JP2021046198A - 航空機のオートスロットル又は自動操縦装置用精密オペレーター - Google Patents
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- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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Abstract
Description
本出願は、2015年11月4日に出願された「航空機のオートスロットル又は自動操縦装置用精密オペレーター」と題する米国仮特許出願第62/250,819号、及び2016年5月13日に出願された「航空機のオートスロットル又は自動操縦装置用精密オペレーター」と題する米国仮特許出願第62/336,200号の優先権を主張し、これらの両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
開示した実施形態は、航空機の自動操縦システムに関する。特に、開示した実施形態は、航空機自動操縦システムの精密オペレーターに、そしてもっとはっきり言えば、航空機スロットル制御装置及び又は航空機操縦翼面の自動機械的調整の選択的制御を、航空機パイロット、さもなければ、他のオペレーターの命令で必要と思われるときに、自動オペレーターの迅速な手動オーバーライドを適応させながら、行なうことができる装置に関する。
図1及び2は、航空機の精密オートスロットルオペレーターの実施形態の2つの図を示す。一般的な参照番号10によって図面の図に特定されたオートスロットルオペレーターシステム又は装置は、使用のために、航空機の在来のスロットルハンドル又はレバー12に取り付けられている。構成及び構造が在来のものであるスロットルレバー12は、シャフト又は他のピボット若しくは支点14を中心に回転運動可能に装着され、レバー12は、航空機のスロットル象限儀(図示せず)でしかるべき所に固着される。スロットルレバー12の遠位端16は、関連した航空機エンジンのパワー出力、それによる対気速度又は航空機の速度を手動制御するパイロットによってレバー12を、その円弧の移動範囲にわたって前進及び後退させるように、握り易く、操作し易く、構成される。スロットルレバー12の反対側の近位端18は、取付ピン又はシャフト若しくは点20でケーブル22の一端に連結し、ケーブル自体は、一般的に、その遠い方の端が、レバー12と関連したエンジン又はエンジンコントローラーに連結する。かくして、操縦操作、すなわち、ピボット点14を中心とするレバー遠位端16の反時計回り(図において)の前進又は時計回りの後退は、取付点20の反対向きの運動を引き起こし、かくして、ケーブル22の直線移動を行なわせ、関連したエンジンのパワー出力の変化を行なわせる。その代わりに、ケーブル22の運動伝達機能が、他の要素又はシステムによってなされる航空機の手段は当該技術で知られているが、航空機エンジンによって発生されるパワー又は推力の変化は、少なくとも、一般的には、対応するスロットルレバーの近位延長部の感知した移動にしたがって制御される。
態に、その原理及び精神から逸脱することなく変更をしてもよいことは、当業者によって理解されるものと考えられる。
態に、その原理及び精神から逸脱することなく変更をしてもよいことは、当業者によって理解されるものと考えられる。
〔実施形態1〕
モータを含み、モータが、回転運動をモータから延びるシャフトに伝えるように構成され、かつ支持体に装着され、
アクチュエータアセンブリがシャフトと及びスロットルレバーの取付端とに作動的に連結され、スロットルレバーは、手動力の付与のために、取付端とその反対側に制御端を有し、位置センサが、モータとアクチュエータアセンブリの移動部分の間に作動的に連結され、
モータが、アクチュエータアセンブリを、少なくとも一部が、位置センサから受けた位置情報に基づいて、決定されたアクチュエータアセンブリ位置に移動させてスロットルレバーの移動を引き起こすように、モータを制御するように構成された電子コントローラを更に含み、
アクチュエータアセンブリは、軸受けアセンブリを含み、該軸受けアセンブリは、シャフトの回転運動をシャフトに沿う軸受けアセンブリの直線運動に変換するための、シャフトの表面に接触するように構成された複数の軸受けを有し、
アクチュエータアセンブリは、シャトルアームを更に含み、シャトルアームは、第1の端に、軸受けアセンブリに取り付けるように構成された取付面を有し、シャトルアームの第2の端に、レバーの取付端に作動的に連結された少なくとも1つのリンクアームを有する、航空機のオートスロットルシステム。
〔実施形態2〕
アクチュエータアセンブリは、スロットルレバーの制御端の手動移動がスラスト力を軸受けアセンブリに対してシャフトの遠位端に付与するように構成され、スラスト力が閾値を超えるとき、軸受けアセンブリは、モータによってシャフトに同時に伝達される回転に関係なくシャフトに沿って滑るように構成される、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態3〕
軸受けアセンブリは、2つの半部として形成され、2つの半部は、スラスト力の閾値を選択的に設定するように調整されるテンション要素の組み合わせによって連結される、実施形態2のオートスロットルシステム。
〔実施形態4〕
軸受けアセンブリは、その貫通穴にシャフトを受け入れるように構成され、そして少なくとも1組の軸受けを含み、軸受けの各々は、シャフトの表面に、シャフトの長手方向軸線に対して決定された角度で接触するように軸受けアセンブリで支持される、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態5〕
シャトルアームは、その第2端に2つのリンクアームを含み、リンクアームは、スロットルレバーの取付端に回転可能に連結され、シャトルアームは、軸受けアセンブリがシャフトに沿って移動するとき、シャフトの遠位端を収容する開口を含む、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態6〕
シャトルアームの第2端の少なくとも1つのリンクアームは、スロットルレバーの取付端に回転可能に連結され、少なくとも1つのリンクアームは、軸受けアセンブリがシャフトに沿って移動するとき、シャフトの遠位端の自由な移動を可能にするためにシャフトと平行に配置される、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態7〕
モータは、ニ方向ステッピングモータである、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態8〕
コントローラは、触覚フィードバックを定められた状態下で使用者に提供するためにスロットルレバーを振らせるように構成されている、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態9〕
定められた状態は、対気速度が対気速度値の定められた範囲の限界に近づいていることをコントローラによる決定を含む、実施形態8のオートスロットルシステム。
〔実施形態10〕
コントローラは、モータの多作動コイルのすべてよりも少ないコイルに電気信号を選択的に付与することによって、又はモータコイルの選択された1つ又はそれ以上に電気信号を急速に循環させることによってスロットルレバーを振らせるように構成される、実施形態8のオートスロットルシステム。
〔実施形態11〕
コントローラは、オートスロットルシステムがスロットルレバーの位置を制御するように作動されたか否かに関係なく定められた状態下でスロットルレバーを振らせるように構成される、実施形態8のオートスロットルシステム。
〔実施形態12〕
コントローラがスロットルレバーの制御端に手動力が加えられていなかったことを決定するとき、コントローラは、定められた状態を打ち消すようにスロットルレバーを移動させるように構成される、実施形態8のオートスロットルシステム。
〔実施形態13〕
システムは、複数のエンジンを有する航空機に設置され、各エンジンのスロットルレバーは、別々に制御され、
定められた状態は、エンジンによって生じさせた推力又はトルクの、互いに対する不均衡からなる、実施形態8のオートスロットルシステム。
〔実施形態14〕
システムは、複数のエンジンを有する航空機に設置され、各エンジンのスロットルレバーは、別々に制御され、
エンジン喪失の場合、残っているエンジンのパワー設定は、失速速度以上にとどまるように制御され、かつエンジンパワー閾値を超えないように制御され、エンジンパワー閾値は、少なくとも一部が、航空機の好ましくない回転を防止する航空機のラダーの作用によって補償することができる最大パワー不均衡に基づかれる、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態15〕
システムは、下記のエンジンパラメータの少なくとも1つを監視するように、かつ監視された少なくとも1つのエンジンパラメータが定められた最大値を超えないように構成され、エンジンパラメータは、温度、速度、圧力比、トルク、及び馬力を含む、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態16〕
システムは、下記のパラメータの少なくとも1つを監視するように、かつ監視された少なくとも1つのパラメータについて限界条件の外側を防止するように構成され、前記パラメータは、最小対気速度、最大迎え角、正常及び乱流状態下での最大対気速度を含む、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態17〕
システムは、作動されるとき、少なくとも一部が、航空機の総重量に基づいて計算された乱流侵入速度を達成するようにエンジンパワーを自動的に調整する乱流侵入モードを提供するように構成される、実施形態1のオートスロットルシステム。
〔実施形態18〕
モータは直流モータである、実施形態1のオートスロットルシステム。
Claims (18)
- モータを含み、モータが、回転運動をモータから延びるシャフトに伝えるように構成され、かつ支持体に装着され、
アクチュエータアセンブリがシャフトと及びスロットルレバーの取付端とに作動的に連結され、スロットルレバーは、手動力の付与のために、取付端とその反対側に制御端を有し、位置センサが、モータとアクチュエータアセンブリの移動部分の間に作動的に連結され、
モータが、アクチュエータアセンブリを、少なくとも一部が、位置センサから受けた位置情報に基づいて、決定されたアクチュエータアセンブリ位置に移動させてスロットルレバーの移動を引き起こすように、モータを制御するように構成された電子コントローラを更に含み、
アクチュエータアセンブリは、軸受けアセンブリを含み、該軸受けアセンブリは、シャフトの回転運動をシャフトに沿う軸受けアセンブリの直線運動に変換するための、シャフトの表面に接触するように構成された複数の軸受けを有し、
アクチュエータアセンブリは、シャトルアームを更に含み、シャトルアームは、第1の端に、軸受けアセンブリに取り付けるように構成された取付面を有し、シャトルアームの第2の端に、レバーの取付端に作動的に連結された少なくとも1つのリンクアームを有する、航空機のオートスロットルシステム。 - アクチュエータアセンブリは、スロットルレバーの制御端の手動移動がスラスト力を軸受けアセンブリに対してシャフトの遠位端に付与するように構成され、スラスト力が閾値を超えるとき、軸受けアセンブリは、モータによってシャフトに同時に伝達される回転に関係なくシャフトに沿って滑るように構成される、請求項1のオートスロットルシステム。
- 軸受けアセンブリは、2つの半部として形成され、2つの半部は、スラスト力の閾値を選択的に設定するように調整されるテンション要素の組み合わせによって連結される、請求項2のオートスロットルシステム。
- 軸受けアセンブリは、その貫通穴にシャフトを受け入れるように構成され、そして少なくとも1組の軸受けを含み、軸受けの各々は、シャフトの表面に、シャフトの長手方向軸線に対して決定された角度で接触するように軸受けアセンブリで支持される、請求項1のオートスロットルシステム。
- シャトルアームは、その第2端に2つのリンクアームを含み、リンクアームは、スロットルレバーの取付端に回転可能に連結され、シャトルアームは、軸受けアセンブリがシャフトに沿って移動するとき、シャフトの遠位端を収容する開口を含む、請求項1のオートスロットルシステム。
- シャトルアームの第2端の少なくとも1つのリンクアームは、スロットルレバーの取付端に回転可能に連結され、少なくとも1つのリンクアームは、軸受けアセンブリがシャフトに沿って移動するとき、シャフトの遠位端の自由な移動を可能にするためにシャフトと平行に配置される、請求項1のオートスロットルシステム。
- モータは、ニ方向ステッピングモータである、請求項1のオートスロットルシステム。
- コントローラは、触覚フィードバックを定められた状態下で使用者に提供するためにスロットルレバーを振らせるように構成されている、請求項1のオートスロットルシステム。
- 定められた状態は、対気速度が対気速度値の定められた範囲の限界に近づいていることをコントローラによる決定を含む、請求項8のオートスロットルシステム。
- コントローラは、モータの多作動コイルのすべてよりも少ないコイルに電気信号を選択的に付与することによって、又はモータコイルの選択された1つ又はそれ以上に電気信号を急速に循環させることによってスロットルレバーを振らせるように構成される、請求項8のオートスロットルシステム。
- コントローラは、オートスロットルシステムがスロットルレバーの位置を制御するように作動されたか否かに関係なく定められた状態下でスロットルレバーを振らせるように構成される、請求項8のオートスロットルシステム。
- コントローラがスロットルレバーの制御端に手動力が加えられていなかったことを決定するとき、コントローラは、定められた状態を打ち消すようにスロットルレバーを移動させるように構成される、請求項8のオートスロットルシステム。
- システムは、複数のエンジンを有する航空機に設置され、各エンジンのスロットルレバーは、別々に制御され、
定められた状態は、エンジンによって生じさせた推力又はトルクの、互いに対する不均衡からなる、請求項8のオートスロットルシステム。 - システムは、複数のエンジンを有する航空機に設置され、各エンジンのスロットルレバーは、別々に制御され、
エンジン喪失の場合、残っているエンジンのパワー設定は、失速速度以上にとどまるように制御され、かつエンジンパワー閾値を超えないように制御され、エンジンパワー閾値は、少なくとも一部が、航空機の好ましくない回転を防止する航空機のラダーの作用によって補償することができる最大パワー不均衡に基づかれる、請求項1のオートスロットルシステム。 - システムは、下記のエンジンパラメータの少なくとも1つを監視するように、かつ監視された少なくとも1つのエンジンパラメータが定められた最大値を超えないように構成され、エンジンパラメータは、温度、速度、圧力比、トルク、及び馬力を含む、請求項1のオートスロットルシステム。
- システムは、下記のパラメータの少なくとも1つを監視するように、かつ監視された少なくとも1つのパラメータについて限界条件の外側を防止するように構成され、前記パラメータは、最小対気速度、最大迎え角、正常及び乱流状態下での最大対気速度を含む、請求項1のオートスロットルシステム。
- システムは、作動されるとき、少なくとも一部が、航空機の総重量に基づいて計算された乱流侵入速度を達成するようにエンジンパワーを自動的に調整する乱流侵入モードを提供するように構成される、請求項1のオートスロットルシステム。
- モータは直流モータである、請求項1のオートスロットルシステム。
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