JP2020511345A - 航空機において機内電力を分配するための方法及びアーキテクチャ - Google Patents

Abstract

本発明による機上電力分配用の方法は、一次分配（２Ａ）と、客室ネットワークと呼ばれる、客室システム（３０）の電力用の二次分配ネットワークとの間に保護された分断インターフェース（４Ａ）を生成して、一次分配（２Ａ）に関する品質パラメータに適合すること；上記一次分配（２Ａ）での電力の利用可能性に応じて、客室管理システム（Ｇ１、Ｇ２）によって一次分配（２Ａ）からの電力の抽出を制御すること；上記客室ネットワーク（３０）の負荷（５１、５２、５３）の適切な構成に応じて、上記利用可能な電力を変換して前記客室ネットワーク（３０）に分配することにあり、上記構成が、電気構成タイプ、単相／三相ＡＣまたはＤＣ、ならびに電圧レベル及び周波数に従って定義される。【選択図】 図３

Description

本発明は、機内電力を分配するための方法、及びこの方法を実施することができるアーキテクチャに関し、この方法及びこのアーキテクチャは、特に航空機の客室内で機内電力を分配するために採用される。また、本発明は、この方法を実施するためのそのようなアーキテクチャを備えた航空機に関する。本発明は、特に、従来の手段を使用して発電する現在使用されている商用飛行機に適用可能である。

本発明の分野は、航空機における電気ネットワークによって分配される電力の管理、より詳細には、技術的環境（加圧、空気調和、照明など）と乗客の快適性（ディスプレイ画面、乗客デバイスへの電力の供給など）との両方に関する客室機器のニーズに合わせて航空機の客室内で分配される電力の管理に関する。

「完全電気式」飛行機への進歩と共に、以前は空気圧エネルギー（特に客室内の空気調和）または油圧エネルギー（飛行制御アクチュエータ、降着装置アクチュエータ、オイルポンプまたは燃料ポンプ）を供給されていた特定の機器の代わりに電気機器が使用されるようになったため、分配される電力の観点から、電気の分配の管理が重要になってきている。電気認証規格は、航空機モデルごとに、分配管理システムに電力を送達するためのその発電能力を保証し、飛行の全段階（地上でのタキシング、離陸、上昇、巡航、降下、及び着陸の段階）における及び発電の一部損失が生じた場合における安全性を定義して保つ。

発電は主発電機（従来は２〜４台の発電機）によって実現され、各発電機が、航空機の各翼の推進エンジン、旅客機用のターボファン、及びバックアップ発電機（小さな風力タービンによって駆動される）、バッテリ、ならびにタキシング中及びエンジン始動用の電気エネルギー及び空気エネルギーの送達を保証する補助電源グループによって駆動される。

発電機は、従来、４００Ｈｚの定周波数（または３６０〜８００Ｈｚの範囲内の可変周波数）で１１５及び２３０ボルトの三相電圧を送達し、２８ボルトのＤＣ電圧が、バッテリによって、及びＡＣ−ＤＣ変換器を介してメインネットワークによって送達される。発電によって生成されたエネルギーは、ついで、電気機器室に従来配置されているアビオニクスラックに位置された飛行機の一次電力分配センタに運ばれ、ついで電気負荷に分配される。一次電力分配センタは、一次分配ネットワーク、ついで二次分配ネットワークの様々な母線、例えば２つの２３０及び１１５Ｖ ＡＣ（交流）母線ならびに１つの２８Ｖ ＤＣ（直流）母線にわたって様々な電圧で電力を送達する。一次及び二次分配ネットワークが、航空機ネットワークを形成する。

従来、電力分配センタは、航空機の機体に沿って延びる左右の２つの横方向チャネルにあり、対象の母線チャネルの側に位置するエンジンによって駆動される発電機に連携される。各機器は、利用可能性及び電力に関する要件に応じて、さまざまな母線に接続される。

したがって、一次ネットワークの電力は、二次電気ボックスから飛行機ネットワークに分配される。飛行機システムの機器には、これらの二次配電ネットワーク（母線、ケーブル、及びハーネスから形成される）を介して、場所と負荷に応じて二次ボックスから電力が供給される。そのような機器は、特に：降着装置のアクチュエータ、及び／または地上インターフェースシステムの前輪を案内／制動するためのアクチュエータ；空調システムのコンプレッサ；エンジンに灯油を供給するためのシステムのポンプ；加圧システムの油圧回路のポンプ；除氷及び換気アクチュエータ、照明、ならびにコックピットシステムのインストルメントパネルの電源；貨物室に位置するアビオニクス室のコンピュータ；以下では「客室ネットワーク」と呼ぶ客室システムのネットワークの技術的機器（調理室のオーブン、照明、換気）及び家庭用機器（エンターテイメント画面）である。

飛行機の設計は、長い時定数を有する。例えば、それぞれ１９６７年及び１９８７年に就航したボーイング７３７とエアバスＡ３２０は、現在でも世界で最も多く販売されている飛行機である。飛行機のアーキテクチャ、特に飛行機の電気的アーキテクチャは、設計時に定義された制約に従って認証されるが、認証規則は絶えず変化している。各飛行機はそれ以前のものとは異なり、多くの場合、各航空会社の保有飛行機は、非常に異なるタイプの飛行機から構成されている。

現在、飛行機には、よりいっそう多くの電気機器が組み込まれている。そのような機器は、従来の空気圧アクチュエータ（空調コンプレッサ、加圧ポンプ）または従来の油圧アクチュエータ（飛行制御、降着装置制御、翼除氷）の代わりとなっている高出力電気負荷、または技術的負荷（照明、換気、ディスプレイ画面）及び家庭用負荷に関連している。家庭用負荷は、乗客のパーソナルデバイス（スマートフォン、タブレット、ノート型パソコン、仮想現実ヘッドセットなど）を表すことを意図している。

高出力負荷及び技術的または家庭用負荷への電力供給は、同一の一次及び二次電力分配アセンブリによって管理される。この管理は、例えば特許文献１において示されており、この特許は、各二次電力分配センタに組み込まれた二次変換器に結合された単一の一次電力分配母線を使用して、その二次電力分配センタに接続されている飛行機システムの機器に適切な電圧を送達することを推奨している。

特許文献２及び特許文献３は、二次電力分配センタの数を増加させて、電力を供給すべき負荷のできるだけ近くに位置させることを提案している。しかし、それらの特許には、一次電力分配からの客室の電気的負荷への電力供給に関して、特定の手段は記載されていない。

さらに、特許文献４は、スタータ発電機を備える第１の発電アセンブリによって電力供給される母線への高出力負荷、例えば三相電圧を提供するが、従来の電力を必要とする負荷の電力は、他のスタータ発電機または従来の発電機によって形成された発電アセンブリによって供給される母線からのものである。この発電機レベルでの電力源の割当てにより、（８００〜２０００Ｈｚの間で変化する周波数を実現可能な）高い回転速度のスタータ発電機を使用して、単位重量あたりの取得可能な電力を増加させることができる。

しかし、客室のニーズは、特に、電気通信及び接続された電子機器（スマートフォン、タブレット、ノート型パソコン、仮想現実ヘッドセットなど）の技術サイクルに近い技術サイクルで、乗客の近くの負荷（画面、個々の照明、接続性など）に関して急速に変化している。しかし、これらのニーズへの適応に必要な供給の融通性を可能にする従来技術の解決策はない。しかし、相次ぐ客室の改装においてそのような適応が提供される。

したがって、従来技術の解決策は、航空保護規格の文脈において、客室ネットワークに電力を分配し、一次分配ネットワークによって送達される電力の電圧と周波数を変換することが必要とされる。しかし、これらの規格は、高負荷の機器（降着装置のアクチュエータ、空気調和コンプレッサ、ポンプ、翼除氷作動装置など）用の高電力分配の安全性を統治し、そのため、改造には、認定基準の遵守を保証できるようにするためにかなり大型のパワーエレクトロニクス機器（単巻変圧器）が必要である。これらの条件下で、配電は、厳格な予め確立された動作モードを確立するように設計される状況で静的に確立される。

欧州特許出願公開第２４３２０９３号明細書 仏国特許出願公開第３００５３７７号明細書 米国特許第７９５０６０６号明細書 米国特許第８１３６７５６号明細書

対照的に、本発明は、飛行機の認証を問題とすることなく、所与の機種の客室改装後にネットワーク上の負荷への適応の融通性を可能にすることを狙いとする。これを行うために、本発明は、一方で、その設計日に関わらず、飛行機の認証に関連するアビオニクス電力アーキテクチャ間の機能的及び構造的分離を実現するインターフェースを提供し、他方で、客室の電気ネットワークのアーキテクチャを提供し、このアーキテクチャは、乗客のニーズに関連する技術的及び家庭用負荷に電力供給するために経時的に適応可能である。また、そのような独立性により、アビオニクス電力ネットワークの規格を遵守しながら、独立した電源を客室ネットワークに追加することもできる。これを行うために、本発明は、アビオニクスネットワークの質を低下させることなく、様々な電源を組み合わせて適応させることによって、客室の分配ネットワークの電力を、電力分配ネットワークの残りの部分で利用可能な電力に応じて動的に管理することを企図する。

より正確には、本発明は、客室、及び飛行機システムに電力を分配するための二次ネットワークへの電力の一次分配を備える、航空機において機内電力を分配するための方法であって、一次分配が、航空機のエンジンによる電力の発生に結合された方法に関する。この方法は、一次分配に作用する摂動に対する電気的隔離によって、一次分配と、客室ネットワークと呼ばれる、客室システムの電力を分配するための二次ネットワークとの間に分断及び保護電力分配インターフェースを形成すること、一次分配での電力の利用可能性に応じて、客室管理を介して一次分配からの電力の抽出を制御すること、客室ネットワークの負荷の適切な構成に応じて、利用可能な電力を変換して客室ネットワークに分配することにあり、上記構成が、単相／三相ＡＣまたはＤＣによって、ならびに電圧及び周波数レベルによって、電気的カテゴリに応じて定義される。

特定の実施形態によれば、この方法は、以下のことを提供することができる：
−一次分配の摂動が、負荷によって生成される高調波歪みの程度、ＡＣ電圧の周波数のレベル、電圧レベルの変化、及び／または力率に関する品質パラメータに関係する；
−客室ネットワークの負荷すべてに電力供給するための一次分配からの電力の抽出が、一次分配の公称電力を超えず、一次分配の公称動作の品質パラメータを摂動しないように、客室ネットワークの管理が動的に制御される；
−少なくとも１つの補助電源ユニットが、一次電力の利用可能性に従って、一次分配の電力に加えて客室ネットワークに電力を送達するために使用される；
−客室ネットワークの適切な構成が、分断後の電圧変換によって他の電圧及び／または周波数レベルを組み込むことによって再定義される。

また、本発明は、特に客室及び機体を組み込む航空機の機上で電力を分配するためのアーキテクチャに関する。このアーキテクチャは、機体の各側に、電力を分配するための左／右のネットワークを備え、左／右のネットワークは、左／右のネットワークそれぞれに関して、電力の一次分配を分配するためのネットワークから構成され、上記分配が、アビオニクス管理システムによって制御され、一次ネットワークが、飛行機システムに電力を分配するための二次ネットワークに結合される。左／右の一次分配ネットワークそれぞれに結合されて、一次ネットワークの摂動を防止するための制御または監視及び調整手段を組み合わせた分断及び保護手段のインターフェースを組み込む客室システム配電センタが、客室ネットワークと呼ばれる客室システムの各二次分配ネットワークに電力を分配する。客室管理ユニットが、消費負荷の電圧タイプならびに電圧及び周波数レベルに応じて、母線の構成を介して分配される、客室ネットワークの前記負荷に電力を分配するため、アビオニクス管理システムとのインターフェースで、客室ネットワークの負荷の消費ニーズに鑑みて、ネットワークの利用可能性に応じて各一次ネットワークからの電力の抽出を制御する。

好ましい実施形態によれば：
−一次ネットワークの摂動を防止するための制御または監視及び調整手段が、部分的な組合せから完全な組合せまで、一次ネットワークに拒絶される高調波電流をフィルタリングするためのシステム、力率を調整するために調整可能なコンデンサ及び／またはインダクタ、電圧降下の場合に負荷を自動的に除荷するためのデバイスと共に一次ネットワークでの電圧レベルを制御または監視するためのデバイス、及び／または三相電圧母線での負荷の公正な分配の命令の中から選択される；
−各客室管理ユニットが、一次ネットワークの利用可能性に関するデータに応じて、客室ネットワークの接触器の信号処理ボックスを備え、上記データが、バスまたは母線の電力を制御するためのボックスによって送達され、航空機システムの二次ネットワーク内で、アビオニクス管理システムからのデータに応じて分配される；
−ＡＣ及び／またはＤＣ電圧を供給する補助電源ユニットは、一次ネットワークの電力から独立して、客室ネットワークに補助電力を送達するように、接触器を介して客室ネットワークの母線に結合される；
−少なくとも１つの三相電圧母線及び１つのＤＣ電圧母線、三相／ＤＣ電圧変換器、及び／またはＤＣ／三相電圧変換器を備える各客室ネットワークが、三相母線とＤＣ母線との間に結合される；
−各客室ネットワークの家庭用負荷に電力を分配するためのネットワークの少なくとも１つの母線が、少なくとも１つのＡＣ／ＡＣ電圧変換器及び／またはＤＣ／ＡＣ電圧変換器を介して客室ネットワークの技術的負荷に電力を分配するためのネットワークの少なくとも１つの母線に結合される；
−信号処理ボックスによっても作動される接触器が、家庭用ネットワークの変換器に、家庭用ネットワークと家庭用負荷との母線間で結合される；
−客室ネットワークの技術的負荷及び家庭用負荷に電力を分配するための回路が、交換可能な座席リンクに取り付けられた交換可能な座席インターフェースボックスに電力を分配する標準切断ボックスによって座席の列に形成される；
−各客室管理ユニットが、制御インターフェースを介して客室乗務員の一員によって制御または監視される。

本明細書では、技術的消費は、コンディショニングデバイス（加圧、一般照明、空調、調理室）及び快適性デバイス（個別の換気及び照明、ディスプレイ画面）に関連し、家庭用消費は、乗客のパーソナルデバイス（スマートフォン、タブレットなど）に関連すると理解すべきである。

本発明の他のデータ、特徴、及び利点は、添付図面を参照して、以下の非限定的な記載を読めば明らかになろう。

本発明による、ＡＣ及びＤＣ電圧母線を介して電力を分配して客室ネットワークの技術的負荷に電力供給し、一次ネットワークの分断を採用するネットワークのアーキテクチャの一例の基本ブロック図である。 客室ネットワークの母線間に変換器を組み込んだ図１の例示的なネットワークアーキテクチャを示すブロック図である。 家庭用負荷への電力供給のためのＡＣ電圧の変換を組み込んだ、図１のアーキテクチャの客室ネットワークにおける電力の分配の機能図である。 図１のブロック図と同様であるが、技術的負荷に電力供給するための客室ネットワークの母線と家庭用負荷に電力供給するための母線との間に変換器を組み込んだブロック図である。 標準の配電切断ボックスから客室ネットワークの負荷への供給の分配のアーキテクチャの概略図である。 飛行機の客室の座席の列の概略斜視図であって、前記列が、交換可能な配電インターフェースボックスとともに装備されている図である。

以下の記載では、同一の参照符号は同じ要素に関し、その要素を述べる本文の一節を表す。

図１のネットワークアーキテクチャのブロック図を参照すると、図示されるアーキテクチャ１０は、航空機の機体（図示せず）の左／右側それぞれに、電力を分配するためのネットワーク１１を備え、ネットワーク１１は、飛行条件及び段階に応じて、アビオニクス管理システム１２によって制御される。

左／右ネットワーク１１はそれぞれ、一次分配ネットワーク２０、及び図示される客室ネットワーク３０など電力を分配する二次ネットワークから構成され、二次ネットワークは、客室ネットワーク３０の分配センタ４０など、電力分配センタを介して一次ネットワーク２０に結合される。一次ネットワーク２０の電力は、航空機のエンジン（図示せず）に結合された発電機によって送達される。

各客室配電センタ４０は、一次ネットワーク２０と各客室ネットワーク３０とのインターフェースにおいて、一次ネットワーク２０を客室ネットワーク３０から電気的に保護及び隔離する分断手段４１、４２の組合せを組み込み、この一次ネットワーク２０の品質パラメータが満たされることを保証するとともに、アンペア数を大きな間隔にわたって変化させることを可能にする。摂動を防止する分断手段４１、４２の組合せは、この例では、一次ネットワーク２０に拒絶され得る高調波電流をフィルタリングするためのシステムと、力率を調整するための共振回路との組合せである。有利には、電圧降下が生じた場合に負荷を自動的に除荷するためのデバイス、または同位の効果を可能にするデバイスと共に、一次ネットワーク２０での電圧レベルを制御または監視するデバイスである。変形形態として、一次ネットワーク２０が例えば１１５及び２３０ボルトの電圧の２つの三相電圧母線を備える場合、これらの三相電圧母線間の負荷の公正な分配も、有利にはアビオニクス管理システム１２によって制御または監視されて適用され得る。

したがって、各客室配電センタ４０は、一次ネットワーク２０から電力を引き出し、ＤＣ電圧技術的負荷５１（環境制御及び処理デバイス：加圧、空気調和、一般照明など）及びＡＣ電圧技術的負荷５２（乗客快適性デバイス：個別の換気及び照明、ディスプレイ画面など）にそれぞれ母線３１及び３２を介して電力を分配する。客室管理ユニットＵ１／Ｕ２の信号処理ボックス６１／６２は、客室ユニットＵ１／Ｕ２から及びアビオニクス管理システム１２からのデータと共に、左右の客室ネットワーク３０（特に：母線３１及び３２、母線３１及び３２の上流及び下流に配置された接触器Ｃ１、Ｃ２及びＣ’１、Ｃ’２、ならびに客室配電センタ４０）をそれぞれ制御する。したがって、各客室リンクユニットＵ１／Ｕ２は、アビオニクス管理システム１２と客室ネットワーク３０の負荷の消費ニーズとのインターフェースとして働く。

このボックス６１／６２は、客室乗務員インターフェースとして機能し、客室乗務員が所定の適応可能な制限内で各客室ネットワーク３０への電力の分配を監視して適応できるようにする。変形形態として、管理は自動化され、ボックス６１／６２がそのために設備に提供されている場合には、ボックス６１／６２は、有利には、客室ネットワーク３０への電力の分配に関する情報を客室乗務員に通信する働きをする。

２つの補助電源ユニットＳ１及びＳ２、燃料電池、または他のタイプのバッテリは、有利には、一次ネットワーク２０の電力に加えて、またそれとは独立して、同じタイプの電圧を接触器Ｃ３及びＣ４を介して母線３１及び３２に結合することによって、ＡＣ及びＤＣ電圧の補助電気供給を各客室ネットワーク３０に送達し得る。これらの補助電源ユニットＳ１及びＳ２は、電力を供給することができる一次ネットワーク２０の能力に応じて、接触器Ｃ３及びＣ４の信号ボックス６１／６２を介して、客室管理ユニットＵ１／Ｕ２によって要請され得る。

具体的には、バスの電力を制御するためのボックスによってアビオニクス管理システム１２に伝送され、他の航空機システム１（このシステムは、以下では飛行機システムと呼ぶ）の二次ネットワークに分配される、各一次ネットワーク２０の母線２１及び２２の利用可能性に関するデータに応じて、飛行条件及び段階を反映するアビオニクス管理システム１２に固有のデータに応じて、ならびに客室ネットワーク３０の技術的消費負荷５１及び５２の電力に応じて、電力が分配される。変形形態として、高電力を必要とする家庭用または技術的負荷、例えば調理室は、分断後に一次ネットワーク２０の母線２１／２２によって直接電力供給される。

客室システムのネットワーク及び航空機システム１のネットワークのニーズに応じて、それぞれ電源の１００％及び５０％が利用可能である電力の送達の動的な分配の２つの例を以下に述べる。いずれにせよ、一次ネットワークから抽出された電力は、飛行条件及び段階を前提として、一次公称電力を超えない。

第１の例では、左／右の一次ネットワーク２０それぞれの各母線２１／２２が、ＡＣ電圧であれＤＣ電圧であれ、それぞれ４５ｋＷの公称電力（経時的に一定であると仮定する）を送達する。各母線２１／２２によって供給される航空機システム１の負荷の供給ニーズは１５ｋＷであり、客室ネットワーク３０の各母線３１／３２の負荷のニーズは２５ｋＷであり、これも各母線２１／２２によって送達される。

この例では、客室負荷と航空機システム１のすべてに供給するために必要な電力（４ｘ（１５＋２５）＝１６０ｋＷ）が利用可能な電力（４ｘ４５＝１８０ｋＷ）よりも低いことが明らかであろう。ニーズの変化を考慮に入れて、一次ネットワーク２０の過負荷を防ぎながら、客室の負荷の電力供給を制御する各客室管理ユニットＵ１／Ｕ２は、航空機システム１の負荷の供給を優先する。これを行うためには、各電力源（母線２１／２２）から電力が送達される必要性に関する複数の状況が考慮され得る。

航空機システム１（例えば１５ｋＷ）及び客室システム（例えば３０ｋＷまで）の電力需要が利用可能な電力（４５ｋＷ）を超えないとき、航空機システムの二次ネットワークが、電力源に過負荷をかけずに適正に供給される。

しかし、客室システムのニーズが３０ｋＷを超えて（例えば３５ｋＷに）増加し、二次客室ネットワーク３０及び二次航空機ネットワーク１が要求する電力（例えば、３５＋１５ｋＷ＝５０ｋＷ）が利用可能な電力（４５ｋＷ）を超える場合、各電力源から客室システムに実際に送達される電力は、電力源に過負荷がかからないように３０ｋＷに制限される。ついで、客室管理ユニットＵ１／Ｕ２は、客室システムの負荷の電力需要が持続または増加する場合、対応するボックス６１／６２を介して接触器Ｃ３及びＣ４に作用することによって、補助電源ユニットＳ１及びＳ２から電力を引き出す。

その後、航空機システム１の電力も増加する場合（例えば、１５ｋＷから１８ｋＷになる）、電力源に過負荷をかけることなく航空機システム１のより高い優先度の電力ニーズを満たすために、機内消費は２７ｋＷ（３０ｋＷではなく）に減少される。航空機システム１の消費量が（例えば、１８から１５ｋＷになることによって）再び減少すると、客室管理ユニットＵ１／Ｕ２は、対応する電力源に過負荷をかけることなく、（２７から３０ｋＷにすることによって）客室システムのニーズを満たす。電力の不足が持続または増加する場合、上記のように補助電源ユニットＳ１及びＳ２も電力を送達し得る。

客室システムのネットワークの技術的負荷５１及び５２のＡＣ及びＤＣ電圧電力のそのような動的適応は、図２のブロック図にも示されており、図２は、図１と同じ基本構成を有する。このブロック図では、左右の客室ネットワーク３０それぞれが、ＤＣ電圧母線３１とＡＣ電圧母線３２との間の電流のためのインバータ７１、及びＡＣ電圧母線３２とＤＣ電圧母線３１との間の電流のための整流器７２を組み込む。各信号処理ボックス６１／６２によって制御される接触器Ｃ５及びＣ６は、各変換器７１及び７２に関連付けられる。

これらの条件下では、母線３１及び３２での電力利用可能性の変化は、電力不足時に、母線３１または３２の一方または他方が電力の補助的追加を送達することが可能であるときに母線３２及び３１の他方に電力を追加することによって、客室管理ユニットＵ１／Ｕ２によって補償され得る。ついで、技術的負荷５１及び５２が適正に電力供給される。

左側の発電機が故障した場合における５０％の電源での動作の第２の例では、全体の電力は、前の例に比べて９０ｋＷに低下する。

一次ネットワーク２０の母線２１／２２は、平均して半分に分割された利用可能な電力、すなわち各客室ネットワークの各母線で２２．５ｋＷを引き続き供給される。客室管理ユニットＵ１／Ｕ２は、潜在的にすべての客室負荷を依然として供給し得る。しかし、利用可能な電力がより低く、航空機システムの優先度がより高いため、客室負荷の供給は第１の例よりも大きく制限される。さらに、技術的環境制御、ならびに処理客室負荷及びそれらの供給には特権が与えられる。

各客室ネットワーク３０が家庭用負荷（スマートフォンなど）を組み込むとき、図１に示されるタイプのネットワークアーキテクチャは、家庭用消費負荷５３の供給を組み込む図３の電力分配の機能概略図に従う。

この機能概略図では、アビオニクス管理システム１２によって制御または監視される電力の一次分配２Ａは、ＡＣ及びＤＣ電圧ネットワークの二重分断４Ａを介して各客室ネットワーク３０のＤＣ電圧技術的負荷５１及びＡＣ電圧技術的負荷５２に電力を送達する。ついで、電力は、信号処理ボックス６１／６２に関連付けられた客室管理ユニットＵ１／Ｕ２によって実装される客室管理システムＧ１／Ｇ２によって制御または監視され（図１及び２を参照）、ＡＣ及びＤＣ電圧負荷５１及び５２に供給するために分配される。

家庭用負荷５３への電力供給は、分断４Ａの後の電圧変換７３によって実現され、客室管理システムＧ１／Ｇ２によって制御または監視される。一次分配２Ａからの電力の不足を補償するために、補助電源ユニットＳ_Ａからの電力も、客室管理システムＧ１／Ｇ２によって制御または監視される。

家庭用負荷５３への電力供給は、図１と同じ基本構成を有する図４のブロック図に示されている。このブロック図では、各客室ネットワーク３０は、ＤＣ電圧母線３１と、有利には家庭用負荷５３にＡＣ電圧を供給するための母線９１／９２との間の電流のためのインバータ８１を組み込む。また、各客室ネットワーク３０は、母線３２と母線９１／９２との間のＡＣ電流のための変換器−調整器８２も組み込む。各変換器８１及び８２に関連付けられた接触器Ｃ７及びＣ８、ならびに母線９１／９２を家庭用負荷５３に結合するための接触器Ｃ９及びＣ１０が、客室管理システムＧ１／Ｇ２によって制御される。

変換器８１及び８２の組込みにより、動作中、母線３１及び３２の電力利用可能性の変化を、客室管理ユニットＵ１／Ｕ２と共に各信号処理ボックス６１／６２によって補償することが可能になる；一方の母線３１または３２が補助追加電力を送達することが可能であるとき、電力不足時に母線３２または３１に電力が追加される。ついで、家庭用負荷５３が適正に電力供給される。さらに、補助電源ユニットＳ１及びＳ２は、母線３１及び３２に電力を供給し得る。

この例では、技術的タイプの変換器７１及び７２及び／または家庭用タイプの変換器８１及び８２は、４００Ｈｚで１１５ボルトまたは可変周波数で（例えば、３６０〜８００Ｈｚの間隔で）２３０ボルトのＡＣ電圧から、６０Ｈｚで１１５ボルトまたは５０Ｈｚで２２０ボルトのいわゆる家庭用ＡＣ電圧レベルを得られるようにする。

図５ａに、各客室ネットワーク３０の家庭用及び技術的負荷への電力供給の分配のアーキテクチャの概略図が示されている。この概略図では、各一次ネットワーク２０の母線２１及び２２は、上述した客室ネットワーク３０を介して、負荷に電力を分配するための回路１００に、客室管理ユニット「Ｕ」（この参照符号は、先のユニットＵ１及びＵ２のいずれかに関する）の制御下で電力を伝送する。

この回路１００は、技術的環境制御及び処理負荷５１、５２（調理室、空気調和、加圧、一般照明など）及び乗客快適性技術的負荷（個別の換気及び照明、ディスプレイ画面など）に電力供給するためのレジデント電気的リンクＬ１、ならびに座席の２列Ｒ_Ｓそれぞれに沿った、家庭用負荷５３（図３及び４参照：スマートフォンなど）に電力供給するためのレジデント電気リンクＬ２を備える。

レジデントリンクＬ２に取り付けられた標準切断ボックスＢ１及びＢ２が、座席Ｒｎの各列の足元に配置された交換可能なインターフェースボックスＢｉから交換可能な座席リンクＬ３への配電を行う。電流の流れの方向にある第１の標準切断ボックスＢ１は、客室の照明負荷５ａに電力を送達する。

図５ｂの斜視図において、飛行機乗客客室の座席の列Ｒ_Ｓの１つがより詳細に示されている。図５ａと同様に、交換可能な配電インターフェースボックスＢｉが、座席Ｒｎの各列に面して配置されている。さらに、レジデントリンクＬ２に取り付けられた標準切断ボックスＢ１及びＢ２によって電力供給されるこれらのインターフェースボックスＢｉは、交換可能なリンクＬ３によって接続されている。

本発明は、記載及び図示された例に限定されない。したがって、補助電源ユニットは、バッテリまたは蓄電池であり得る。客室ネットワークの電力の管理は自動化され得て、客室乗務員は、例えば安全が考慮される場合など、限られた状況でのみ管理インターフェースを介して介入する。変形形態として、この管理が完全に自動化され得て、このとき管理インターフェースは情報インターフェースに限定される。

さらに、家庭用負荷への電力供給は、対応する母線のＡＣまたはＤＣ電圧の変換から、または上述した２つの変換の組合せから生じ得る。

同様に、技術的環境制御、処理、及び乗客快適性負荷に電力供給するために、上述した２つの変換器の組合せではなく、整流器またはインバータと共に、ＡＣ及びＤＣ電圧母線間の単一の変換器が使用され得る。

Claims (15)

1. 客室、及び飛行機システムに電力を分配するための二次ネットワーク（３０）への電力の一次分配（２Ａ）を備える、航空機において機内電力を分配するための方法であって、前記一次分配（２Ａ）が、前記航空機のエンジンによる電力の発生に結合される方法において、この方法が、前記一次分配（２Ａ）に作用する摂動に対する電気的隔離によって、一次分配（２Ａ）と、客室ネットワークと呼ばれる、前記客室システム（３０）の電力を分配するための二次ネットワークとの間に分断及び保護電力分配インターフェース（４Ａ）を形成すること、前記一次分配（２Ａ）での電力の利用可能性に応じて、客室管理（Ｇ１、Ｇ２；Ｕ１、Ｕ２；６１、６２）を介して前記一次分配（２Ａ）からの電力の抽出を制御すること、前記客室ネットワーク（３０）の前記負荷（５１、５２、５３）の適切な構成に応じて、前記利用可能な電力を変換して前記客室ネットワーク（３０）に分配することにあり、前記構成が、単相／三相ＡＣまたはＤＣによって、ならびに電圧及び周波数レベルによって、電気的カテゴリに応じて定義されることを特徴とする方法。
2. 前記一次分配の前記摂動が、前記負荷（５１、５２、５３）によって生成される高調波歪みの程度、前記ＡＣ電圧の周波数のレベル、電圧レベルの変化、及び／または力率に関する品質パラメータに関係する、請求項１に記載の合理化方法。
3. 前記客室ネットワーク（３０）の前記負荷（５１、５２、５３）すべてに電力供給するための前記一次分配からの電力の抽出が、前記一次分配（２Ａ）の公称電力を超えず、前記一次分配の公称動作の品質パラメータを摂動しないように、前記客室ネットワーク（３０）の前記管理が動的に制御される、請求項２に記載の合理化方法。
4. 少なくとも１つの補助電源ユニット（Ｓ_Ａ；Ｓ１、Ｓ２）が、前記一次電力の利用可能性に従って、前記一次分配（２Ａ）の前記電力に加えて前記客室ネットワーク（３０）に電力を送達するために使用される、請求項１から３のいずれか一項に記載の合理化方法。
5. 前記客室ネットワーク（３０）の適切な構成が、分断（４Ａ）後の電圧変換によって他の電圧及び／または周波数レベルを組み込むことによって再定義される、請求項１から４のいずれか一項に記載の合理化方法。
6. 特に客室と機体を組み込む航空機の機上で電力を分配するためのアーキテクチャ（１０）であって、前記機体の各側に、電力を分配するための左／右のネットワーク（１１）を備え、前記左／右のネットワーク（１１）が、左／右のネットワークそれぞれに関して、電力の一次分配（２Ａ）を分配するためのネットワーク（２０）から構成され、前記分配が、アビオニクス管理システム（１２）によって制御され、前記一次ネットワーク（２０）が、飛行機システム（１、３０）に電力を分配するための二次ネットワーク（３０）に結合されるアーキテクチャ（１０）において、アーキテクチャ（１０）が、左／右の一次分配ネットワーク（２０）それぞれに結合されて、前記一次ネットワーク（２０）の摂動を防止するための制御または監視及び調整手段を組み合わせた分断及び保護手段（４１、４２）のインターフェース（４Ａ）を組み込む客室システム電力分配センタ（４０）を備え、前記電力分配センタ（４０）が、客室ネットワークと呼ばれる前記客室システム（３０）の各二次ネットワークに電力を分配し、アーキテクチャ（１０）がさらに、客室管理ユニット（Ｕ２、Ｕ２）を備え、前記客室管理ユニット（Ｕ２、Ｕ２）が、前記アビオニクス管理システム（１２）とのインターフェースで、前記客室ネットワーク（３０）の前記負荷（５１、５２、５３）の消費ニーズに鑑みて、前記ネットワーク（２０）の利用可能性に応じて各一次ネットワーク（２０）からの電力の抽出を制御して、前記客室ネットワーク（５１、５２、５３）の消費負荷に電力を分配し、前記負荷が、前記負荷の電圧タイプならびに電圧及び周波数レベルに応じて、母線（３１、３２；９１、９２）の構成を介して分配されることを特徴とするアーキテクチャ（１０）。
7. 前記一次ネットワーク（２０）の摂動を防止するための前記制御または監視及び調整手段が、部分的な組合せから完全な組合せまで、前記一次ネットワークに拒絶される高調波電流をフィルタリングするためのシステム、力率を調整するために調整可能なコンデンサ及び／またはインダクタ、電圧降下の場合に負荷を自動的に除荷するためのデバイスと共に前記一次ネットワークでの電圧レベルを制御または監視するためのデバイス、及び／または前記三相電圧母線での前記負荷の公正な分配の中から選択される、請求項１から６に記載の分配アーキテクチャ。
8. 各客室管理ユニット（Ｕ１、Ｕ２）が、前記一次ネットワーク（２０）の利用可能性に関するデータに応じて、前記客室ネットワーク（３０）の接触器（Ｃ１、Ｃ２；Ｃ’１、Ｃ’２；Ｃ３、Ｃ４）の信号処理ボックス（６１、６２）を備え、前記データが、バスまたは母線の電力を制御するためのボックスによって送達され、前記航空機システム（１）の前記二次ネットワーク内で、前記アビオニクス管理システム（１２）からのデータに応じて分配される、請求項６または７のいずれかに記載の分配アーキテクチャ。
9. ＡＣ及び／またはＤＣ電圧を供給する補助電源ユニット（Ｓ１、Ｓ２）が、接触器（Ｃ３、Ｃ４）を介して前記客室ネットワーク（３０）の前記母線（３１、３２）に結合されて、前記一次ネットワーク（２０）の電力から独立して、前記客室ネットワーク（３０）に補助電力を送達する、請求項６から８のいずれか一項に記載の分配アーキテクチャ。
10. 少なくとも１つの三相電圧母線（３２）及び１つのＤＣ電圧母線（３１）、三相／ＤＣ電圧変換器（７２）、及び／またはＤＣ／三相電圧変換器（７１）を備える各客室ネットワーク（３０）が、前記三相母線（３２）と前記ＤＣ母線（３１）との間に結合される、請求項６から９のいずれか一項に記載の分配アーキテクチャ。
11. 各客室ネットワーク（３０）の家庭用負荷（５３）に電力を分配するための前記ネットワークの少なくとも１つの母線（９１、９２）が、少なくとも１つのＡＣ／ＡＣ電圧変換器（８２）及び／またはＤＣ／ＡＣ電圧変換器（８１）を介して前記客室ネットワーク（３０）の技術的負荷（５３）に電力を分配するための前記ネットワークの少なくとも１つの母線（３１、３２）に結合される、請求項１から１０に記載の分配アーキテクチャ。
12. 前記信号処理ボックス（６１、６２）によっても作動される接触器（Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０）が、前記家庭用ネットワークの前記変換器（８１、８２）に、前記家庭用ネットワークと前記家庭用負荷（５３）との母線（９１、９２）間で結合されることを特徴とする、請求項１から１１に記載の分配アーキテクチャ。
13. 前記客室ネットワーク（３０）の前記技術的負荷（５１、５２）及び家庭用負荷（５３）に電力を分配するための回路（１００）が、交換可能な座席リンク（Ｌ３）に取り付けられた交換可能な座席インターフェースボックス（Ｂｉ）に電力を分配する標準切断ボックス（Ｂ１、Ｂ２）によって座席の列（Ｒ_Ｓ）に形成される、請求項１１または１２のいずれかに記載の分配アーキテクチャ。
14. 各客室管理ユニット（Ｕ１、Ｕ２）が、前記信号処理ボックス（６１、６２）を介して前記客室乗務員の一員によって制御または監視される、請求項８から１３のいずれか一項に記載の分配アーキテクチャ。
15. 客室、及び電力を分配するための二重ネットワーク（１１）を備える航空機であって、ネットワークが、一次ネットワーク（２０）、及び飛行機システム（１、３０）に電力を分配するための二次ネットワークから構成される航空機において、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法を実施するために請求項６から１４のいずれか一項に記載の電力を分配するためのアーキテクチャ（１０）を備える航空機。