ES2859155T3

ES2859155T3 - Procedimiento de frenado de emergencia de una aeronave

Info

Publication number: ES2859155T3
Application number: ES19180326T
Authority: ES
Inventors: David Frank; Jérôme Fraval; Donny Warint
Original assignee: Safran Landing Systems SAS
Current assignee: Safran Landing Systems SAS
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2021-10-01
Anticipated expiration: 2039-06-14
Also published as: EP3581446A1; US20190382103A1; EP3581446B1; FR3082503B1; US11535367B2; CN110606067B; CN110606067A; FR3082503A1

Abstract

Un procedimiento de frenado de emergencia para aeronaves, que comprende el uso de un freno de estacionamiento progresivo gobernado por una palanca (10) que puede ser accionada por el piloto entre una posición denominada del 0%, en la que los frenos son puestos a la presión de retorno de la aeronave, y una posición denominada del 100%, en la que los frenos son puestos a la presión de alimentación de la aeronave, siendo la palanca bloqueable en la posición del 100% para garantizar el frenado de estacionamiento cuando la aeronave está detenida, de manera que el método de frenado de emergencia está caracterizado por que comprende: - utilizar un distribuidor (4) que tiene una puerta de salida conectada a los frenos, una puerta de retorno y una puerta de alimentación, de tal modo que el distribuidor presenta un estado de reposo en el que la puerta de salida está conectada a la puerta de retorno, y un estado activo en el que la puerta de salida está conectada a la puerta de alimentación; y - gobernar el distribuidor para que se sitúe en uno u otro de esos estados por modulación por anchura de impulsos (PWM) que tiene una relación de trabajo (R) que es función de la posición de la palanca, a fin de suministrar a los frenos una presión comprendida entre la presión de retorno y la presión de alimentación, dependiendo de la posición de la palanca.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de frenado de emergencia de una aeronave

La invención se refiere a un procedimiento de frenado de emergencia de una aeronave.

Antecedentes de la invención

Se conocen aviones, tales como aviones comerciales de pasajeros de tamaño considerable, que comprenden un circuito de frenado principal, así como un circuito de frenado de emergencia que se puede utilizar en caso de fallo del circuito de frenado principal. Estos circuitos son completamente independientes y cada uno de ellos requiere un gran número de componentes hidráulicos pasivos, tales como acumuladores, filtros, y componentes hidráulicos activos, tales como válvulas, distribuidores y servoválvulas, configurados para suministrar una presión de frenado proporcional a un valor de consigna de frenado determinado por un ordenador de frenado, en particular, a partir de la acción del piloto sobre los pedales de freno. Además de estos dos circuitos, el avión está equipado generalmente con un dispositivo de frenado de estacionamiento configurado para mantener estacionaria la aeronave, después de que el piloto haya accionado un selector de estacionamiento, mediante la aplicación y el mantenimiento de una presión dada (la presión de alimentación de los frenos, en la mayoría de los casos suministrada por un acumulador) en los frenos mientras la aeronave se encuentra estacionaria, por ejemplo, con la ayuda de un distribuidor biestable.

Esta arquitectura, aunque muy segura, es compleja y muchas veces inviable para aviones más pequeños, como aviones regionales o aviones privados. Las aeronaves de este tamaño a menudo solo tienen un circuito de frenado único, así como un frenado de estacionamiento denominado progresivo, que permite garantizar el frenado de emergencia. El frenado de estacionamiento se gobierna mediante una palanca que está conectada mecánicamente a la corredera de una válvula proporcional, de modo que el piloto puede realizar un frenado de emergencia mediante el accionamiento de la palanca entre una posición denominada del 0%, en la que los frenos están a la presión de retorno de la aeronave, y una posición denominada del 100%, en la que los frenos están a la presión de alimentación de la aeronave. La palanca puede ser bloqueada en la posición del 100% para garantizar el frenado de estacionamiento. Sin embargo, la conexión mecánica, que se realiza por medio de cables, poleas, bielas, requiere un tiempo de instalación importante, necesita numerosos apoyos en la estructura de la aeronave, y lleva consigo acciones regulares de mantenimiento (comprobación, ajuste de la tensión, lubricación...). Un ejemplo de acuerdo con el estado de la técnica se muestra en el documento US 2010/102173 A1.

Propósito de la invención

La invención tiene como objetivo proporcionar un procedimiento de frenado de emergencia que sea más sencillo que los existentes.

Descripción de la invención

Con vistas a lograr este objetivo, se propone un procedimiento de frenado de emergencia para aeronaves, que comprende la aplicación de un frenado de estacionamiento progresivo controlado por una palanca accionable por el piloto entre una posición denominada del 0%, en la que los frenos se ponen a la presión de retorno de la aeronave, y una posición denominada del 100%, en la que los frenos se ponen a la presión de alimentación de la aeronave, de tal modo que la palanca es bloqueable en la posición 100% con el fin de garantizar el frenado de estacionamiento cuando la aeronave está detenida. De acuerdo con la invención, el procedimiento de frenado de emergencia comprende:

- utilizar un distribuidor con una puerta de salida conectada a los frenos, una puerta de retorno y una puerta de alimentación, teniendo el distribuidor un estado de reposo en el que la puerta de salida está conectado a la puerta de retorno, y un estado activo en el que la puerta de salida está conectada a la puerta de alimentación;

- y poner el distribuidor en uno u otro de estos estados mediante una modulación por anchura de impulsos (PWM) que tiene un ciclo de trabajo que es función de la posición de la palanca, a fin de suministrar a los frenos una presión comprendida entre la presión de retorno y la presión de alimentación, dependiendo de la posición de la palanca.

Así, es posible utilizar un distribuidor de diseño simple con dos estados para asegurar a la vez tanto el frenado de emergencia progresivo como el frenado de estacionamiento. El mando por MLI (también conocido por el acrónimo anglosajón PWM) permite la transformación de este distribuidor en una válvula proporcional mediante la aplicación de un mando simple y robusto, lo que permite una alimentación de los frenos con una presión variable entre la presión de retorno, cuando la palanca está en la posición del 0%, y la presión de alimentación, cuando la palanca está en la posición del 100%. Se suprime toda conexión mecánica entre la palanca y el distribuidor, y esta se reemplaza por un mando de tipo eléctrico. El frenado de estacionamiento propiamente dicho se asegura, entonces, llevando la palanca a la posición del 100% y bloqueándola allí.

Se aprovecha, por tanto, la sencillez del frenado de estacionamiento, que se garantiza con un sencillo distribuidor de dos posiciones, a la vez que se garantiza un frenado de emergencia con un sencillo mando eléctrico, con lo que se evita el uso de un distribuidor cuya corredera esté conectada mecánicamente a una palanca.

La frecuencia de modulación de la anchura de impulsos depende, por supuesto, de la banda de paso del circuito hidráulico de la aeronave y, por lo tanto, de la longitud del circuito hidráulico, del volumen de la cavidad de los frenos... Por lo común, una frecuencia de unos pocos hercios parece suficiente para garantizar un mando proporcional, teniendo en cuenta el filtrado natural inducido por el circuito hidráulico.

En la práctica, es suficiente con dotar a la palanca con cualquier dispositivo que sea capaz de suministrar una tensión proporcional a su posición, por ejemplo, un potenciómetro, y enviar esta tensión a una placa electrónica que porte un circuito especializado en el gobierno de un distribuidor de dos estados por modulación por anchura de pulsos que entregue las órdenes de apertura / cierre del distribuidor.

A fin de favorecer el comportamiento de frenado y provocar el llenado de las cavidades de los frenos antes de llevar a cabo la modulación, el circuito electrónico está configurado para gobernar la puesta del distribuidor en el estado activo durante un tiempo predeterminado, antes de la aplicación de la modulación.

Se apreciará que este funcionamiento en PWM es, en la práctica, relativamente raro durante la vida de la aeronave, ya que interviene solo como respaldo en caso de fallo del circuito principal de frenado. Incluso aunque la bomba que suministra la presión de alimentación haya fallado, el frenado de emergencia aún se puede realizar con la sola presión del acumulador del circuito hidráulico. En la mayoría de situaciones habituales, la palanca se usa para proporcionar el frenado de estacionamiento cuando la aeronave se encuentra detenida. En esta situación, el piloto tira de la palanca directamente hasta la posición del 100% cuando la aeronave se detiene. Entonces, el distribuidor se lleva hasta el estado activo y permanece en él.

Descripción de las figuras

La invención se entenderá mejor a la luz de la siguiente descripción de un modo de realización particular de la invención, con referencia a las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:

- La Figura 1 es un esquema del circuito hidráulico que comprende un distribuidor de dos estados, utilizado para realizar el frenado de emergencia de la invención;

- La Figura 2 es un esquema eléctrico que muestra el gobierno del distribuidor utilizado en el circuito hidráulico de la Figura 1 con la ayuda de una palanca de freno de estacionamiento progresivo;

- La Figura 3 es un gráfico que muestra la tensión enviada a los terminales de la bobina del distribuidor de la Figura 1, mediante la aplicación de la modulación por anchura de impulsos.

Descripción detallada de la invención

La Figura 1 ilustra un esquema hidráulico que se puede utilizar para implementar el frenado de emergencia de la invención. Este circuito de frenado de emergencia viene a complementar un circuito de frenado principal, que no se muestra. Aquí, la aeronave comprende dos frenos 1A y 1B asociados con unas ruedas frenadas 2A y 2B, que están conectados a la puerta de salida 3 de un distribuidor 4 de dos estados, de los que uno es un estado de reposo estable (ilustrado en la Figura 1) en el que la corredera del distribuidor 4 conecta la puerta de salida 3 a una puerta de retorno 5, y el otro es un estado activo en el que la corredera del distribuidor 4 conecta la puerta de salida 3 a una puerta de alimentación 6. Una bobina 7 obliga a la corredera del distribuidor 4 a colocarse en el estado activo cuando la bobina 7 es alimentada con una tensión de mando, y un resorte 8 devuelve la corredera del distribuidor 4 al estado de reposo cuando la bobina 7 ya no se alimenta.

De acuerdo con la invención, la bobina 7 se alimenta de tal modo que la presión suministrada a los frenos 1A, 1B a través de la puerta de salida 3 sea función de la posición de una palanca 10 accionada por el piloto de la aeronave. Para ello, se mide aquí la posición de la palanca 10 por medio de un potenciómetro 11, cuya salida es transmitida a una placa electrónica 12 que comprende medios de tratamiento de la señal configurados para generar una orden 13 de un primer selector 14 que conecta selectivamente un primer terminal de la bobina 7 ya sea a una masa 15, ya sea a una fuente de tensión de continua (aquí, de 28 VCC).

Aquí, la placa electrónica 12 es adecuada para la aplicación de un procedimiento de modulación de anchura de impulsos (PWM) ilustrado en la Figura 3. Cuando la palanca 10 es elevada por el piloto desde una posición inicial denominada del 0%, el selector 14 pone la bobina 7 bajo tensión durante un primer tiempo determinado AT, lo que favorece el llenado de las cavidades de los frenos 1A, 1B con el fluido hidráulico. A continuación, para cada período sucesivo T, la placa electrónica 12 determina un tiempo de apertura t que es, aquí, función de la posición de la palanca 10 entre la posición del 0% y la posición del 100% que corresponde al recorrido máximo de la palanca, por ejemplo, de acuerdo con una ley proporcional. El distribuidor 4 conecta entonces la puerta de salida 3 a la puerta de alimentación 6 durante el tiempo t, y conecta la puerta de salida 3 a la puerta de retorno 5 durante el tiempo complementario T-t, lo que determina un ciclo de trabajo de apertura R = t / T. La presión media vista por los frenos es función del ciclo de trabajo de apertura R y aumenta con esta relación de apertura entre la presión de retorno y la presión de alimentación. Se obtiene entonces, gracias a un simple distribuidor de dos estados, un mando proporcional a la posición de la palanca 10. El piloto puede entonces garantizar un frenado manual, que es capaz de dosificar a voluntad actuando sobre la palanca 10, y esto en el caso de avería del circuito de frenado principal.

El mismo distribuidor 4 permite igualmente realizar el frenado de estacionamiento. Basta con que el piloto lleve la palanca 10 a la posición del 100% y la mantenga allí. Para ello, la palanca 10 puede estar equipada con una ranura destinada a inmovilizar la palanca 10 en la posición del 100%. En esta posición, el tiempo de apertura t será igual al período T, lo que implica una relación de apertura R del 100%, de manera que el distribuidor 4 se mantiene permanentemente en el estado activo.

Por razones de seguridad, y con el fin de evitar que un simple fallo del circuito de frenado de emergencia ocasione un frenado no deseado, la palanca 10 está equipada con un interruptor de inhibición 16 que gobierna un segundo selector 17 que conecta selectivamente el segundo terminal de la bobina 7:

- ya sea a la masa 15 (como se ilustra en la Figura 2), de manera que la alimentación del primer terminal de la bobina por la fuente de tensión continua provoca la activación de la bobina y, por lo tanto, la colocación del distribuidor en el estado activo;

- ya sea al primer terminal de la bobina 7 para poner esta en cortocircuito, de tal modo que la alimentación del primer terminal de la bobina por la fuente de tensión continua deja el distribuidor en el estado de reposo.

Gracias a este segundo selector 17, el circuito de frenado de emergencia puede funcionar según los siguientes modos:

- Modo inhibido (“PARK OFF”): el piloto acciona el interruptor de inhibición 16 (o, como variante, el interruptor de inhibición 16 es accionado directamente por la palanca cuando esta se hace retornar a la posición del 0%) para gobernar el segundo selector 17 con el fin de cortocircuitar la bobina 7, de modo que, incluso aunque la palanca 10 se accione inadvertidamente, no puede producirse un frenado no deseado. La bobina del distribuidor está entonces inhibida;

- Modo de frenado de emergencia: tan pronto como el piloto acciona la palanca 10 más allá de una posición crítica (por ejemplo, del 5%), el segundo selector 17 se hace funcionar automáticamente para poner el segundo terminal de la bobina a la masa y, por lo tanto, permitir el frenado progresivo de la aeronave por medio de la palanca. Llegado el caso, unos medios de aislamiento eliminan cualquier posibilidad de que el circuito de frenado principal envíe presión a los frenos, siempre y cuando esté activado el modo de frenado de emergencia;

- Modo freno de estacionamiento: este modo es activado por el piloto llevando la palanca a la posición del 100% y manteniéndola allí. Preferiblemente, el distribuidor 4 está equipado con una etapa electromagnética biestable que permite inmovilizar el distribuidor 4 en el estado activo cuando el distribuidor 4 se ha mantenido en este estado durante un tiempo predeterminado (por ejemplo, unos pocos segundos) sin que la bobina 7 haya sido alimentada. De esta forma, es posible mantener el frenado de estacionamiento evitando al mismo tiempo agotar las baterías de la aeronave cuando esta se encuentra detenida.

La invención no está limitada por lo que se acaba de describir, sino que, por el contrario, abarca cualquier variante que se encuentre dentro del alcance definido por las reivindicaciones.

En particular, si bien el distribuidor 4 se acciona aquí mediante una bobina, se puede utilizar cualquier otro dispositivo de accionamiento, como, por ejemplo, un motor eléctrico. Aunque el sensor de la palanca es aquí un potenciómetro, es posible utilizar cualquier otro tipo de sensor, como, por ejemplo, un sensor inductivo del tipo RVDT.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de frenado de emergencia para aeronaves, que comprende el uso de un freno de estacionamiento progresivo gobernado por una palanca (10) que puede ser accionada por el piloto entre una posición denominada del 0%, en la que los frenos son puestos a la presión de retorno de la aeronave, y una posición denominada del 100%, en la que los frenos son puestos a la presión de alimentación de la aeronave, siendo la palanca bloqueable en la posición del 100% para garantizar el frenado de estacionamiento cuando la aeronave está detenida, de manera que el método de frenado de emergencia está caracterizado por que comprende:

- utilizar un distribuidor (4) que tiene una puerta de salida conectada a los frenos, una puerta de retorno y una puerta de alimentación, de tal modo que el distribuidor presenta un estado de reposo en el que la puerta de salida está conectada a la puerta de retorno, y un estado activo en el que la puerta de salida está conectada a la puerta de alimentación; y

- gobernar el distribuidor para que se sitúe en uno u otro de esos estados por modulación por anchura de impulsos (PWM) que tiene una relación de trabajo (R) que es función de la posición de la palanca, a fin de suministrar a los frenos una presión comprendida entre la presión de retorno y la presión de alimentación, dependiendo de la posición de la palanca.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la válvula se hace retornar al estado de reposo mediante un resorte de retorno y se sitúa en el estado activo mediante una bobina (7) alimentada por medio de un primer selector (14) que conecta un primer terminal de la bobina alternativamente a la masa (15) o a una fuente de tensión continua en respuesta a una señal de mando (13) del selector que está determinada por modulación por anchura de impulsos.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que un segundo selector (17) está dispuesto para conectar un segundo terminal de la bobina (7) selectivamente a la masa o al primer terminal de la bobina en respuesta a una señal procedente de un interruptor de inhibición de bobina.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, cuando se acciona la palanca, el distribuidor se pone en estado activo durante un período de tiempo determinado (DT), antes de realizar el mando del distribuidor mediante modulación por anchura de impulsos.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el distribuidor (4) es inmovilizado en el estado activo cuando el interruptor (4) se ha mantenido en este estado al mantener la palanca en la posición del 100%.