JP2011136687A - 航空機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】航空機1であって、少なくとも1つのアクチュエータ6;7を備えた少なくとも1つの飛行中姿勢制御システム4,5と、前記アクチュエータ6;7に接続されていて少なくとも1つのポンプ8を含む流体回路とを具備し、前記流体回路は該流体回路の圧力が予め設定可能な閾値を超えるときに第1の流量を供給するように形成されている、航空機1が提供される。前記ポンプ8は前記第1の流量よりも大きい第2の流量を供給するように形成されており、当該航空機1は、前記流体回路の圧力に関連づけられた数値を検出するセンサ11a,11b,12,13と、前記センサ11a,11b,12,13によって検出された前記数値が前記閾値を下回る前記流体回路の圧力に対応するときに、前記ポンプ8を制御して前記第2の流量を供給する、プログラム可能な中央制御ユニット10とを具備している。
【選択図】図3
Description
特に航空機は、ホバリング可能な航空機、例えばヘリコプタまたは転換式航空機であってよい。
1つの採りうる解決策は、その流体圧式システムを再設計して再認定することである。しかし、これには相当な時間と費用を伴う。
したがって、航空機業界において、航空機の流体圧式機器を改良すると同時に、改良された流体圧式システムの設計および認定に伴う時間およびコストを避けるための方法についてのニーズが存在する。
図1における符号1は、ホバリング可能な航空機、図示された実施例ではヘリコプタを示している。航空機1は主ロータ2および尾部ロータ3を具備している。主ロータ2は主翼を制御し、主翼の迎え角を制御するためのアクチュエータ組立体4を具備している。同様に、尾部ロータ3は尾部翼の迎え角を制御するためのアクチュエータ組立体5を具備している。主ロータ2および尾部ロータ3の翼の迎え角を制御することによって、航空機1の姿勢を制御する。アクチュエータ組立体4,5は流体圧式のものであり、好ましくは多数の直線アクチュエータ6,7をそれぞれ具備している。
ポンプ8は、流体回路の圧力が予め設定可能な閾値を上回るときに第1の流量を供給するように形成されている。
ポンプ8は、第1の流量よりも大きい第2の流量を供給するように形成されるのが有利である。航空機1は、アクチュエータ6,7の制御圧力に関連した数値を検出するための多数のセンサ11a,11b,12,13と、センサ11a,11b,12,13によって検出された数値が前記閾値を下回るアクチュエータ6,7の制御圧力に対応するときにポンプ8を制御して第2の流量を供給するためのプログラム可能な中央制御ユニット10とを備えている。
荷重センサ12,13および圧力センサ11a,11bは、中央制御ユニット10に接続されていてデータを供給する。ポンプ8は、好ましくは可変容積形ポンプであり、ポンプ8の流量を制御するために中央制御ユニット10に接続された制御デバイス14を備えている。換言すると、ポンプ8の流量は中央制御ユニット10によって調整可能である。
バネ22は、導管19を閉鎖してピストン18への供給圧力を遮断するような位置に滑り弁20を維持しており、制御デバイス14によってタンクまたは供給部21に接続されたチャンバ23に収容されている。より具体的には、バネ22およびチャンバ23は、チャンバ23が供給部21に接続されているときは、バネ22が滑り弁20を位置決めして導管19を閉鎖するとともに、制御デバイス14によってチャンバ23がタンクに接続されているときには、供給部21の圧力がバネ22の予荷重に打ち勝って滑り弁20を開放して、それにより導管19が概ね供給部21の圧力になるように形成されている。より具体的には、導管19が供給部21の圧力になったときに回転ディスク16の傾斜角が減少するような予荷重がバネMに付与されている。
ブーストサイクルの間、ポンプ8は第2の流量を供給する。
荷重センサ12,13によって異常が記録された場合は、ブーストサイクルが繰り返されうるようになっていて、そのためこの動作を完了するのに十分に長く圧力が供給されるが、最大負荷条件におけるシステムに対して過度に負担を課すことはない。最大負荷条件において、実際にはより大きい機械的応力に加えて、流体圧流の過熱、すなわち熱応力も発生するが、これが所与の閾値を超えることは許容されるべきではなく、この閾値を超えると損傷が生じうる。
最大流量を下回る通常の作動条件において、ポンプ8は第1の流量を供給する。この第1の流量は予め設定可能な閾値を上回るものの、それでも航空機1におけるデバイスに影響を与えるアクチュエータ6,7により要求される流体圧動力、すなわち流量および圧力をなお提供する。アクチュエータ6,7の正確な作動は圧力センサ11a,11bおよび荷重センサ12,13によってモニタされていて、そのため流体回路の圧力が、中央制御ユニット10に記憶された予め設定可能な閾値を常に上回るようになっている。この場合、制御デバイス14はチャンバ23を解放しており、そのため導管19が供給部21の圧力になっており、ピストン18が回転ディスク16に作用してバネMを圧縮させるとともにポンプ8を最大流量よりも小さく設定する。例えば特に複雑な動作を実行するために、流体回路に接続されたアクチュエータ組立体4,5を同時に操作する理由で、アクチュエータ組立体4,5によって例外的に大きい動力が要求される場合、流体回路の圧力が閾値よりも低下して、アクチュエータ6,7の正確な作動を保証するのに十分に高くならないことがある。この圧力の低下は、流体回路に沿った圧力センサ11a,11bによって検出され、また、アクチュエータ6,7における荷重センサ12,13によってより容易に検出される。
センサ11a,11b,12,13によって流体回路圧力が閾値よりも低下したことを検出したとき、例えば複雑な動作の場合、中央制御ユニット10はポンプ8を制御して第2の流量を供給するとともに、閾値を上回る流体回路圧力を回復させる。
このようにすることによって、例えば航空機1の完全な制御を維持する一方で複雑な動作を実行することが可能になる、
センサ11a,11b,12,13を用いてアクチュエータ6,7の不十分な作動力を直ちに検出できるので、航空機は常に、たとえ極度の状況においても制御可能である。
特に、飛行中姿勢制御システム、例えばフラップおよび/または尾部の方向舵のアクチュエータに流体回路が接続されている固定翼機にも同様の原理が適用される。
航空機1は転換式航空機であってもよい。
Claims (15)
- 航空機(1)であって、
少なくとも1つのアクチュエータ(6;7)を備えた少なくとも1つの飛行中姿勢制御システム(4,5)と、
前記少なくとも1つのアクチュエータ(6;7)に接続されていて少なくとも1つのポンプ(8)を含む流体回路とを具備し、前記ポンプ(8)は前記流体回路の圧力が予め設定可能な閾値を上回るときに第1の流量を供給するように形成されている、航空機(1)において、
前記ポンプ(8)は前記第1の流量よりも大きい第2の流量を供給するように形成されており、かつ
当該航空機(1)は、
前記流体回路の圧力に関連づけられた数値を検出するセンサ(11a,11b,12,13)と、
前記センサ(11a,11b,12,13)によって検出された数値が前記閾値を下回る前記流体回路の圧力に対応するときに、前記ポンプ(8)を制御して前記第2の流量を供給する、プログラム可能な中央制御ユニット(10)とを具備することを特徴とする、航空機(1)。 - 前記センサ(12,13)が前記アクチュエータ(6;7)に接続された荷重センサであって、前記アクチュエータに作用する荷重を測定することを特徴とする、請求項1に記載の航空機。
- 前記センサ(12,13)は歪ゲージセンサを具備することを特徴とする、請求項2に記載の航空機。
- 前記センサ(11a,11b)が前記流体回路の圧力を測定する圧力センサであることを特徴とする、請求項1に記載の航空機。
- 当該航空機が、前記ポンプ(8)を制御して前記第2の流量を供給する操縦者により操作される制御部(30)を有してなる操縦者により制御されるインタフェース(15)を備えることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の航空機。
- 当該航空機が、主ロータ(2)および尾部ロータ(3)のうちの少なくともいずれか一方を具備するヘリコプタであり、
前記飛行中姿勢制御システムが(4,5)が、主ロータ(2)および尾部ロータ(3)のうちの少なくともいずれか一方の翼の迎え角を制御する制御組立体を具備することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の航空機。 - 前記ポンプ(8)が可変容積形ポンプであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の航空機。
- 前記ポンプ(8)がアキシャルピストンポンプであって、或る軸線回りに回転するディスク(16)と、該ディスク(16)が回転する前記軸線に対して偏心して前記ディスク(16)と協働するバネ(M)および流体圧式ピストン(18)とを具備しており、前記流体圧式ピストン(18)が前記バネ(M)に対向して作動して、前記軸線に対する前記ディスク(16)の傾斜を制御することを特徴とする、請求項7に記載の航空機。
- 前記バネ(M)および前記流体圧式ピストン(18)は、前記ポンプ(8)が前記第2の流量を供給するときに、前記バネ(M)による荷重が前記流体圧式ピストン(18)による荷重よりも大きくなるように形成されることを特徴とする、請求項8に記載の航空機。
- 前記流体圧式ピストンが、前記中央制御ユニット(10)に接続されたソレノイド弁(14)によって前記ポンプ(8)の供給圧力側または吐出圧力側に接続可能であることを特徴とする、請求項9に記載の航空機。
- 前記ソレノイド弁(14)が前記制御部(30)によって制御可能であることを特徴とする、請求項5を引用する請求項10に記載の航空機。
- 前記第2の流量が、前記流体回路の認定圧力よりも大きい前記流体回路の圧力に対応することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか1項に記載の航空機。
- 前記中央制御ユニット(10)が、前記ポンプ(8)を制御して前記第2の流量を所定時間にわたって供給するようにプログラム可能であることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1項に記載の航空機。
- 航空機(1)の流体回路を制御する制御方法であって、
前記流体回路が、少なくとも1つのアクチュエータ(6,7)に接続されていて、前記流体回路の圧力が予め設定可能な閾値を上回るときに第1の流量を供給するように形成された少なくとも1つのポンプ(8)を具備している、制御方法において、
前記流体回路の圧力に関連づけられた数値を検出し、
センサ(11a,11b,12,13)によって検出された前記数値が前記閾値を下回る前記流体回路の圧力に対応するときに、前記ポンプ(8)からの流量を増大させることを特徴とする、制御方法。 - 航空機(1)の適格性を再確認する適格性再確認方法であって、
前記航空機(1)は、
少なくとも1つのアクチュエータ(6;7)を備えた少なくとも1つの飛行中姿勢制御システム(4,5)と、
前記少なくとも1つのアクチュエータ(6;7)に接続された流体回路とを具備している、適格性再確認方法において、
第1の流量、および該第1の流量よりも大きくて前記流体回路の認定圧力よりも大きい前記流体回路の圧力に対応する第2の流量を供給するように形成されたポンプ(8)に前記流体回路を接続し、
前記流体回路の圧力に関連づけられた数値を検出するセンサ(11a,11b,12,13)を前記流体回路に接続し、
前記センサ(11a,11b,12,13)によって検出された前記数値が予め設定可能な閾値を下回る前記流体回路の圧力に対応するときに、前記ポンプ(8)を制御して前記第2の流量を供給するように、中央制御ユニット(10)をプログラムすることを特徴とする、適格性再確認方法。
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