each other in the spanwise direction of the flap and which is coupled to a drive connection. It can be provided that several or the respectively connected to an adjusting flap adjusting devices are each coupled to a separate drive device or that the adjustment of all the flaps of a control system or high-lift system are coupled to a drive device, in particular centrally and e.g. may be located in the fuselage of the aircraft, the propulsion device being connected to the adjustment devices of each wing via a drive train, such as a drive train. a rotary shaft is mechanically coupled to the actuation thereof.
  • At least one adjusting device of a flap is formed according to one of the embodiments of the invention and comprises: a first load sensor on the input side of the actuator for detecting a load and a second load sensor on the output side of the actuator for detecting a load.
  • the fault-tolerant control system further has a control and monitoring device, which is functionally connected to the load sensors and is configured in such a way that, on the basis of the signals transmitted by the load sensors, it can assign an error state to the control devices associated with a flap.
  • the fault-tolerant control system may in particular comprise drive devices, of which in each case one of the at least one adjusting device is assigned in each case to a flap which is functionally connected to a control and monitoring device controlling the latter, and each comprising: two drive motors, two brake devices, wherein the drive motors is associated with at least one brake device for stopping the output of the respective drive motor.
  • the adjusting devices can be coupled via a respective drive connection to one of the flap associated drive device. Furthermore, at least two adjusting devices can be connected to each flap and spaced from one another in the spanwise direction of the flap.
  • a drive device can be assigned to each flap.
  • the drive device coupled to at least one adjusting device has at least one braking device and the control and monitoring device has:
  • a monitoring function that generates and sends a command signal to at least one brake device and optionally in addition to a differential lock for actuating the same when the monitoring function of the adjustment device has assigned an error state.
  • the control and monitoring device of the fault tolerant control system may also include:
  • a monitoring function that generates and sends a command signal to at least one brake device (Ba, Bb) for actuating the same when the monitoring function of the adjusting device due to the Comparison of position sensors on two different adjustment devices of a flap determines different adjustment states that exceeds a predetermined level.
  • the latter can in particular have a high-lift system reconfiguration function which is functionally connected to an adjuster error detection function and which generates commands for controlling the adjusters in response to error states transmitted thereto by the adjuster error detection function affected.
  • the actuator or the transmission gear can be formed from a rotary actuator or from a linear drive.
  • the two drive motors used may be electric drive motors.
  • two drive motors can be used, one of which is an electric drive motor and the other is a hydraulic drive motor.
  • the at least one drive motor may be a hydraulic drive motor.
  • a method for reconfiguring a high-lift system with adjustable adjustment flaps is provided with the steps:
  • Figure 1 is a schematic representation of an embodiment of the high-lift system Verstellklappen invention, of which two are provided for each wing, with adjusting devices for actuating the adjustment, wherein the adjusting devices each at least one actuator and each at least one located on the input side first load sensor and on the Output side of the at least one actuator located second load sensor and wherein the adjusting devices are driven by a central drive motor and coupled thereto a rotary shaft;
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the part of the high-lift system according to FIG. 1 provided for the right wing seen in the aircraft longitudinal axis;
  • FIG. 3a shows an embodiment of an adjusting device according to the invention, in which the load sensor arranged on the output side thereof is designed as a torque sensor;
  • Figure 3b shows an embodiment of an adjusting device according to the invention, in which the load sensor arranged on the output side thereof is designed as a force sensor;
  • Figure 4a shows an embodiment of an adjusting device according to the invention, in which the load sensor arranged on the output side thereof is designed as a force sensor and in which the two load sensors are functionally connected to a local data concentrator; and
  • Figure 4b shows an embodiment of an adjustment device according to the invention, in which the arranged on the output side of the same load sensor is designed as a force sensor and in which the two load sensors is functionally connected directly to a central control and monitoring device.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the high-lift system 1 according to the invention for adjusting at least one landing flap on each wing.
  • FIG. 1 shows two flaps per wing, which is not shown in the representation of FIG. shown. In detail, an inner landing flap A1 and an outer flap A2 on a first wing and an inner flap B1 and an outer flap B2 on a second wing are shown. In the high-lift system according to the invention, one or more than two landing flaps per wing can also be provided.
  • the high-lift system 1 is operated and controlled via a pilot interface, which in particular has an actuating member 3 such as an actuating lever.
  • the actuator 3 is functionally coupled to a control and monitoring device 5, which transmits control commands via a control line 8 for controlling a central drive unit 7.
  • the control and monitoring device 5 is a central control and monitoring device 5, ie it has control and monitoring functions for several and in particular all adjusting devices A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22
  • the central, ie arranged in the trunk area drive unit 7 may be formed with one or more drive motors.
  • the drive unit 7 has two drive motors Ma, Mb, which can be realized, for example, by a hydraulic motor and an electric drive.
  • the drive unit 7 can have at least one brake device assigned to the drive motors Ma, Mb, which can each be actuated by a command signal of the control and monitoring device 5.
  • the drive unit 7 has two brake devices Ba, Bb, which can each be actuated by a command signal of the control and monitoring device 5.
  • the at least one brake device is operatively connected to the control and monitoring device 5, which can actuate the brake device at predetermined conditions and thus lock the rotary shaft drive trains 11, 12. In the case of a defect of the drive motor or one of several drive motors, this can be switched off by the central drive unit 7 or a drive motor control associated with the at least one drive motor.
  • the central drive unit 7 can, as shown in Figure 1, have a differential which is coupled to the output sides of the hydraulic motor Ma and the electric motor Mb such that the respectively provided by the hydraulic motor H and the electric motor outputs are summed and to drive - Rotary shafts 11, 12 are transmitted.
  • FIG. 1 In the exemplary embodiment of the high-lift system according to the invention shown in FIG.
  • two brake devices Ba, Bb are furthermore provided, which are functionally connected to the control and monitoring device 5.
  • the control and monitoring device 5 is listed such that it can operate at predetermined conditions, the brake devices Ba, Bb and thus the rotary shaft drive trains 11, 12 can lock. If one of the two drive motors, for example the hydraulic motor H or the electric drive E in the illustrated embodiment, is switched off, the central drive unit 7 will be summed due to the differential, which is designed to summate the respective powers provided by the hydraulic motor H and the electric motor, a reduced by the amount of the off drive motor power.
  • the central drive unit 7 To the central drive unit 7 are a total of two drive rotary shafts 11, 12 each coupled to actuate the at least one flap A1, A2 and B1, B2 per wing.
  • the two drive rotary shafts 11, 12 are coupled to the central drive unit 7 and are synchronized with each other.
  • the central drive unit 7 sets the drive rotary shafts 11, 12 in rotation for the purpose of actuating movements of the adjusting devices of the respective flap coupled thereto.
  • a load limiter or torque limiter T may be integrated.
  • At least one adjusting device for adjusting the same is coupled to each flap A1, A2 or B1, B2.
  • two adjustment devices are arranged on each flap, specifically the adjusting devices A11, A12 or B11, B12 on the inner flaps A1 and B1 and the adjusting devices A21 on the outer flaps A2, B2. A22 or B21, B22.
  • the at least one Adjustment device, each actuates a flap, is called in the following adjustment.
  • the adjusting devices A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 are described, the components of different adjusting devices having the same function being provided with the same reference in each adjusting device.
  • A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 has an actuator or a transmission gear 20, an adjustment kinematics VK for kinematic coupling of the actuator 20 to the adjustment flap and optionally a position sensor 22, a transmission 25 and at least two load sensors 31, 32 on.
  • the transmission 25 With the transmission 25, the movement of the respective drive shaft 11, 12 is converted into a movement of a drive member or drive member 24 which is coupled to the actuator 20 to transmit an input member 20a or a downdrive link on the input side of the actuator 20 an input movement ,
  • the adjustment kinematics VK can be used, for example, as a track-carriage adjustment device with a carriage which can be moved on a track to which the respective flap is coupled, or as a dropped-hinge adjustment device with a fixed flap. Pivotable rotary lever, to which the respective flap is coupled, be formed.
  • the actuator or the transmission gear 20 is mechanically coupled to the respective drive rotary shafts 11, 12 and converts a rotational movement of the respective drive rotary shafts 11, 12 into an adjustment movement of the flap region, which is connected to the respective adjusting devices A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 is coupled.
  • a position sensor 22 is arranged on each adjustment device A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 of a flap, which determines the current position of the respective flap and this position value via a line, not shown to the control and monitoring device 5 sends.
  • the actuator 20 has on its output side an output element or an output lever 20b, which is coupled to a flap-side coupling device 27 for coupling the actuator 20 with the respective adjustment flap and transmits due to a input at its input side via the input element 20a Movement of a movement of the flap-side coupling device 27 for adjusting the respective flap A1, A2, B1, B2 from.
  • the input element 20a and the output element 20b are designed as mechanical functional parts.
  • the input element 20a or the output or transmission element 20b may be designed in particular as a rotary shaft and / or as a tension-pressure rod.
  • the input member 20a is a torque or power transmitting member that introduces a mechanical power into the actuator while the output member 20b transmits the torque generated by the actuator 20 or the force generated by the actuator 20 to the coupling device 27 and thus to the flapper. Between the input member 20a and the output member 20b is thus a mechanical transmission mechanism with a translation function.
  • an asymmetry sensor 23 may be arranged, which is also connected via a line not shown functionally connected to the control and monitoring device 5 and via this line a current value to the control and Monitoring device 5 sends, which states whether the ends of the rotary shaft drive trains 11 and 12 are rotated within a predetermined range or whether an asymmetric rotational position of the drive rotary shafts 11 and 12 is given.
  • a wing end region brake WTB can be arranged on each drive rotary shafts 11 and 12, which can block the respective drive train 11 or 12 when actuated.
  • the one diegelend Schemes- brake WTB is arranged in particular at a point of the drive rotary shafts 11 and 12, which is located in an outer region of the respective wing.
  • Each of the diegelend Schemes brakes WTB is connected via a line, also not shown functionally connected to the control and monitoring device 5 and can be controlled and actuated by the control and monitoring device 5 via this line.
  • the normal initial state of the wing end region brake WTB is a non-actuated state in which they do not interfere with the rotation of the drive rotary shafts 11 and 12, respectively.
  • the wing end portion brakes WTB may be operated to lock the respective associated drive rotation shafts 11 and 12, respectively.
  • the flap-side coupling device 27 may be formed in particular by a rotatable adjusting lever and the actuator by a rotary actuator or rotary actuator.
  • the flap-side coupling device 27 of a combination of a car and an this coupled lever or a rod and in this case the actuator may be formed in particular a spindle drive.
  • the carriage is mounted movably on a guide track (track) mounted on the main wing.
  • the flap is guided with a main wing arranged flap guide, which may be formed from a lever arrangement or a guideway.
  • each adjusting device A11, A12, A21, A22, B11, B12, B21, B22 comprises a first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a, also generally designated by the reference character S1, and a second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b, also generally designated by the reference numeral S2, on.
  • the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a and / or the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b may or may not have a torque Be a sensor or a force sensor.
  • the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a is generally provided on the input side 31 thereof and can be connected to the respective drive element 26 and / or to the input element 20a of the respective actuator 20 and / or a coupling between the drive element 26 and the input member 20a may be arranged.
  • the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a is configured to detect the load occurring due to the operation of the central drive unit 7, which is applied to the input side of the actuator 20 or the input member the actuator 20 is transmitted or impressed.
  • the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b can be connected to the output element 20b of the respective actuator 20 and / or to the respective flap-side coupling device 27 and / or to a coupling between the output element 20b and Coupling device 27 may be arranged.
  • the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b is configured to detect the load occurring due to the operation of the central drive unit 7, which is applied to the output side of the actuator 20 or to the output member transmitted to the actuator 20 or the flap-side coupling device 27 is impressed.
  • the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a and the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b is each functional via a line, not shown
  • An adjustment device evaluation function of an adjustment device monitoring function 40 is connected and sends via this line a current signal value for the amount of each detected load to the Verstellvoriquess- monitoring function 40.
  • the Verstellvoriquess monitoring function 40 or individual functions thereof may or may be part of the central control and monitoring device 5.
  • the adjustment device monitoring function 40 or individual functions thereof may also be part of a local and thus remote control and monitoring device 41, which is arranged in the vicinity of the actuator 20 or the flap-associated actuators 20.
  • a decentralized control and monitoring device 41 on each adjusting device or on a group of adjusting devices can be provided, in particular, in a high-lift system which is driven in a decentralized manner.
  • the adjusting devices instead of being driven by a central drive unit 7, the adjusting devices are each driven by a drive device which is commanded specifically by the central control and monitoring device 5 but is not mechanically coupled to drive devices which are connected to other adjustment flaps.
  • the other functions of the adjustment device monitoring function 40 may be implemented in the central control and monitoring device 5.
  • Such a decentralized control and monitoring device 41 may be mounted on the main wing and located at different positions in the spanwise direction.
  • the distributed control and monitoring device 41 Seen in the spanwise direction arranged in a span portion of the main wing, in which ei de flaps extends.
  • a decentralized control and monitoring device 41 for the actuators 20 are each provided a flap, so that in the embodiment of Figure 1 on each wing two decentralized control and monitoring device 41 are arranged.
  • a decentralized control and monitoring device 41 in which the Verstellvoridess- monitoring function 40 is implemented also on each actuator 20 and in particular on a support member of the respective adjustment device may be arranged.
  • a decentralized control and monitoring device 41 may be provided for several adjusting devices
  • the two load sensors of the adjustment device can be functionally connected to a local data concentrator RDC (FIG. 4a) or functionally connected directly to a central control and monitoring device (FIG. 4b).
  • a local data concentrator RDC which is arranged locally in the vicinity of the respective at least one adjusting device, can be provided for the at least one adjusting device connected to one adjusting flap in each case.
  • the recliner evaluation function and / or the recliner error detection function may be implemented in the local data concentrator RDC.
  • the adjuster monitoring function 40 includes an adjuster evaluation function and an adjuster error detection function.
  • the Verstellvorrichtaustechnischstechnik receives the signals of the load sensors and evaluates them, i. this determines corresponding load values from the sensor signals.
  • the adjuster error detection function may be part of the remote control and monitoring device 41 or the central control and monitoring device 5.
  • the adjuster error detection function may be used be associated with a high-lift system reconfiguration function, which may also be integrated in the remote control and monitoring device 41 or the central control and monitoring device 5.
  • a high-lift system reconfiguration function generates from the assignment of at least one error state to one or more adjustment devices, if necessary, reconfiguration commands to one or more adjustment devices in order to compensate for the respective error corresponding to the at least one error state.
  • Such Rekonfiugrations commands may include switching off an adjustment.
  • a reconfiguration command may also include that an adjustment device is no longer controlled.
  • Such a reconfiguration command can be sent to FIG. 5 so that it takes into account such a non-control command in the control of adjusting devices.
  • the high lift system may e.g. be designed by redundancy of components of the adjusting devices such that certain errors can be tolerated and in their occurrence no commands are transmitted to adjusting.
  • the high lift system reconfiguration function takes into account the error condition of all the adjusting devices in the formation of such commands.
  • the decentralized control and monitoring device 41 can be embodied such that it itself generates such commands as switching off the respective associated adjusting device; however, a central high lift system reconfiguration function is integrated in the central control and monitoring device 5 which takes into account the effects for other adjustment devices and then generates further reconfiguration commands for other adjustment devices.
  • the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a and the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b are functional with an adjuster error detection function for Receiving the sensor values determined by the load sensors connected to assign an error state of the adjusting device.
  • the sensor values of the first and second load sensor are each compared with at least one threshold and exceeding or falling below this limit by the signal values of the first and second load sensor is used to determine the error state of the adjustment.
  • the Verstellvoriquess error detection function can use the transfer function of this each associated actuator 20 and / or have stored. In this, the efficiency of the actuator and depending on the design of the actuator whose transmission ratio.
  • the adjustment device error detection function can be set up to identify the following error cases:
  • a loadless limit value or noload limit value can be preset to determine a substantially no-load state on the input side 31 or the output side 32 of the respective actuator 20, which is assumed to be the case when load sensor values occur under the load lot Limit no load or at least no operating load on the input side 31 and the output side 32 of the respective actuator 20 acts or is applied.
  • the load-free limit value may in particular be 1/5 of the maximum operating load of the actuator or the load occurring on the input side 31 or the output side 32 of the actuator, and in particular 1/5.
  • the load limit value may also be provided for checking that the load limit value is undershot, that the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a transmits a sensor signal to the adjustment device fault detection function, which indicates a load that is below 1/5 is defined at the location of the first load sensor as the maximum operating load, and the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b indicates a load that is less than 1/5 of the location of the second load sensor is defined as maximum operating load.
  • the Verstellvoraires- fault detection function checks whether the aircraft is in a mode in which this error is not critical.
  • the query or condition can be decisive, whether the aircraft is on the ground. If, therefore, the sensor signals are not undershot and, at the same time, the aircraft is not in a critical state, a measure for reconfiguring the high-lift system, which may also consist in the respective adjusting devices A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 is deactivated and no longer activated.
  • the Verstellvoriquess error detection function can also for an error case B of a terminal case on the output side 32 of an adjustment A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 of the flap, ie on the output member 20b and / or on the flap-side coupling device 27 and / or the flap guide, in which the entire drive torque is applied to the affected adjustment station.
  • error case B of a terminal case on the output side 32 of an adjustment A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 of the flap, ie on the output member 20b and / or on the flap-side coupling device 27 and / or the flap guide, in which the entire drive torque is applied to the affected adjustment station.
  • this In the event of a fault, this generally leads to a case of a damper. If such a clamping case occurs, this can lead to an overload and as a result to a breakage of the Drive train lead.
  • the sum of the forces and / or torques generated by those actuators is applied to the output side of the actuator, which are connected via respective adjusting devices A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 to the respective flap.
  • the second load sensor S2 generates a signal value corresponding to a load L 2 and transmits it to the variator fault detection function which exceeds a predetermined threshold value of an operating load at the location of the second load sensor S2 equivalent.
  • it may be provided as a condition that the operating load and in particular the maximum operating load and in particular the maximum permissible operating load for which the relevant actuator is provided are exceeded.
  • the maximum allowable operating load is the upper limit of the range within which the operation of the actuator is provided and, in particular, the area on the output side 32. This means that according to this range forces and / or moments in components of the output side 32 are permitted. This range of forces and / or moments is admitted in particular on that component of the output side 32 on which the second load sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b is arranged.
  • the maximum operating load is the maximum permissible force or the maximum permissible torque at this point.
  • variable "i" is the ratio that the actuator implements between input side 31 and output side 32
  • the constant "ki" is an amount that is an area around the respectively determined value
  • the constant ki may be 15% of the maximum operating load permitted at the input side 31 and, in particular, at the location of the first load sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a or actually occurring in normal operation ,
  • the adjusting device fault detection function generally assigns a clamping case to the output side 32 of an adjusting device A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22 or an adjusting kinematics VK of the associated adjusting flap, if
  • the second load sensor S2 when the second load sensor S2 generates a signal value corresponding to a load L 2 and transmits it to the adjustment device fault detection function, which exceeds a predetermined limit, which corresponds to an operating load at the location of the second load sensor S2, wherein it is provided in particular that the load L 2 exceeds a predetermined maximum load, ie when L 2 > I 1113x , and
  • the pinch position of the actuator or a part of the respective displacement device located between S1 and S2 can be determined when the load L 1 measured by the first load sensor S1 has an operating range of the input side (31 ) exceeds the respective displacement kinematics (VK), which is nominally the load (L 2 ) measured by the second load sensor (S2).
  • VK displacement kinematics
  • the load L 1 measured by the first load sensor S 1 is more than twice as large as the load L 2 measured by the second load sensor S 2 , taking into account the ratio of the actuator 20 Adjustment of a terminal case of the actuator 20 is assigned when the first load sensor S1 determines a load value L1, for the condition
  • condition L - ⁇ - ⁇ k of the error case B
  • the constant k 2 is greater than the constant k 1 .
  • the constant k 2 is greater than the constant K 1 and especially twice as large as the constant ⁇ .
  • the recliner error detection function may also have a function of detecting or associating an error case D of deterioration in efficiency and e.g. a Reiberhöhung in the actuator 20 and generally a state of limited performance of each of the actuator or a transmission part, which is located between the first load sensor S1 and the second load sensor S2 occurs.
  • the adjuster failure detection function assigns the actuator 20 or a transmission part located between the first load sensor S1 and the second load sensor S2 to a state of limited performance when it has a ratio - out of that of the first load.
  • Sensor S1 respectively
  • L 2 measured load value L 1 and the second load sensor S2 respectively measured load value L 2 forms and determines if this ratio falls below a predetermined threshold k 3 .
  • the limit k 3 can be
  • Ratio is a nominal load ratio, which is intact
  • Reformulations of the former formula can be used.
  • the variator fault detection function may have a function whereby, upon satisfaction of certain conditions mentioned below, the first load sensor S1 may receive a mechanical sensor error, e.g. a so-called sensor disconnect, referred to in this context as an error case E, can be assigned.
  • a mechanical sensor error e.g. a so-called sensor disconnect
  • the Verstellvoriquess- fault detection function determines that the first load sensor S1 falls below a predetermined no-load signal value and the second load sensor S2 exceeds a predetermined load signal value indicating a load.
  • the no-load signal value can be defined in particular as described with regard to the error case A.
  • the adjuster error detection function may have a function that the load signal value to be exceeded by the second load sensor S2 to meet the above condition depending on the respective actuation of the actuator and / or the size and / or type of actuation of the actuator Actuator at this skillful command signal.
  • the Verstellvoriquess-error detection function may have a function to be assigned to the second load sensor S2, a mechanical sensor error and in particular a so-called sensor disconnect on the fulfillment of certain, hereinafter mentioned in relation to the error case E in the reverse manner to be defined conditions can (error F).
  • error F a mechanical sensor error and in particular a so-called sensor disconnect on the fulfillment of certain, hereinafter mentioned in relation to the error case E in the reverse manner to be defined conditions.
  • error F a mechanical sensor error and in particular a so-called sensor disconnect on the fulfillment of certain, hereinafter mentioned in relation to the error case E in the reverse manner to be defined conditions.
  • error F a mechanical sensor error and in particular a so-called sensor disconnect on the fulfillment of certain, hereinafter mentioned in relation to the error case E in the reverse manner to be defined conditions.
  • error F a mechanical sensor error and in particular a so-called sensor disconnect on the fulfillment of certain, hereinafter mentioned in relation to the error case E in the reverse manner to be defined conditions.
  • error F
  • the Verstellvoriquess- fault detection function may have a function that the of the first load Sensor S1 to meet the above-mentioned condition to be exceeded load signal value as a function of the respective actuation of the actuator and / or depending on the size and / or type of the sent to actuate the actuator sent to this command signal.
  • the high lift system reconfiguration function may be initiated to reconfigure the high lift system to a secure system configuration depending on the fault cases identified by the recliner fault detection function or due to the assignment of fault conditions to a component or component combinations.
  • the adjusting flap which is symmetrically arranged with respect to the adjustment flap, which is symmetrical with respect to the aircraft longitudinal axis, is no longer actuated.
  • a brake provided in the actuator 20 for this case is actuated for locking the adjustment flap in its current adjustment state.
  • the actuators are driven by a common rotary shaft 11, 12 and the respective components of the adjusting kinematics VK are equipped with a failsafe mechanism, the high-lift system reconfiguration function may be provided, the relevant adjusting device being further actuated.
  • a central, i.e. driven by rotary shafts 11, 12 driven high-lift system can be provided in an unacceptable deviation of the determined by the control and monitoring device 5 target positions of the detected by means of the position sensors 22 actual positions that the control and monitoring device 5 or the high lift system reconfiguration function actuation Signal to a dieset WTB and to the at least one brake device Ba, Bb for locking both shaft strands 11, 12th
  • the high-lift system reconfiguration function can be designed such that the signal value L1_RW for an applied load determined by the first load sensor S1_RW of the right-hand wing is compared with the signal value which the first load sensor S1_LW has at the position symmetrical to the aforementioned adjustment device Adjustment of the left wing generated.
  • the adjuster error detection function may be e.g. Allocate a terminal case even at low loads of the respective right flap, if the determined in each case due to the signal values L1_RW, L1_LW loads LI, L2 differ by a minimum amount. In order to assign this terminal case, so must the condition
  • the difference can be constant or determined depending on the load.
  • a clamping case can be determined for each left flap.

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Abstract

Verstellvorrichtung (A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22) zur Ankopplung an eine Verstellklappe (A1, A2; B1, B2) eines Flugzeugs mit einem Aktuator (20), einer Verstell-Kinematik (VK) zur kinematischen Kopplung des Aktuators (20) an die Verstellklappe (A1, A2; B1, B2) und einem Getriebe (25), wobei die Verstellvorrichtung (A11, A12, B11, B12, A21, A22, B21, B22) an eine Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5) zur Betätigung derselben ankoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung aufweist: einen ersten Last-Sensor (S1; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a), der an der Eingangsseite (31) des Aktuators (20) zur Erfassung der an der Eingangsseite des Aktuators (20) aufgrund der Betätigung der Verstellklappe (A1, A2; B1, B2) auftretenden Last angeordnet ist, einen zweiten Last-Sensor (S2; S11-b, S12-b, S21-b), der an der Ausgangsseite (32) des Aktuators (20) zur Erfassung der an der Ausgangsseite (32) des Aktuators (20) aufgrund der Betätigung der Verstellklappe (A1, A2; B1, B2) auftretenden Last angeordnet ist, wobei der erste Last-Sensor (S1; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) und der zweite Last-Sensor (S1; S11-b, S12-b, S21 -b, S22-b) funktional mit einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion zum Empfang der von den Last-Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden ist, um der Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand zuzuordnen; sowie eine Kombination einer Verstellvorrichtung und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion, ein fehlertolerantes Stellsystem und ein Verfahren zur Rekonfiguration eines Stellsystems.

Description

Verstellvorrichtung eines Flugzeugs, Kombination einer Verstellvorrichtung und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion, fehlertolerantes
Stellsystem und Verfahren zur Rekonfiguration des Stellsystems
Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung eines Flugzeugs, Kombination einer Verstellvorrichtung und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion, fehlertolerantes Stellsystem und Verfahren zur Rekonfiguration des Stellsystems. Die Verstellklappe ist generell eine verstellbare aerodynamische Klappe eines Flugzeugs und kann insbesondere eine Hochauftriebsklappe sein. Das Stellsystem kann insbesondere ein Hochauftriebssystem eines Flugzeugs sein.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Hochauftriebssysteme mit Lastbegrenzer zur Vermeidung von Überlast insbesondere bei gegebenenfalls auftretenden Kraftkonflikten bekannt.
In der US 7 195 209 ist ein Lastsensor für Antriebe von Hochauftriebssystemen beschrieben, mit dem die Last am Ausgang eines Aktuators gemessen wird.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Verstellvorrichtung zur Ankopplung an eine Verstellklappe eines Flugzeugs, eine Kombination einer Verstellvorrichtung mit einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion, ein fehlertolerantes Stellsystem und ein Verfahren zur Rekonfiguration eines Stellsystems bereitzustellen, mit der bzw. dem bei einem minimalen Geräteaufwand in dem Hochauftriebssystem auftretende Fehler lokalisiert und mit dem eine effiziente Systemdegradation zur Kompensation des jeweils auftretenden Fehlers erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den auf diese rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann insbesondere auch eine Prädiktion von Fehlerzuständen an einer Verstellvorrichtung vorgenommen werden. Erfindungsgemäß ist eine Verstellvorrichtung oder Stellvorrichtung zur Ankopplung an eine Verstellklappe eines Flugzeugs vorgesehen, aufweisend:
einen Aktuator und eine Versteil-Kinematik zur kinematischen Kopplung des Aktuators an die Verstellklappe,
einen ersten Last-Sensor, der an der Eingangsseite des Aktuators zur Erfassung der an der Eingangsseite des Aktuators aufgrund der Betätigung der Verstellklappe auftretenden Last angeordnet ist,
einen zweiten Last-Sensor, der an der Ausgangsseite des Aktuators zur Erfassung der an der Ausgangsseite des Aktuators aufgrund der Betätigung der Verstellklappe auftretenden Last angeordnet ist.
Dabei sind der erste Last-Sensor und der zweite Last-Sensor funktional mit einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion zum Übermitteln der von den Last- Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden, um den Funktionszustand der Verstellvorrichtung zu überwachen. Diese ist derart ausgeführt, dass diese auf der Basis der von den Last-Sensoren übermittelten Signale den einer Klappe zugeordneten Stellvorrichtungen einen Fehlerzustand zuordnen kann.
Bei der Anordnung von zwei oder mehr als zwei Verstellvorrichtungen an einer Klappe kann vorgesehen sein, dass nur eine der Verstellvorrichtungen nach der Erfindung mit zwei Last-Sensoren ausgeführt ist. Die zumindest eine weitere Verstellvorrichtung kann derart ausgeführt sein, dass diese nur einen der beiden Last-Sensoren oder keinen der Last-Sensoren aufweist.
Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung kann insbesondere zumindest als eine von mehreren Verstellvorrichtungen eines Hochauftriebssystems zur Verteilung von Vorderkanten-Klappen oder Hinterkantenklappe verwendet werden. Die Versteil- Kinematik kann dabei insbesondere als „Track-Kinematik" oder als „Dropped Hinge Kinematik" ausgeführt sein. Bei einer „Track-Kinematik" ist die Stellvorrichtung als Schlitten ausgeführt, der über einen Aktuator auf einer Schiene („Track") geführt wird. Die Stellklappe ist über eine Antriebsstange an den Schlitten gekoppelt, wobei vorzugsweise ein erstes Gelenk die Antriebsstange an den Schlitten und ein zweites Gelenk die Antriebsstange an die Stellklappe koppelt. Bei einer sogenannten „Dropped Hinge Kinematik" ist der Aktuator als Drehaktuator ausgeführt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Kombination einer derartigen Verstellvorrichtung und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion vorgesehen. Die Verstellvorrichtung weist einen Aktuator und eine Verstell-Kinematik zur kinematischen Kopplung des Aktuators an die Verstellklappe auf. Optional kann die Verstellvorrichtung auch ein Getriebe aufweisen, über das die von der Antriebsvorrichtung erzeugte Leistung auf den Aktuator übertragen wird. Die Verstellvorrichtung ist an eine Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung zur Betätigung derselben ankoppelbar. Die Verstellvorrichtung weist auf:
einen ersten Last-Sensor, der an der Eingangsseite des Aktuators zur Erfassung der an der Eingangsseite des Aktuators aufgrund der Betätigung der Verstellklappe auftretenden Last angeordnet ist,
einen zweiten Last-Sensor, der an der Ausgangsseite des Aktuators zur Erfassung der an der Ausgangsseite des Aktuators aufgrund der Betätigung der Verstellklappe auftretenden Last angeordnet ist.
Der erste Last-Sensor und der zweite Last-Sensor sind dabei funktional mit der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion zum Empfang der von den Last- Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden, um der Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand zuzuordnen, wenn in Abhängigkeit dieser Sensorwerte vorbestimmte Kriterien erfüllt sind. Die Verstellvorrichtungs-Fehiererkennungsfunktion ist dabei derart ausgeführt, dass diese den Funktionszustand der Verstellvorrichtung überwachen kann.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann derart gestaltet sein, dass in dieser die Sensorwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors jeweils mit zumindest einem Grenzwert verglichen werden und ein Überschreiten oder Unterschreiten dieses Grenzwerts durch die Signalwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors zur Ermittlung des Fehlerzustands der Verstellvorrichtung verwendet wird. Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann insbesondere derart gestaltet sein, dass in einem Fall, in dem der erste Last-Sensor und der zweite Last-Sensor jeweils die Unterschreitung eines Lastlos-Grenzwerts erfasst, die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion der jeweiligen Verstellvorrichtung den Zustand der Funktionsunfähigkeit (Fehlerfall A) und somit einen Fehlerzustand zuordnet.
Dabei kann vorgesehen sein, dass die Unterschreitung des Lastlos-Grenzwerts vorliegt, wenn der erste Last-Sensor ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das eine Last anzeigt, die unter 1/5 der an der Stelle des ersten Last-Sensors als maximale Betriebslast definiert ist, und der zweite Last-Sensor eine Last anzeigt, die unter 1/5 der an der Stelle des zweiten Last- Sensors als maximale Betriebslast definiert ist oder in normalem Betrieb tatsächlich auftritt. Eine maximale Betriebslast kann aufgrund der Auslegung des Tragflügels oder der Flugzeugs vorgegeben sein. Einer Verstellvorrichtung kann also ein Fehlerzustand zugeordnet werden, wenn der erste Last-Sensor ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das einen Lastlos- Grenzwert unterschreitet, dessen Wert unter 1/5 der maximalen vorgegebenen oder tatsächlichen Betriebslast an der Stelle des ersten Last-Sensors entsprechenden Wertes beträgt, und der zweite Last-Sensor ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das einen Lastlos- Grenzwert unterschreitet, dessen Wert unter 1/5 des der maximalen vorgegebenen oder tatsächlichen Betriebslast an der Stelle des ersten Last-Sensors entsprechenden Wertes beträgt. Weiterhin kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass der Zustand der Funktionsunfähigkeit zuordnet wird, wenn zugleich mit der Unterschreitung des Lastlos-Grenzwerts die Bedingung erfüllt ist, dass sich das Flugzeug am Boden befindet.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann insbesondere derart gestaltet sein, dass in einem weiteren Fall, hierin auch als Fall B bezeichnet, die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion der Ausgangsseite einer Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand aufgrund eines Klemmfalls zuweist, wenn der zweite Lastsensor einen einer Last L2 entsprechenden Signalwert erzeugt und an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors entspricht, und wenn die von dem ersten Lastsensor gemessene Last L1 im Betriebsbereich der Eingangsseite der jeweiligen Verstellkinematik liegt, die der von dem zweiten Last-Sensor gemessenen Last L2 entspricht.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der vorgegebene Grenzwert einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors eine vorgegebene oder ermittelte Maximallast Lmax für die Ausgangsseite ist.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann insbesondere derart gestaltet sein, dass in einem weiteren Fall, im fügenden Fall Cgenannt, die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion der jeweiligen Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand aufgrund eines Klemmfalls des Aktuators oder eines Übertragungsteils, der in Bezug auf die mechanische Übertragungskette zwischen dem ersten Last-Sensor und dem zweiten Last-Sensor gelegen istzuordnet, wenn der von dem ersten Lastsensor erzeugte Signalwert einer Last L1 der Eingangsseite einen Wert für den Betriebsbereich der Eingangsseite der jeweiligen Verstellkinematik übersteigt, den nominell die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion aus der von dem zweiten Last-Sensor gemessenen Last L2 ermittelt.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die von dem ersten Lastsensor gemessene Last L1 mehr als doppelt so groß ist, wie die von dem zweiten Lastsensor gemessene Last L2 unter Berücksichtigung der Übersetzung des Aktuators.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann insbesondere derart gestaltet sein, dass in einem Fall (D) die Versteilvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion einem Aktuator oder einem Übertragungsteil, der zwischen dem ersten Last-Sensor und dem zweiten Last-Sensor gelegen ist, einen Fehlerzustand aufgrund eines Zustands einer eingeschränkten Leistungsfähigkeit zuordnet, wenn die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion ermittelt, dass die mit dem ersten Lastsensor ermittelte Last einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und die mit dem zweiten Lastsensor ermittelte Last einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, oder wenn das
Verhältnis — der mit dem ersten Lastsensor ermittelten Last L1 bezogen auf die mit
L2 dem zweiten Lastsensor ermittelten Last L2 einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Bei den Ausführungsbeispielen kann generell an der Verstellkinematik ein Positionssensor zur Erfassung der Position der Vertellklappe angeordnet sein.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist auch ein fehlertolerantes Stellsystem mit zumindest einer an jeweils einem der Tragflügel eines Flugzeugs verstellbaren Klappe und mit einer Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung vorgesehen, aufweisend mit der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung angesteuerte Verstellvorrichtungen, von denen zumindest eine jeder Klappe zugeordnet ist.
Von den Verstellvorrichtungen kann zumindest eine oder können zumindest zwei an jeweils einer Klappe eines Tragflügels und voneinander in Spannweiten-Richtung der Klappe beabstandet angeordnet sein und die an eine Antriebs-Verbindung angekoppelt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere oder die an eine Stellklappe jeweils angekoppelten Verstellvorrichtungen jeweils an eine eigene Antriebsvorrichtung angekoppelt sind oder dass die Verstellvorrichtungen sämtlicher Klappen eines Stellsystems oder Hochauftriebssystems an eine Antriebsvorrichtung angekoppelt sind, die insbesondere zentral und z.B. im Rumpf des Flugzeugs angeordnet sein kann, wobei die Antriebsvorrichtung mit den Verstellvorrichtungen jedes Flügels über einen Antriebsstrang wie z.B. eine Drehwelle zu deren Betätigung mechanisch gekoppelt ist.
Dabei ist zumindest eine Verstellvorrichtung einer Klappe nach einem der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele gebildet und weist auf: einen ersten Last- Sensor an der Eingangsseite des Aktuators zur Erfassung einer Last und einen zweiten Last-Sensor an der Ausgangsseite des Aktuators zur Erfassung einer Last. Das fehlertolerante Stellsystem weist erfindungsgemäß weiterhin eine mit den Last- Sensoren funktional verbundene Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung auf, die derart ausgeführt ist, dass diese auf der Basis der von den Last-Sensoren übermittelten Signalen den einer Klappe zugeordneten Stellvorrichtungen einen Fehlerzustand zuordnen kann. Das fehlertolerante Stellsystem kann insbesondere Antriebsvorrichtungen aufweisen, von denen jeweils eine der zumindest einen Verstellvorrichtung jeweils einer Klappe zugeordnet ist, die mit einer diese ansteuernden Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung funktional in Verbindung stehen, und die jeweils aufweisend: zwei Antriebsmotoren, zwei Brems-Vorrichtungen, wobei den Antriebsmotoren zumindest eine Brems-Vorrichtung zum Anhalten des Ausgangs des jeweiligen Antriebsmotors zugeordnet ist.
Die Verstellvorrichtungen können über jeweils eine Antriebs-Verbindung an eine der Klappe jeweils zugeordnete Antriebsvorrichtung angekoppelt sein. Weiterhin kann an jeder Klappe zumindest zwei Verstellvorrichtungen angeschlossen und voneinander in Spannweiten-Richtung der Klappe beabstandet angeordnet sind.
Dabei kann an jeder Klappe jeweils eine Antriebsvorrichtung zugeordnet sein.
Nach einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen fehlertoleranten Stellsystems ist vorgesehen, dass die mit zumindest einer Verstellvorrichtung gekoppelte Antriebsvorrichtung zumindest eine Bremsvorrichtung aufweist und die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung aufweist:
eine Stell-Funktion zur Betätigung der Antriebsvorrichtung der Klappe,
eine Überwachungs-Funktion, die ein Kommandosignal an zumindest eine Brems-Vorrichtung und optional zusätzlich an eine Differentialsperre zur Betätigung derselben erzeugt und an diese schickt, wenn die Überwachungs- Funktion der Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand zugeordnet hat.
Die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung des fehlertoleranten Stellsystems kann auch aufweisen:
eine Stell-Funktion zur Betätigung der Antriebsvorrichtung der Klappe,
eine Überwachungs-Funktion, die ein Kommandosignal an zumindest eine Brems-Vorrichtung (B-a, B-b) zur Betätigung derselben erzeugt und an diese schickt, wenn die Überwachungs-Funktion der Verstellvorrichtung aufgrund des Vergleichs von Positions-Sensoren an zwei verschiedenen Verstell-Vorrichtungen einer Klappe unterschiedliche Verstell-Zustände ermittelt, die ein vorbestimmtes Maß überschreitet.
Bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen des fehlertolerantes Stellsystems kann dieses insbesondere eine Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion aufweisen, die mit einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion funktional in Verbindung steht und die in Abhängigkeit von Fehlerzuständen, die dieser von der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt werden, Kommandos zur Ansteuerung der Verstellvorrichtungen erzeugt oder beeinflusst.
Der Aktuator oder das Übersetzungsgetriebe kann aus einem Drehaktuator oder aus einem Linearantrieb gebildet sein. Die verwendeten zwei Antriebsmotoren können elektrische Antriebsmotoren sein. Auch können zwei Antriebsmotoren verwendet werden, von denen einer ein elektrischer Antriebsmotor und der andere ein hydraulischer Antriebsmotor ist. Auch kann der zumindest eine Antriebsmotor ein hydraulischer Antriebsmotor sein.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zur Rekonfiguration eines Hochauftriebssystems mit verstellbaren Verstellklappen mit den Schritten vorgesehen:
Ermittlung von Signalwerten von einem ersten Last-Sensor und einem zweiten Last-Sensor zur Ermittlung von an einer Verstellvorrichtung mit einem Aktuator auftretenden Lasten, wobei der erste Last-Sensor an der Eingangsseite und der zweite Last-Sensor an der Ausgangsseite angeordnet ist,
in Abhängigkeit der Prüfung des Erfülltseins von Bedingungen mit den von dem ersten Last-Sensor und dem zweiten Last-Sensor ermittelten Signalwerten Zuordnung eines Fehlerzustands an ein Bestandteil der jeweiligen Verstellvorrichtung.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Figuren beschrieben, die zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochauftriebssystems Verstellklappen, von denen zwei für jeden Flügel vorgesehen sind, mit Verstellvorrichtungen zur Betätigung der Verstellklappen, wobei die Verstellvorrichtungen jeweils zumindest einen Aktuator und jeweils zumindest einen auf der Eingangsseite gelegenen ersten Last-Sensor und auf der Ausgangsseite des zumindest einen Aktuators gelegenen zweiten Last-Sensor und wobei die Verstellvorrichtungen von einem zentralen Antriebsmotor und einer mit diesem gekoppelten Drehwelle angetrieben werden;
Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des für den in Flugzeug-Längsachse gesehen rechten Flügel vorgesehenen Teil des Hochauftriebssystems nach der Figur 1 ;
Figur 3a eine Ausführungsform einer Verstellvorrichtung nach der Erfindung, bei der der auf der Ausgangsseite derselben angeordnete Last-Sensor als Drehmomenten-Sensor ausgebildet ist;
Figur 3b eine Ausführungsform einer Verstellvorrichtung nach der Erfindung, bei der der auf der Ausgangsseite derselben angeordnete Last-Sensor als Kraft- Sensor ausgebildet ist;
Figur 4a eine Ausführungsform einer Verstellvorrichtung nach der Erfindung, bei der der auf der Ausgangsseite derselben angeordnete Last-Sensor als Kraft- Sensor ausgebildet ist und bei der die beiden Last-Sensoren funktional mit einem lokalen Daten-Konzentrator verbunden ist; und
Figur 4b eine Ausführungsform einer Verstellvorrichtung nach der Erfindung, bei der der auf der Ausgangsseite derselben angeordnete Last-Sensor als Kraft- Sensor ausgebildet ist und bei der die beiden Last-Sensoren funktional direkt mit einer zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung verbunden ist.
Die Figur 1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochauftriebssystems 1 zum Verstellen zumindest einer Landeklappe an jedem Tragflügel. In der Figur 1 sind zwei Landeklappen je Tragflügel, der in der Darstellung der Figur 1 nicht gezeigt ist, dargestellt. Im Einzelnen sind dargestellt: eine innere Landeklappe A1 und eine äußere Landeklappe A2 an einem ersten Tragflügel und eine innere Landeklappe B1 und eine äußere Landeklappe B2 an einem zweiten Tragflügel. Bei dem erfindungsgemäßen Hochauftriebssystem können auch eine oder mehr als zwei Landeklappen pro Tragflügel vorgesehen sein. Das Hochauftriebssystem 1 wird betätigt und kontrolliert über eine Piloten-Schnittstelle, die insbesondere ein Betätigungsorgan 3 wie z.B. einen Betätigungshebel aufweist. Das Betätigungsorgan 3 ist mit einer Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 funktional gekoppelt, die Steuerkommandos über eine Ansteuerungs-Leitung 8 zur Ansteuerung einer zentralen Antriebseinheit 7 übermittelt. Die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 ist eine zentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5, d.h. diese weist Steuerungs- und Überwachungsfunktionen für mehrere und insbesondere sämtliche Verstell- Vorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 des Hochauftriebssystems auf.
Die zentrale, d.h. im Rumpfbereich angeordnete Antriebseinheit 7 kann mit einer oder mehreren Antriebsmotoren gebildet sein. In der dargestellten Ausführungsform des Hochauftriebssystems weist die Antriebseinheit 7 zwei Antriebsmotoren M-a, M-b auf, die z.B. durch einen Hydraulikmotor und einen Elektrikantrieb realisiert sein können. Weiterhin kann die Antriebseinheit 7 zumindest eine den Antriebsmotoren M-a, M-b zugeordnete Brems-Vorrichtung aufweisen, die jeweils durch ein Kommandosignal der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 betätigt werden kann. In der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform des Hochauftriebssystems weist die Antriebseinheit 7 zwei Brems-Vorrichtungen B-a, B-b auf, die jeweils durch ein Kommandosignal der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 betätigt werden können. Die zumindest eine Brems-Vorrichtung ist funktional mit der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 verbunden, die bei vorbestimmten Bedingungen die Brems-Vorrichtung betätigen und damit die Drehwellen-Antriebsstränge 11 , 12 arretieren kann. Bei einem Defekt des Antriebsmotors oder eines von mehreren Antriebsmotoren kann diese durch die zentrale Antriebseinheit 7 oder eine dem zumindest einen Antriebsmotor zugeordnete Antriebsmotor-Steuerung abgeschaltet werden. Die zentrale Antriebseinheit 7 kann, wie in der Figur 1 gezeigt ist, ein Differential aufweisen, das mit den Ausgangsseiten des Hydraulikmotors M-a und des Elektromotors M-b derart gekoppelt ist, dass die von dem Hydraulikmotor H und dem Elektromotor jeweils bereitgestellten Leistungen summiert werden und an Antriebs- Drehwellen 11 , 12 übertragen werden. In dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Hochauftriebssystems sind weiterhin zwei Brems-Vorrichtungen B-a, B-b vorgesehen, die funktional mit der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 verbunden sind. Die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 ist derart aufgeführt, dass diese bei vorbestimmten Bedingungen die Brems-Vorrichtungen B-a, B-b betätigen und damit die Drehwellen- Antriebsstränge 11 , 12 arretieren kann. Wird einer der beiden Antriebsmotoren, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel z.B. der Hydraulikmotor H oder der Elektrikantrieb E, abgeschaltet, gibt die zentrale Antriebseinheit 7 aufgrund des Differentials, das derart gestaltet ist, dass die von dem Hydraulikmotor H und dem Elektromotor jeweils bereitgestellten Leistungen summiert werden, eine um den Betrag des abgeschalteten Antriebsmotors reduzierte Leistung ab.
An die zentrale Antriebseinheit 7 sind insgesamt zwei Antriebs-Drehwellen 11 , 12 jeweils zur Betätigung der zumindest einen Klappe A1 , A2 bzw. B1 , B2 je Tragflügel angekoppelt. Die beiden Antriebs-Drehwellen 11 , 12 sind an die zentrale Antriebseinheit 7 gekoppelt und werden durch diese miteinander synchronisiert. Aufgrund entsprechender Steuerkommandos versetzt die zentrale Antriebseinheit 7 die Antriebs-Drehwellen 11 , 12 zur Ausübung von Stellbewegungen der mit diesen gekoppelten Verstell-Vorrichtungen der jeweiligen Klappe in Drehung. In einem der Antriebseinheit 7 nahe gelegenen Wellenabschnitt der Antriebs-Drehwellen 11 , 12 kann ein Last-Begrenzer oder Drehmoment-Begrenzer T integriert sein.
An jeder Klappe A1 , A2 bzw. B1 , B2 ist zumindest eine Verstellvorrichtung zur Verstellung derselben angekoppelt. Bei dem in der Figur 1 dargestellten Hochauftriebssystem sind an jeder Klappe jeweils zwei Verstellvorrichtungen angeordnet, und zwar im Einzelnen an den inneren Klappen A1 und B1 die Verstellvorrichtungen A11 , A12 bzw. B11 , B12 und an den äußeren Klappen A2 und B2 die Verstellvorrichtungen A21 , A22 bzw. B21 , B22. Die zumindest eine Verstellvorrichtung, die jeweils eine Klappe betätigt, wird im folgenden Verstellstation genannt.
Im Folgenden werden die Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 beschrieben, wobei die Bestandteile verschiedener Verstellvorrichtungen gleicher Funktion in jeder Verstell-Vorrichtung mit demselben Bezugzeichen versehen sind.
Jeder der Verstellvorrichtungen A11. A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 weist einen Aktuator oder ein Übersetzungsgetriebe 20, eine Versteil-Kinematik VK zur kinematischen Kopplung des Aktuators 20 an die Verstellklappe sowie optional einen Positionssensor 22, ein Getriebe 25 sowie zumindest zwei Last-Sensoren 31 , 32 auf. Mit dem Getriebe 25 wird die Bewegung der jeweiligen Antriebswelle 11 , 12 in eine Bewegung eines Antriebsteils oder Antriebselements 24 umgesetzt, das mit dem Aktuator 20 gekoppelt ist, um einem Eingangselement 20a oder einem Downdrive-Link an der Eingangsseite des Aktuators 20 eine Eingangsbewegung zu übertragen.
Die Versteil-Kinematik VK kann beispielsweise als Track-Carriage-Verstellvorrichtung mit einem auf einer Führungsbahn (track) bewegbaren Schlitten (carriage), an dem die jeweiligen Klappe angekoppelt ist, oder als eine Dropped-Hinge-Verstellvorrichtung mit einem um einen festen Klappen-Drehpunkt drehbaren Verstellhebel, an dem die jeweiligen Klappe angekoppelt ist, ausgebildet sein. Der Aktuator oder das Übersetzungsgetriebe 20 ist mechanisch an die jeweiligen Antriebs-Drehwellen 11 , 12 angekoppelt und setzt eine Rotationsbewegung der jeweiligen Antriebs-Drehwellen 11 , 12 in eine Verstellbewegung des Klappenbereichs um, der mit der jeweiligen Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 gekoppelt ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass an jeder Verstell-Vorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 einer Klappe ein Positionssensor 22 angeordnet ist, der die aktuelle Position der jeweiligen Klappe ermittelt und diesen Positionswert über eine nicht dargestellte Leitung an die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 sendet.
Der Aktuator 20 weist an seiner Ausgangsseite ein Ausgangselement oder ein Ausgangshebel 20b auf, das mit einer klappenseitigen Kopplungsvorrichtung 27 zur Kopplung des Aktuators 20 mit der jeweiligen Verstellklappe gekoppelt und überträgt aufgrund einer an seiner Eingangsseite über das Eingangselement 20a eingegebenen Bewegung eine Bewegung an die klappenseitige Kopplungsvorrichtung 27 zur Verstellung der jeweiligen Klappe A1 , A2, B1 , B2 ab. Das Eingangselement 20a und das Ausgangselement 20b sind als mechanische Funktionsteile ausgebildet. Dabei kann das Eingangselement 20a oder das Ausgangs- oder Übertragungselement 20b insbesondere als Drehwelle und/oder als Zug-Druck-Stange ausgebildet sein. Das Eingangselement 20a ist ein Moment- oder Kraftübertragungsteil, das eine mechanische Leistung in den Aktuator einbringt, während dass Ausgangselement 20b das von dem Aktuator 20 erzeugte Moment oder die von dem Aktuator 20 erzeugte Kraft an die Kopplungsvorrichtung 27 und somit an die Klappe überträgt. Zwischen dem Eingangselement 20a und dem Ausgangselement 20b liegt somit eine mechanische Übertragungsmechanik mit einer Übersetzungsfunktion.
Zusätzlich kann an den Enden der Drehwellen-Antriebsstränge 11 bzw. 12 ein Asymmetrie-Sensor 23 angeordnet sein, der ebenfalls über eine nicht dargestellte Leitung funktional mit der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 verbunden ist und über diese Leitung einen aktuellen Wert an die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 sendet, der aussagt, ob die Enden der Drehwellen- Antriebsstränge 11 bzw. 12 innerhalb eines vorgegebenen Bereichs rotiert werden oder ob eine asymmetrische Drehstellung der Antriebs-Drehwellen 11 bzw. 12 gegeben ist.
Weiterhin können an jeder Antriebs-Drehwellen 11 bzw. 12 jeweils eine Flügelendbereichs-Bremse WTB angeordnet sein, die bei Betätigung den jeweiligen Antriebsstrang 11 bzw. 12 blockieren kann. Dabei ist die eine Flügelendbereichs- Bremse WTB insbesondere an einer Stelle der Antriebs-Drehwellen 11 bzw. 12 angeordnet, der in einem äußeren Bereich des jeweiligen Flügels gelegen ist. Jede der Flügelendbereichs-Bremsen WTB ist über eine ebenfalls nicht dargestellte Leitung funktional mit der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 verbunden und kann über diese Leitung von der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 angesteuert und betätigt werden. Im Betrieb ist der normale Ausgangszustand der Flügelendbereichs-Bremse WTB ein nicht-betätigter Zustand, bei dem diese auf die Rotation der Antriebs-Drehwellen 11 bzw. 12 nicht eingreifen. Bei einem entsprechenden Steuerungssignal von der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 können die Flügelendbereichs-Bremsen WTB betätigt werden, um den jeweils zugeordneten Antriebs-Drehwelle 11 bzw. 12 zu arretieren.
Bei der Ausbildung der Versteil-Kinematik VK als Dropped-Hinge-Verstellvorrichtung kann die klappenseitige Kopplungsvorrichtung 27 insbesondere durch einen drehbaren Stellhebel und der Aktuator durch einen Dreh-Aktuator oder Rotary-Aktuator gebildet sein. Bei der Ausbildung der Versteil-Kinematik VK als Track-Carriage- Verstellvorrichtung mit einem auf einer Führungsbahn (track) bewegbaren Schlitten (carriage), an dem die jeweiligen Klappe angekoppelt ist, kann die klappenseitige Kopplungsvorrichtung 27 aus einer Kombination aus einem Wagen und einem an diesen gekoppelten Hebel oder eine Stange und in diesem Fall der Aktuator insbesondere ein Spindelantrieb gebildet sein. Dabei ist der Wagen auf einer an dem Hauptflügel gelagerten Führungsbahn (Track) bewegbar gelagert. In beiden Fällen wird die Klappe mit einer am Hauptflügel angeordneten Klappenführung geführt, die aus einer Hebel-Anordnung oder eine Führungsbahn gebildet sein kann.
Erfindungsgemäß weist jede Verstellvorrichtung A11 , A12, A21 , A22, B11 , B12, B21 , B22 einen ersten Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a, auch generell mit dem Bezugzeichen S1 bezeichnet, und einen zweiten Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b, auch generell mit dem Bezugszeichen S2 bezeichnet, auf. Der erste Last- Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a und/oder der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b können bzw. kann ein Drehmomenten-Sensor oder ein Kraft-Sensor sein. Der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a ist generell an der Eingangsseite 31 desselben vorgesehen und kann an dem jeweiligen Antriebselement 26 und/oder an dem Eingangselement 20a des jeweiligen Aktuators 20 und/oder an einer Kupplung zwischen dem Antriebselement 26 und dem Eingangselement 20a angeordnet sein. Der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a ist so ausgebildet, dass er die aufgrund der Betätigung der zentralen Antriebseinheit 7 auftretende Last erfasst, die an der Eingangsseite des Aktuators 20 anliegt oder die dem Eingangselement des Aktuators 20 übertragen oder aufgeprägt wird. Der zweite Last- Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b kann an dem Ausgangselement 20b des jeweiligen Aktuators 20 und/oder an der jeweiligen klappenseitigen Kopplungsvorrichtung 27 und/oder an einer Kupplung zwischen dem Ausgangselement 20b und der Kopplungsvorrichtung 27 angeordnet sein. Der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21- b, S22-b ist so ausgebildet, dass er die aufgrund der Betätigung der zentralen Antriebseinheit 7 auftretende Last erfasst, die an der Ausgangsseite des Aktuators 20 anliegt oder auf das Ausgangselement des Aktuators 20 übertragen oder der klappenseitigen Kopplungsvorrichtung 27 aufgeprägt wird.
Unter Last wird in diesem Zusammenhang allgemein ein Moment und/oder eine Kraft verstanden.
Der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a und der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b ist jeweils über eine nicht dargestellte Leitung funktional mit einer Verstellvorrichtungs-Auswertungsfunktion einer Verstellvorrichtungs- Überwachungsfunktion 40 verbunden und sendet über diese Leitung einen aktuellen Signalwert für den Betrag der jeweils erfassten Last an die Verstellvorrichtungs- Überwachungsfunktion 40. Die Verstellvorrichtungs-Überwachungsfunktion 40 oder einzelne Funktionen derselben kann bzw. können Teil der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 sein. Alternativ kann die Verstellvorrichtungs- Überwachungsfunktion 40 oder einzelne Funktionen derselben auch Teil einer lokalen und somit dezentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 sein, die in der Nähe des Aktuators 20 oder der eine Klappe zugeordneten Aktuatoren 20 angeordnet ist. Eine dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 an jeder Verstellvorrichtung oder an einer Gruppe von Verstellvorrichtungen kann insbesondere bei einem Hochauftriebssystem vorgesehen sein, das dezentral angetrieben wird. In diesem Fall werden die Verstellvorrichtungen statt von einer zentralen Antriebseinheit 7 von jeweils einer Antriebsvorrichtung angetrieben, die für eigens von der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 kommandiert wird, jedoch mechanisch nicht mit Antriebsvorrichtungen gekoppelt ist, die an anderen Verstellklappen angeschlossen sind. In diesem Fall können die weiteren Funktionen der Verstellvorrichtungs-Überwachungsfunktion 40 in der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 implementiert sein. Eine solche dezentrale Steuerungsund Überwachungsvorrichtung 41 kann am Hauptflügel angebracht sein und in Spannweitenrichtung an verschiedenen Positionen gelegen sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 in Spannweitenrichtung gesehen in einem Spannweitenabschnitt des Hauptflügels angeordnet, in dem ei de Klappen sich erstreckt. Dabei kann jeweils eine dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 für die Aktuatoren 20 jeweils einer Klappe vorgesehen sein, so dass bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 an jedem Flügel zwei dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 angeordnet sind. Alternativ kann auch an jedem Aktuator 20 und insbesondere an einem Trägerteil der jeweiligen Versteil-Vorrichtung eine dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 angeordnet sein, in dem die Verstellvorrichtungs- Überwachungsfunktion 40 implementiert ist. Auch kann für mehrere Verstellvorrichtungen jeweils eine dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 vorgesehen sein
Wie in den Figuren 4a und 4b im Vergleich gezeigt ist, können die beiden Last- Sensoren der Verstellvorrichtung funktional mit einem lokalen Daten-Konzentrator RDC (Figur 4a) verbunden oder funktional direkt mit einer zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (Figur 4b) verbunden sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Figur 4a kann für die zumindest eine an jeweils eine Verstellklappe angeschlossene Verstellvorrichtung jeweils ein lokaler Daten-Konzentrator RDC vorgesehen sein, der lokal in der Nähe der jeweiligen zumindest einen Verstellvorrichtung angeordnet ist. Insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Verstellvorrichtungs-Auswertungsfunktion und/oder die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion in dem lokalen Daten-Konzentrator RDC implementiert sein.
Die Verstellvorrichtungs-Überwachungsfunktion 40 weist eine Verstellvorrichtungs- Auswertungsfunktion und eine Verstellvorrichtungs-Fehlererkβnnungsfunktion auf. Die Verstellvorrichtungs-Auswertungsfunktion empfängt die Signale der Last-Sensoren und wertet diese aus, d.h. diese ermittelt aus den Sensorsignalen entsprechende Last- Werte. Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann Teil der dezentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 oder der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 sein.
Zur Rekonfiguration des Hochauftriebssystems bei der Zuordnung eines Fehlerstatus an eine Verstellvorrichtung kann der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion eine Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion zugeordnet sein, die ebenfalls in der dezentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 oder der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 integriert sein kann. Eine solche Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion erzeugt aus der Zuordnung zumindest eines Fehlerzustands an eine oder mehrere Verstellvorrichtungen gegebenenfalls Rekonfigurations-Kommandos an eine oder mehrere Verstellvorrichtungen, um den jeweiligen dem zumindest einen Fehlerzustand entsprechenden Fehler zu kompensieren.
Derartige Rekonfiugrations-Kommandos können das Abschalten einer Verstellvorrichtung beinhalten. Ein Rekonfigurations-Kommando kann auch beinhalten, dass eine Verstellvorrichtung nicht mehr angesteuert wird. Ein solches Rekonfiugrations-Kommando kann an die 5 gesendet werden, so dass diese ein solches Nicht-Ansteuerungskommando bei der Ansteuerung von Verstellvorrichtungen berücksichtigt. Dabei kann das Hochauftriebssystem z.B. durch Redundanz von Komponenten der Verstellvorrichtungen derart gestaltet sein, dass bestimmte Fehler toleriert werden können und bei deren Auftreten keine Kommandos an Verstellvorrichtungen übermittelt werden. Die Hochauftriebssystem- Rekonfigurationsfunktion berücksichtigt bei der Bildung derartiger Kommandos den Fehlerzustand sämtlicher Verstellvorrichtungen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel des Hochauftriebssystems ist kann die dezentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 41 derart ausgeführt sein, dass diese selbst derartige Kommando wie das Abschalten der jeweils zugeordneten Verstellvorrichtung erzeugen; allerdings ist in der zentralen Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 eine zentrale Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion integriert, die die Auswirkungen für andere Verstellvorrichtungen berücksichtigt und daraufhin weitere Rekonfigurations-Kommandos für andere Verstell-Vorrichtungen erzeugt.
Erfindungsgemäß ist der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a und der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b funktional mit einer Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion zum Empfang der von den Last-Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden, um der Verstellvorrichtung einen Fehlerzustand zuzuordnen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass in der Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion die Sensorwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors jeweils mit zumindest einem Grenzwert verglichen werden und ein Überschreiten oder Unterschreiten dieses Grenzwerts durch die Signalwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors zur Ermittlung des Fehlerzustands der Verstellvorrichtung verwendet wird.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann hierzu die Übertragungsfunktion des dieser jeweils zugeordneten Aktuators 20 verwenden und/oder gespeichert haben. In diese gehen der Wirkungsgrad des Aktuators und je nach Bauart des Aktuators dessen Übersetzungsverhältnis ein.
Insbesondere kann die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion zur Identifikation folgender Fehlerfälle eingerichtet sein:
Für einen Fehlerfall A kann zur Ermittlung eines weitgehend lastlosen Zustande an der Eingangsseite 31 oder der Ausgangsseite 32 des jeweiligen Aktuators 20 ein Lastlos- Grenzwert oder Noload-Grenzwert vorgegeben sein, von dem angenommen wird, dass bei einem Auftreten von Last-Sensorwerten unter dem Lastlos-Grenzwert keine Last oder zumindest keine Betriebslast an der Eingangsseite 31 bzw. der Ausgangsseite 32 des jeweiligen Aktuators 20 wirkt oder anliegt. Der Lastlos-Grenzwert kann insbesondere 1/5 der maximalen Betriebslast des Aktuators oder der an der Eingangsseite 31 oder der Ausgangseite 32 desselben dabei auftretenden Last und insbesondere 1/5 betragen. Auch kann zur Prüfung der Unterschreitung des Lastlos- Grenzwerts vorgesehen sein, dass der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das eine Last anzeigt, die unter 1/5 der an der Stelle des ersten Last-Sensors als maximale Betriebslast definiert ist, und der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b eine Last anzeigt, die unter 1/5 der an der Stelle des zweiten Last-Sensors als maximale Betriebslast definiert ist.
Bei Bruch oder einer mechanischen Entkopplung (Disconnect) eines mechanischen Übertragungsteils der Eingangsseite 31 , der Ausgangsseite 32 und/oder der Klappenführung liegt an keinem der Last-Sensoren 31 , 32 eine Last an, so dass der erste Last-Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a und der zweite Last-Sensor S11-b, S12- b, S21-b, S22-b a einen Wert unter dem Lastlos-Grenzwert anzeigen. Dies gilt also insbesondere für einen Bruch des Antriebselements 26, des Eingangselements 20a, des Ausgangselements 20b, der klappenseitige Kopplungsvorrichtung 27 sowie für eine Entkopplung zumindest einer dieser Bauteile der Kraft- oder Momenten- Übertragungskette der jeweiligen Verstellvorrichtung A11 , A12, B11, B12, A21 , A22, B21. B22.
Erfindungsgemäß wird bei einem Unterschreiten der an die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion übermittelten Sensorsignale sowohl des ersten Last- Sensors S11-a, S12-a, S21-a, S22-a als auch des zweiten Last-Sensors S11-b, S12-b, S21-b, S22-b ein Fehlerzustand Bruch oder „Disconnect" eines mechanischen Übertragungsteils der Eingangsseite 31 und/oder eines Übertragungsteils der Ausgangsseite 32 der jeweiligen Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 und somit Funktionsunfähigkeit der jeweiligen Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 zugeordnet.
Optional kann vorgesehen sein, dass die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion prüft, ob sich das Flugzeug in einer Betriebsart befindet, in der dieser Fehler unkritisch ist. Hierzu kann insbesondere die Abfrage oder Bedingung maßgebend sein, ob sich das Flugzeug am Boden befindet. Wenn also Unterschreiten der Sensorsignale und gleichzeitig sich das Flugzeug nicht in einem kritischen Zustand befindet, erfolgt insbesondere eine Maßnahme zur Rekonfiguration des Hochauftriebssystems, die auch darin bestehen kann, dass die jeweilige Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 inaktiviert und nicht mehr betätigt wird.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann auch für einen Fehlerfall B eines Klemmfalls an der Ausgangsseite 32 einer Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 der Klappe, also an dem Ausgangselement 20b und/oder an der klappenseitigen Kopplungsvorrichtung 27 und/oder der Klappenführung, bei dem das gesamte Antriebsmoment an der betroffenen Verstellstation anliegt. Bei diesem Fehlerfall führt generell zu einem Klemmfall einer Klappe. Wenn ein solcher Klemmfall auftritt, kann dieser zu einer Überlast und daraus resultierend zu einem Bruch des Antriebsstrangs führen. In diesem Fall liegt an der Ausgangsseite des Aktuators die Summe der von denjenigen Aktuatoren erzeugten Kräfte und/oder Momente an, die über jeweils eine Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 an der jeweiligen Klappe angeschlossen sind. Zur Feststellung dieser Tatsache ist erfindungsgemäß generell die Bedingung vorgesehen, dass der zweite Lastsensor S2 einen einer Last L2 entsprechenden Signalwert erzeugt und an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors S2 entspricht. Insbesondere kann als Bedingung vorgesehen sein, dass die Betriebslast und insbesondere die maximale Betrieblast und insbesondere die maximal zulässige Betriebslast, für die der betreffende Aktuator vorgesehen ist, überschritten wird. Die maximal zulässige Betriebslast ist die obere Grenze des Bereichs, innerhalb dessen der Betrieb des Aktuators vorgesehen ist und insbesondere des Bereichs an der Ausgangsseite 32. Das bedeutet, dass gemäß diesem Bereich Kräfte und/oder Momente in Bestandteilen der Ausgangsseite 32 zugelassen sind. Dieser Bereich von Kräften und/oder Momenten ist insbesondere an demjenigen Bestandteil der Ausgangsseite 32 zugelassen, an dem der zweite Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b angeordnet ist. Die maximale Betriebslast ist die maximal zulässige Kraft oder das maximal zulässige Drehmoment an dieser Stelle. In diesem Fehlerfall B wird also von dem zweiten Last-Sensor S11-b, S12-b, S21-b, S22-b ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, die einer Last entspricht, die die maximalen Betriebslast oder die maximal zulässige Kraft oder das maximal zulässige Drehmoment oder die größte in normalem Betrieb tatsächlich auftretende Last jeweils insbesondere an der Stelle des zweiten Last-Sensors übertrifft. Diese alternativen Maximallasten werden im Folgenden mit Lmax bezeichnet, so dass diese Bedingungen mit L2 > Imax beschrieben werden können.
Für den Fehlerfall B ist ein solcher Sensorwert der einzige Indikator. Jedoch kann für das Vorliegen eines Klemmfalls an der Ausgangsseite 32 einer Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 oder der dieser jeweils zugeordneten Verstellklappe als eine weitere Bedingung vorgegeben sein, dass der erste Last- Sensor S11-a, S12-a, S21-a, S22-a eine Last ermittelt, die in dem Bereich
liegt. Dabei ist
die Größe „i" ist die Übersetzung, die der Aktuator zwischen Eingangsseite 31 und Ausgangsseite 32 realisiert,
die Konstante „ki" ein Betrag, der einen Bereich um den jeweils ermittelten Wert
— definiert, mit dem der Wirkungsgrad des Aktuators berücksichtigt wird. i
Die Konstante ki kann insbesondere 15% der maximalen Betriebslast sein, die an der Eingangsseite 31 und insbesondere an der Stelle des ersten Last-Sensors S11-a, S12- a, S21-a, S22-a zugelassen ist oder in normalem Betrieb tatsächlich auftritt.
Erfindungsgemäß ordnet die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion generell der Ausgangsseite 32 einer Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 oder einer Verstellkinematik VK der zugehörigen Verstellklappe also einen Klemmfall zu, wenn
wenn der zweite Lastsensor S2 einen einer Last L2 entsprechenden Signalwert erzeugt und an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors S2 entspricht, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Last L2 eine vorgegebene Maximal-Last übersteigt, d.h. wenn L2 > I1113x vorliegt, und
wenn die von dem ersten Lastsensor S1 gemessene Last L1 im Betriebsbereich der Eingangsseite 31 der jeweiligen Verstellkinematik VK liegt, der insbesondere unter Berücksichtigung der Übersetzung und des Wirkungsgrads des Aktuators 20 der von dem zweiten Last-Sensor S2 gemessenen Last L2 entspricht, oder wenn L = \ — ± kλ gilt. i Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion ordnet bei Erfüllen dieser Bedingungen der Ausgangsseite 32 einer Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 der Klappe, also an dem Ausgangselement 20b und/oder an der klappenseitigen Kopplungsvorrichtung 27 einen Klemmfall zu.
Erfindungsgemäß kann durch die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion in einem Fehlerfall C der Klemmfall des Aktuators oder eines Teils der jeweiligen Verstellvorrichtung, der zwischen S1 und S2 gelegen ist, ermittelt werden, wenn die von dem ersten Lastsensor S1 gemessene Last L1 einen Betriebsbereich der Eingangsseite (31) der jeweiligen Verstellkinematik (VK) übersteigt, der sich nominell aus der von dem zweiten Last-Sensor (S2) gemessenen Last (L2) ergibt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die von dem ersten Lastsensor S1 gemessene Last L1 mehr als doppelt so groß ist, wie die von dem zweiten Lastsensor S2 gemessene Last L2 unter Berücksichtigung der Übersetzung des Aktuators 20. Weiterhin kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Verstellvorrichtung ein Klemmfall des Aktuators 20 zugewiesen wird, wenn der erste Last-Sensor S1 einen Lastwert L1 ermittelt, für den die Bedingung
+ *,
- erfüllt ist. Mit der Konstante k2 kann insbesondere der Wirkungsgrad des Aktuators 20 berücksichtigt werden. Bei dieser Bedingung beschreibt der Ausdruck -
Lastwetf + k2
einen Lastwert L1 , der dem an der Ausgangsseite 32 vorliegenden rt unter Berücksichtigung des von dem Aktuator 20 realisierten Übersetzungsverhältnisses entspricht. Zur Unterscheidung der Bedingung Z1 des Fehlerfalls C von
der Bedingung L = -^- ± k des Fehlerfalls B kann insbesondere vorgesehen sein,
dass die Konstante k2 größer als die Konstante k1 ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Konstante k2 größer als die Konstante K1 und speziell doppelt so groß wie die Konstante ^ ist. Für den Sensorwert von S2 muss keine Prüfung durchgeführt werden, da an der Ausgangsseite 32 die Luftkraft wirkt und der Messwert in keinem eindeutigen analytischen Zusammenhang mit dem Messwert des ersten Last-Sensors S1 steht.
Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann auch eine Funktion aufweisen, mit der an einer Verstellvorrichtung die Erkennung oder Zuordnung eines Fehlerfalls D einer Verschlechterung des Wirkungsgrads und z.B. einer Reiberhöhung im Aktuator 20 und allgemein eines Zustands einer eingeschränkten Leistungsfähigkeit jeweils des Aktuators oder einem Übertragungsteil, der zwischen dem ersten Last- Sensor S1 und dem zweiten Last-Sensor S2 gelegen ist, erfolgt. Erfindungsgemäß ordnet die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion dem Aktuator 20 oder einem Übertragungsteil, der zwischen dem ersten Last-Sensor S1 und dem zweiten Last- Sensor S2 gelegen ist, einen Zustand einer eingeschränkten Leistungsfähigkeit zu, wenn diese ein Verhältnis — aus dem von dem ersten Last-Sensor S1 jeweils
L2 gemessenen Lastwert L1 und dem von dem zweiten Last-Sensor S2 jeweils gemessenen Lastwert L2 bildet und feststellt, wenn dieses Verhältnis einen vorgegebenen Grenzwert k3 unterschreitet. Der Grenzwert k3 kann dabei
insbesondere aus k3' ist ur|d das
Verhältnis ein nominelles Lastverhältnis ist, das sich bei einem intakten
Aktuator bei einem nominellen oder normalen Wirkungsgrad ergibt. Die bedingung
kann also durch den Ausdruck formuliert oder aus diesem abgeleitet sein. Statt der Bedingung können auch die Bedingungen
L2 < k3 ■ - L1 und/oder Z1 > — • Z2 als mathematische
Umformulierungen der erstgenannten Formel verwendet werden.
Weiterhin kann die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion eine Funktion aufweisen, mit der bei Erfüllung bestimmter, nachfolgend genannter Bedingungen dem ersten Last-Sensor S1 ein mechanischer Sensorfehler, z.B. ein sogenannter Sensor- Disconnect, in diesem Zusammenhang auch als Fehlerfall E bezeichnet, zugeordnet werden kann. Dies ist der Fall, wenn die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion ermittelt, dass der erste Last-Sensor S1 einen vorgegebenen Lastlos-Signalwert unterschreitet und der zweite Last-Sensor S2 einen vorgegebenen Last-Signalwert, der eine Last anzeigt, überschreitet. Der Lastlos- Signalwert kann insbesondere wie in Bezug auf den Fehlerfall A beschrieben definiert sein. Die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion kann eine Funktion aufweisen, die den von dem zweiten Last-Sensor S2 zur Erfüllung der vorgenannten Bedingung zu übertreffenden Last-Signalwert in Abhängigkeit der jeweiligen Betätigung des Aktuators und/oder in Abhängigkeit der Größe und/oder Art des zur Betätigung des Aktuators an diesen geschickten Kommandosignals festsetzt.
In analoger Weise kann die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion eine Funktion aufweisen, mit der bei Erfüllung bestimmter, nachfolgend genannter, in Bezug zum Fehlerfall E in umgekehrter Weise zu definierenden Bedingungen dem zweiten Last-Sensor S2 ein mechanischer Sensorfehler und insbesondere ein sogenannter Sensor-Disconnect zugeordnet werden kann (Fehlerfall F). Dabei tritt eine solche Zuordnung ein, wenn die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion ermittelt, dass der zweite Last-Sensor S2 einen vorgegebenen Lastlos-Signalwert unterschreitet und der erste Last-Sensor S1 einen vorgegebenen Last-Signalwert, der eine Last anzeigt, überschreitet. Der Lastlos-Signalwert kann insbesondere wie in Bezug auf den Fehlerfall A beschrieben definiert sein. Die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion kann eine Funktion aufweisen, die den von dem ersten Last- Sensor S1 zur Erfüllung der vorgenannten Bedingung zu übertreffenden Last- Signalwert in Abhängigkeit der jeweiligen Betätigung des Aktuators und/oder in Abhängigkeit der Größe und/oder Art des zur Betätigung des Aktuators an diesen geschickten Kommandosignals festsetzt.
Die Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion kann in Abhängigkeit der mittels der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion identifizierten Fehlerfälle oder aufgrund der Zuordnung von Fehlerzuständen an ein Bauteil oder an Bauteil-Kombinationen Rekonfigurationsmaßnahmen zur Rekonfiguration des Hochauftriebssystems in eine sichere Systemkonfiguration eingeleitet werden.
Bei einem Hochauftriebsystem, bei dem die Aktuatoren der Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 über eine zentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 über elektrische Leitungen kommandiert werden und bei dem zwei Aktuatoren 20 an eine Stellklappe zur Betätigung derselben angeschlossen sind, kann vorgesehen sein, dass auf die Zuordnung der jeweiligen Verstellvorrichtung A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 des Zustande der Funktionsunfähigkeit (Fehlerfall A) an eine Verstellvorrichtung durch die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion, die Klappe nicht mehr betätigt wird. Zur Vermeidung von Steuerungs-Asymmetrien kann dabei weiterhin vorgesehen sein, dass die im Bezug auf die Flugzeugs-Längsachse symmetrisch zu der mit dem Fehlerfall betroffene Verstellklappe symmetrisch angeordnete Stellklappe nicht mehr betätigt wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine im Aktuator 20 für diesen Fall vorgesehene Bremse zur Arretierung der Verstellklappe in seinem momentanen Verstellzustand betätigt wird.
Falls die Aktuatoren über eine gemeinsame Drehwelle 11 , 12 angetrieben werden und die jeweiligen Bestandteile der Verstellkinematik VK mit einem Failsafe-Mechanik ausgestattet sind, kann von der Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion vorgesehen sein, die betreffende Verstellvorrichtung weiter betätigt wird.
Bei einem solchen Hochauftriebssystem mit einer Kommandierung von Aktuatoren der Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 über eine zentrale Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 über elektrische Leitungen kann bei einer Zuordnung des Fehlerfalls B dieselbe Maßnahmen-Optionen wie im Fehlerfall A eingeleitet werden. Bei einem Hochauftriebssystem gemäß Figur 1 , bei dem die Verstellvorrichtungen A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22 über Antriebs- Drehwellen 11 , 12 mechanisch angetrieben werden, kann bei der Zuordnung des Fehlerfalls B an eine Verstellvorrichtung vorgesehen sein, dass das System über die Motorbremsen M-a, M-b und/der die Flügelendbereichs-Bremse WTB blockiert wird, um System-interne Kräftekonflikte zu vermeiden.
Bei einem zentral, d.h. über Drehwellen 11 , 12 angetriebenen Hochauftriebssystem kann bei einer nicht zulässigen Abweichung der von der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung 5 ermittelten Soll-Positionen von den mittels der Positionssensoren 22 erfassten Ist-Positionen vorgesehen sein, dass die Steuerungsund Überwachungsvorrichtung 5 oder die Hochauftriebssystem- Rekonfigurationsfunktion ein Betätigungs-Signal an eine Flügelendbereichs-Bremse WTB sowie an die zumindest eine Brems-Vorrichtung B-a, B-b zur Arretierung beider Wellenstränge 11 , 12.
Weiterhin kann die Hochauftriebssystem-Rekonfigurationsfunktion derart gestaltet sein, dass der von dem ersten Last-Sensor S1_RW des rechten Flügels ermittelte Signalwert L1_RW für eine anliegende Last mit dem Signalwert verglichen wird, die der erste Last-Sensor S1_LW an der symmetrisch zu der vorgenannten Verstellvorrichtung liegenden Verstellvorrichtung des linken Flügels erzeugt. Die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion kann dabei z.B. der jeweils rechten Klappe einen Klemmfall auch bereits bei geringen Lasten zuordnen, wenn die aufgrund der Signalwerte L1_RW, L1_LW jeweils ermittelten Lasten LI , L2 um einen Mindestbetrag voneinander abweichen. Um diesen Klemmfall zuzuordnen, muss also die Bedingung
M-A_RH > M-A_KH + k5
erfüllt sein.
Der Differenzbetrag kann konstant vorgegeben sein oder lastenabhängig ermittelt werden. In umgekehrter Weise kann ein Klemmfall für die jeweils linke Klappe ermittelt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) zur Ankopplung an eine Verstellklappe (A1 , A2; B1 , B2) eines Flugzeugs, aufweisend:
einen Aktuator (20) und eine Verstell-Kinematik (VK) zur kinematischen Kopplung des Aktuators (20) an die Verstellklappe (A1 , A2; B1 , B2),
einen ersten Last-Sensor (S1; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a), der an der Eingangsseite (31) des Aktuators (20) zur Erfassung der an der Eingangsseite des Aktuators (20) aufgrund der Betätigung der Verstellklappe (A1 , A2; B1, B2) auftretenden Last angeordnet ist,
einen zweiten Last-Sensor (S2; S11-b, S12-b, S21-b), der an der Ausgangsseite (32) des Aktuators (20) zur Erfassung der an der Ausgangsseite (32) des Aktuators (20) aufgrund der Betätigung der Verstellklappe (A1 , A2; B1 , B2) auftretenden Last angeordnet ist,
wobei der erste Last-Sensor (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) und der zweite Last- Sensor (S1; S11-b, S12-b, S21-b, S22-b) funktional mit einer Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion zum Übermitteln der von den Last-Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden sind, um den Funktionszustand der Verstellvorrichtung zu überwachen.
2. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) nach dem Anspruch 1 und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion, wobei die der erste Last-Sensor (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) und der zweite Last- Sensor (S1 ; S11-b, S12-b, S21-b, S22-b) funktional mit der Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion zum Übermitteln der von den Last-Sensoren ermittelten Sensorwerte verbunden sind, wobei die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion derart ausgeführt ist, dass diese den Funktionszustand der Verstellvorrichtung überwachen kann.
3. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion die Sensorwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors jeweils mit zumindest einem Grenzwert verglichen werden und ein Überschreiten oder Unterschreiten dieses Grenzwerts durch die Signalwerte des ersten und des zweiten Last-Sensors zur Ermittlung des Fehlerzustands der Verstellvorrichtung verwendet wird.
4. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach dem Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall (A), in dem der erste Last-Sensor (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) und der zweite Last-Sensor (S1 ; S11-b, S12-b, S21- b, S22-b) jeweils die Unterschreitung eines Lastlos-Grenzwert erfasst, die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion der jeweiligen Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) den Zustand der Funktionsunfähigkeit (Fehlerfall A) zuordnet.
5. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterschreitung des Lastlos-Grenzwerts vorliegt, wenn der erste Last-Sensor (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das einen Lastlos-Grenzwert unterschreitet, dessen Wert unter 1/5 des der maximalen vorgegebenen oder tatsächlichen Betriebslast an der Stelle des ersten Last-Sensors entsprechenden Wertes beträgt, und der zweite Last-Sensor (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) ein Sensorsignal an die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion übermittelt, das einen Lastlos-Grenzwert unterschreitet, dessen Wert unter 1/5 des der maximalen vorgegebenen oder tatsächlichen Betriebslast an der Stelle des ersten Last-Sensors entsprechenden Wertes beträgt.
6. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustand der Funktionsunfähigkeit zuordnet wird, wenn zugleich mit der Unterschreitung des Lastlos-Grenzwerts die Bedingung erfüllt ist, dass sich das Flugzeug am Boden befindet.
7. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion der Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) einen Fehlerzustand zuweist, wenn der zweite Lastsensor (S2) einen einer Last L2 entsprechenden Signalwert erzeugt und an die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion übermittelt, der einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors S2 entspricht, und wenn die von dem ersten Lastsensor (S1) gemessene Last L1 im Betriebsbereich der Eingangsseite (31) der jeweiligen Verstellkinematik (VK) liegt, die der von dem zweiten Last-Sensor (S2) gemessenen Last (L2) entspricht.
8. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Grenzwert einer Betriebslast an der Stelle des zweiten Last-Sensors (S2) eine vorgegebene Maximallast (Lmax) für die Ausgangsseite (32) ist.
9. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion der jeweiligen Verstellvorrichtung A11 , (A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) einen Fehlerzustand zuordnet, wenn der von dem ersten Lastsensor (S1) erzeugte Signalwert einer Last (L1) der Eingangsseite (31) einen Wert übersteigt, den die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion aus der von dem zweiten Last- Sensor (S2) gemessenen Last (L2) ermittelt.
10. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21, A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem ersten Lastsensor (S1) gemessene Last L1 mehr als doppelt so groß ist, wie die von dem zweiten Lastsensor (S2) gemessene Last L2 unter Berücksichtigung der Übersetzung des Aktuators (20).
11. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fall (D) die Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion einem Aktuator (20) oder einem Übertragungsteil, der zwischen dem ersten Last-Sensor (S1) und dem zweiten Last- Sensor (S2) gelegen ist, einen Fehlerzustand zuordnet, wenn die Verstellvorrichtungs- Fehiererkennungsfunktion ermittelt, dass die mit dem ersten Lastsensor ermittelte Last einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet und die mit dem zweiten Lastsensor ermittelte Last einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, oder wenn das
Verhältnis — der mit dem ersten Lastsensor ermittelten Last (L1) bezogen auf die mit L2 dem zweiten Lastsensor (S2) ermittelte Last (L2) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
12. Kombination einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) und einer Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verstellkinematik (V) ein Positionssensor (22) zur Erfassung der Position der Verteilklappe angeordnet ist.
13. Fehlertolerantes Stellsystem mit zumindest einer an jeweils einem der Tragflügel eines Flugzeugs verstellbaren Klappe (A1 , A2; B1 , B2), aufweisend:
Verstellvorrichtungen (A11 , A12, A21, A22; B11, B12, B21, B22), von denen zumindest eine an jeweils einer Klappe (A1 , A2; B1 , B2) angeordnet ist und die an eine Antriebs-Verbindung angekoppelt ist, wobei jede Verstellvorrichtung einen Aktuator (20) und eine Versteil-Kinematik (VK) zur kinematischen Kopplung des Aktuators (20) an die Verstellklappe (A1 , A2; B1 , B2) und wobei zumindest eine der Verstellvorrichtungen einer Klappe aufweist: einen ersten Last-Sensor (S 1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a) an der Eingangsseite (31) des Aktuators (20) zur Erfassung einer Last und einen zweiten Last-Sensor (S2; S11-b, S12-b, S21- b) an der Ausgangsseite (32) des Aktuators (20) zur Erfassung einer Last,
eine mit den Last-Sensoren (S1 ; S11-a, S12-a, S21-a, S22-a; S2; S11-b, S12-b, S21-b) funktional verbundene Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5), die derart ausgeführt ist, dass diese auf der Basis der von den Last-Sensoren übermittelten Signalen den einer Klappe zugeordneten Stellvorrichtungen einen Fehierzustand zuordnen kann.
14. Fehlertolerantes Stellsystem nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das fehlertolerante Stellsystem mehrere Antriebsvorrichtungen (PA1 , PA2, PB1 , PB2) aufweist, von denen jeweils eine der zumindest einen Verstellvorrichtung (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) jeweils einer Klappe (A1 , A2; B1 , B2) zugeordnet ist, die mit einer diese ansteuernden Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5) funktional in Verbindung stehen, und die jeweils aufweisen: zwei Antriebsmotoren (M- A, M-B), zwei Brems-Vorrichtungen (B-a, B-b), wobei den Antriebsmotoren (M-a, M-b) zumindest eine Brems-Vorrichtung (B1 , B2) zum Anhalten des Ausgangs des jeweiligen Antriebsmotors (M-a, M-b) zugeordnet ist;
wobei die Verstellvorrichtungen (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) über jeweils eine Antriebs-Verbindung an die der Klappe (A1 , A2; B1 , B2) jeweils zugeordnete Antriebsvorrichtung (PA1, PA2, PB1 , PB2) angekoppelt sind und
wobei an jeder Klappe (A1 , A2; B1 , B2) zumindest zwei Verstellvorrichtungen (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) angeschlossen und voneinander in Spannweiten- Richtung der Klappe (A1 , A2; B1 , B2) beabstandet angeordnet sind.
15. Fehlertolerantes Stellsystem nach dem Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die mit zumindest einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) gekoppelte Antriebsvorrichtung zumindest eine Bremsvorrichtung (B-a, B-b) aufweist und die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5) aufweist:
eine Stell-Funktion zur Betätigung der Antriebsvorrichtung der Klappe,
eine Überwachungs-Funktion, die ein Kommandosignal an zumindest eine Brems-Vorrichtung (B-a, B-b) zur Betätigung derselben erzeugt und an diese schickt, wenn die Überwachungs-Funktion der Verstellvorrichtung (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) einen Fehlerzustand zugeordnet hat.
16. Fehlertolerantes Stellsystem nach dem Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mit zumindest einer Verstellvorrichtung (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) gekoppelte Antriebsvorrichtung zumindest eine Bremsvorrichtung (B-a, B-b) aufweist und die Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5) aufweist:
eine Stell-Funktion zur Betätigung der Antriebsvorrichtung der Klappe, eine Überwachungs-Funktion, die ein Kommandosignal an zumindest eine Brems-Vorrichtung (B-a, B-b) zur Betätigung derselben erzeugt und an diese schickt, wenn die Überwachungs-Funktion der Verstellvorrichtung (A11 , A12, A21 , A22; B11 , B12, B21 , B22) aufgrund des Vergleichs von Sensorwerten von Positions-Sensoren an zwei verschiedenen Versteil- Vorrichtungen einer Klappe unterschiedliche Verstell-Zustände ermittelt, die ein vorbestimmtes Maß überschreitet.
17. Fehlertolerantes Stellsystem nach dem Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das fehlertolerante Stellsystem eine Antriebseinheit (7) aufweist, die von der Steuerungs- und Überwachungsvorrichtung (5) angesteuert wird und die mit den Verstellvorrichtungen (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22) beider Flügel über eine Drehwelle (11 , 12) zu deren Betätigung mechanisch gekoppelt ist.
18. Fehlertolerantes Stellsystem nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das fehlertolerante Stellsystem eine Hochauftriebssystem- Rekonfigurationsfunktion aufweist, die mit einer Verstellvorrichtungs- Fehlererkennungsfunktion funktional in Verbindung steht und die in Abhängigkeit von Fehlerzuständen, die dieser von der Verstellvorrichtungs-Fehlererkennungsfunktion übermittelt werden, Kommandos zur Ansteuerung der Verstellvorrichtungen erzeugt oder beeinflusst.
19. Verfahren zur Rekonfiguration eines Stellsystems mit verstellbaren Verstellklappen mit den Schritten:
Ermittlung von Signalwerten von einem ersten Last-Sensor (S1) und einem zweiten Last-Sensor (S2) zur Ermittlung von an einer Verstellvorrichtung mit einem Aktuator (20) auftretenden Lasten, wobei der erste Last-Sensor (S1) an der Eingangsseite (31) und der zweite Last-Sensor (S2) an der Ausgangsseite (32) angeordnet ist,
in Abhängigkeit der Prüfung des Erfülltseins von Bedingungen mit den von dem ersten Last-Sensor (S1) und dem zweiten Last-Sensor (S2) ermittelten Signalwerten Zuordnung eines Fehlerzustands an ein Bestandteil der jeweiligen Verstellvorrichtung (A11 , A12, B11 , B12, A21 , A22, B21 , B22).
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