JP2021169298A - 操縦翼面アクチュエータアセンブリ、操縦翼面アクチュエータアセンブリ航空を含む機液圧システム、並びに関連する航空機及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】操縦翼面アクチュエータアセンブリ、操縦翼面アクチュエータアセンブリを含む航空機液圧システム、並びに関連する航空機及び方法。【解決手段】操縦翼面アクチュエータアセンブリは、支持構造物に動作可能に連結された操縦翼面と、操縦翼面の枢動トルクを印加するトルク生成液圧アクチュエータと、操縦翼面を枢動する際のトルクアーム長を変化させる可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータと、を含む。一例では、航空機液圧システムはかかる操縦翼面アクチュエータアセンブリを含み、航空機はかかる航空機液圧システムを含む。また一例では、航空機の操縦翼面を動作させる方法は、VHR液圧アクチュエータを用いて選択された操縦翼面に対応するアクチュエータモーメントアーム長を調整すること、及びトルク生成液圧アクチュエータを用いて選択された操縦翼面を枢動することにより、操縦翼面を制御する。【選択図】なし
Description
本開示は、操縦翼面アクチュエータアセンブリ、操縦翼面アクチュエータアセンブリを含む航空機液圧システム、並びに関連する航空機及び方法に関する。
航空機は、一又は複数の可動式の操縦翼面(例えば、ロール制御のための翼の補助翼、ピッチ制御のための尾部の水平尾翼の昇降舵、ヨー制御のための尾部の垂直尾翼の方向舵、ミサイルのノーズコーン、及びその他の可動式の操縦翼面)を含む。操縦翼面の動きは、典型的には、支持部材(翼スパーなど)と操縦翼面との間に機械的に連結された一又は複数のアクチュエータの影響を受ける。多数の航空機において、操縦翼面のためのアクチュエータは、一又は複数の液圧システムによって駆動される液圧式のリニアアクチュエータである。
航空機の液圧システムは、航空機の飛行中に必要に応じて操縦翼面を動かし、位置付けるために、複数の液圧アクチュエータに液圧流体を提供するよう設計されうる。具体的には、液圧システムは一連の供給管路と戻り管路を含んでよく、一又は複数の液圧アクチュエータは、供給管路及び戻り管路に沿って、更に操縦翼面に至るよう、位置付けられる。ポンプが液圧流体を、供給管路を通してアクチュエータまで移動させる。液圧流体は次いで、アクチュエータを動かし、ひいては操縦翼面を調整するために、アクチュエータの種々のセクション内へと導かれる。
飛行中、種々の操縦翼面は、強度が変化する負荷を受けうる。これにより、操縦翼面を動かすためには、かかる負荷に応じて変動する力が、液圧アクチュエータによって生成されることが必要になる。液圧アクチュエータによって加えられる力は、典型的には、液圧アクチュエータによって利用される液圧流体の圧力によって決まる。一部の例では、液圧システムは、ある決まった圧力で動作し、液圧流体の流量が可変である。しかし、かかる例では、アクチュエータにおける流れを調量すること(metering)により、著しい圧力損失が発生しうる。他の例では、液圧システムの動作圧力は可変であるが、その圧力は、依然として、アクチュエータのうちのいずれかが受ける最大負荷に対応するよう設定される必要がある。この方式では、アクチュエータのうちのいずれかの、必要とされるピーク液圧動力が、液圧システム全体に対するサイズ決定の制約を提示する。液圧動力に対する需要が高まることで、航空機の有効航続距離若しくはパフォーマンスが制限されることがあり、かつ/又は、航空機のペイロード能力が低減しうる。ゆえに、大きくかつ変動する負荷に抗して操縦翼面を作動させうるが、液圧動力の需要が削減された、液圧システムを有する、航空機が必要とされている。
本書では、操縦翼面アクチュエータアセンブリ、操縦翼面アクチュエータアセンブリを含む航空機液圧システム、並びに関連する航空機及び方法について開示している。支持構造物に対して操縦翼面を選択的に枢動させるための操縦翼面アクチュエータアセンブリは、支持構造物と、操縦翼面であって、操縦翼面枢動軸を中心に支持構造物に対して枢動するよう構成されるように、支持構造物に動作可能に連結された、操縦翼面とを含む。操縦翼面アクチュエータアセンブリは更に、トルク生成液圧アクチュエータ、及び、トルク生成液圧アクチュエータに枢動可能に連結され、かつ操縦翼面に動作可能に連結された、可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータも含む。トルク生成液圧アクチュエータとVHR液圧アクチュエータの各々は、対応する(a respective)液圧アクチュエータハウジングと、対応するロッドであって、対応するアクチュエータ軸に沿って対応する液圧アクチュエータハウジングに対して平行移動するよう構成されるように、対応する液圧アクチュエータハウジング内に少なくとも部分的に延在する、対応するロッドとを含む。トルク生成液圧アクチュエータとVHR液圧アクチュエータの各々は更に、対応する液圧アクチュエータハウジングに対する液圧流体の流れを調節して、対応する液圧アクチュエータハウジングに対する対応するロッドの位置を制御する、対応する液圧バルブも含む。トルク生成液圧アクチュエータ及びVHR液圧アクチュエータは、アクチュエータ連結軸を中心に、互いに対して枢動するよう構成される。トルク生成液圧アクチュエータは、支持構造物に対して操縦翼面を枢動させるために、操縦翼面にトルクを印加するよう構成される。VHR液圧アクチュエータは、操縦翼面枢動軸とアクチュエータ連結軸との間で測定されるアクチュエータモーメントアーム長を選択的に変化させて、トルク生成液圧アクチュエータによって操縦翼面に印加されるトルクを少なくとも部分的に調節するよう構成される。
一部の例では、航空機の一又は複数の操縦翼面を動作させるための航空機液圧システムは、一定体積の液圧流体を包含する流体リザーバと、液圧流体に圧力を加えるよう構成された一又は複数の液圧ポンプと、複数の液圧アクチュエータであって、そのうちの一又は複数は、一又は複数の操縦翼面のうちの対応する操縦翼面を選択的に枢動させるよう構成されている、複数の液圧アクチュエータとを含む。航空機液圧システムの例は、航空機液圧システムの構成要素間で液圧流体を搬送するよう構成された、複数の液圧導管を更に含む。かかる例の一部では、複数の液圧アクチュエータのうちの少なくとも1つの液圧アクチュエータは、操縦翼面アクチュエータアセンブリのトルク生成液圧アクチュエータであり、複数の液圧アクチュエータのうちの少なくとも1つの別の液圧アクチュエータは、操縦翼面アクチュエータアセンブリのVHR液圧アクチュエータである。
一部の例では、航空機は、一又は複数の操縦翼面と、VHR液圧アクチュエータ及びトルク生成液圧アクチュエータを含む操縦翼面アクチュエータアセンブリと、航空機液圧システムとを含む。
一部の例では、航空機の一又は複数の操縦翼面を動作させる方法は、操縦翼面アクチュエータアセンブリ及び航空機液圧システムを用いて、選択された操縦翼面を制御することを含む。かかる例では、選択された操縦翼面を制御することは、VHR液圧アクチュエータを用いて、選択された操縦翼面に対応するアクチュエータモーメントアーム長を調整することと、トルク生成液圧アクチュエータを用いて、支持構造物に対して選択された操縦翼面を枢動させることとを、含む。
図1から図16は、本開示による、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を含む航空機液圧システム50の、航空機液圧システム50を含む航空機10の、及び/又は、航空機10の一又は複数の操縦翼面20を動作させる方法400の、例示的で非限定的な例を提供している。図1から図16の各々において、同様の又は少なくとも実質的に同様の目的に適う要素には類似した番号が付番されており、本書では、かかる要素について、図1から図16の各々を参照して詳述されないことがある。同様に、図1から図16の各々において全ての要素が付番されているわけではないが、本書では、要素に関連する参照番号は一貫して使用されうる。本書で図1から図16のうちの一又は複数を参照して記述されている要素、構成要素、及び/又は特徴は、本開示の範囲から逸脱することなく、図1から図16のうちのいずれかに含まれてよく、かつ/又は図1から図16のいずれかで利用されうる。一般に、図では、所与の例に含まれる可能性が高い要素は実線で示されている一方、所与の例でオプションである要素は破線で示されている。しかし、実線で示されている要素が本開示の例の全てに必須というわけではなく、実線で示される要素が、本開示の範囲を逸脱せずに、特定の例から省かれることもある。
図1は、本開示による、航空機液圧システム50及び/又は操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を含みうる航空機10の一例を示している。図1に示しているように、航空機10は、一又は複数のエンジン11、胴体12、一又は複数の翼14、水平安定板16、及び/又は垂直安定板18を含みうる。航空機10は、一般に、航空機10の様々な部分に(例えば翼14、水平安定板16、及び/又は垂直安定板18に)可動式に取り付けられた、一又は複数の操縦翼面20を含む。より具体的には、各操縦翼面20は、対応する支持構造物40(例えば、翼14、水平安定板16、及び/又は垂直安定板18の構成要素でありうる)に、枢動可能に連結されうる。操縦翼面20の例は、補助翼、方向舵、昇降舵、フラップ、スポイラ、及びエアブレーキを含む。図1に更に示し、かつ本書で詳述しているように、航空機10は、対応する支持構造物40に対して対応する操縦翼面20を選択的に枢動させるための、少なくとも1つの操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を更に含む。一部の例では、本書で詳述しているように、航空機10は、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を動作させるための航空機液圧システム50を更に含む。
本開示では概して、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を含む航空機液圧システム50の観点から操縦翼面アクチュエータアセンブリ100について説明しているが、これは必須というわけではなく、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100及び/又はその任意の構成要素が任意の適切な状況において利用されうることも、本開示の範囲に含まれる。例としては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100及び/又はその構成要素は、任意の産業の多種多様な異なる応用のうちの任意のものにおいて使用される、任意の種類の開ループ又は閉ループの制御システムにおいて、制限なく実装されうる。これに関して、本開示による操縦翼面アクチュエータアセンブリ100及び/又はその構成要素は、ビークル向けの又は非ビークル向けの任意の応用において実装されうる。例としては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100及び/又はその構成要素は、アクチュエータを利用して可動式のデバイスを作動させる、海洋、地上、空中、及び/又は宇宙での任意の応用において、並びに、ビークル向けの又は非ビークル向けの、任意のシステム、サブシステム、アセンブリ、サブアセンブリ、構造物、建造物、機械、又は応用において、実装されうる。
図2から図3は、本開示による操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の例を概略的に示している。図2から図3に概略的に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は、支持構造物40と、操縦翼面20であって、操縦翼面枢動軸22(図3参照)を中心に支持構造物40に対して枢動するよう構成されるように、支持構造物40に動作可能に連結された、操縦翼面20とを含む。図2から図3に概略的に更に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は更に、トルク生成液圧アクチュエータ2110、及びトルク生成液圧アクチュエータ2110に枢動可能に連結されている可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータ1110も含む
具体的には、図3に概略的に示しているように、VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110とは、アクチュエータ連結軸28を中心に、互いに対して枢動するよう構成される。
具体的には、図3に概略的に示しているように、VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110とは、アクチュエータ連結軸28を中心に、互いに対して枢動するよう構成される。
トルク生成液圧アクチュエータ2110とVHR液圧アクチュエータ1110は、集合的に、支持構造物40に対して操縦翼面20を枢動させるよう動作する。より具体的には、本書で詳述しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110は、支持構造物40に対して操縦翼面20を枢動させるために、VHR液圧アクチュエータ1110を介して、操縦翼面20にトルクを印加するよう構成される。換言すると、操縦翼面20とVHR液圧アクチュエータ1110の少なくとも一部分とが少なくとも実質的に連動して、操縦翼面枢動軸22を中心に枢動するように、かつ、トルク生成液圧アクチュエータ2110によるVHR液圧アクチュエータ1110へのトルクの印加が、操縦翼面枢動軸22を中心に操縦翼面20を枢動させるよう作用するように、VHR液圧アクチュエータ1110は操縦翼面20に連結される。
この方式では、VHR液圧アクチュエータ1110は、操縦翼面20を枢動させるためのベルクランク及び/若しくは制御ホーンを表わすものであり、かつ/又はかかるベルクランク及び/若しくは制御ホーンとして動作するものであると、説明されうる。しかし、従来型の制御ホーン構造物とは対照的に、本書で詳述しているように、VHR液圧アクチュエータ1110は、操縦翼面20を枢動させるレバーアームを選択的に変化させるために、複数の構成間で選択的に変遷するよう構成される。より具体的には、図3を参照するに、VHR液圧アクチュエータ1110は、操縦翼面枢動軸22とアクチュエータ連結軸28との間で測定されるアクチュエータモーメントアーム長30を選択的に変化させて、トルク生成液圧アクチュエータ2110によって操縦翼面20に印加されるトルクを少なくとも部分的に調節するよう構成される。詳細には、トルク生成液圧アクチュエータ2110によってVHR液圧アクチュエータ1110に加えられる所与の力について、アクチュエータモーメントアーム長30を短くするようVHR液圧アクチュエータ1110を作動させることが、操縦翼面20に印加されるトルクを減少させるよう作用する一方、アクチュエータモーメントアーム長30を長くするようVHR液圧アクチュエータ1110を作動させることは、操縦翼面20に印加されるトルクを増大させるよう作用する。この方式では、本書で説明しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110によって操縦翼面20に印加されるトルクは、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はこれに対応する液圧システムの態様(例えば液圧システムの圧力)を実質的に再構成することを必要とせずに、操縦翼面20によって生成される変動する負荷需要に適応するよう、選択的かつ動的に変更されうる。
図2から図3を引き続き参照するに、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は、航空機液圧システム50の観点から、かつ/又は航空機液圧システム50の一構成要素であると、説明されうる。例えば、図1に概略的に示しているように、一又は複数の操縦翼面20を動作させるための、本開示による航空機液圧システム50は、一定体積の液圧流体81を包含する流体リザーバ60と、一又は複数の液圧ポンプ52と、複数の液圧アクチュエータ110と、複数の液圧導管80とを含む。図3に概略的に更に示しているように、航空機液圧システム50及び/又は操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は、航空機液圧システム50を通る液圧流体81の移動及び圧力を制御するためのコントローラ90を更に含みうる。
本書で詳述しているように、各液圧ポンプ52は、複数の液圧アクチュエータ110による動作上の利用のために、液圧流体81に圧力を加えるよう構成され、各液圧導管80は、航空機液圧システム50の構成要素間で液圧流体81を搬送するよう構成される。各液圧ポンプ52は液圧流体81に、任意の適切な圧力まで圧力を加えるよう構成されうる。一部の例では、図2に概略的に示し、かつ本書で詳述しているように、少なくとも1つの液圧ポンプ52は、液圧流体81に基準圧力まで圧力を加えるよう構成されている中心ポンプ54であり、少なくとも1つの別の液圧ポンプ52は、液圧流体81に、基準圧力を上回る昇圧圧力まで圧力を加えるよう構成されている昇圧ポンプ56である。一部の例では、追加的又は代替的に、基準圧力は静止圧力と称されうる一方、昇圧圧力は可変圧力と称されうる。本書で使用される場合、中心ポンプ54及び/又は昇圧ポンプ56によって生成される液圧流体81の圧力は、航空機液圧システム50及び/又はその構成要素(例えば液圧アクチュエータ110)の動作圧力であると説明されうる。基準圧力と昇圧圧力はそれぞれ、任意の適切な値を有しうる。例としては、基準圧力及び/又は昇圧圧力は各々、少なくとも800ポンド/平方インチ(psi)、少なくとも1000psi、少なくとも1300psi、少なくとも1500psi、少なくとも2000psi、少なくとも2500psi、少なくとも3000psi、少なくとも5000psi、少なくとも10000psi、最大で12000psi、最大で7000psi、最大で2700psi、最大で2200psi、最大で1700psi、最大で1200psi、及び/又は最大で900psi、でありうる。より具体的な例としては、中心ポンプ54によって生成される基準圧力は約1200psiであってよく、昇圧ポンプ56によって生成される昇圧圧力は約3000psiでありうる。中心ポンプ54及び/又は昇圧ポンプ56は、任意の適切な液圧ポンプ(例えばエンジン駆動式液圧ポンプ及び/又は電動モータ駆動式液圧ポンプ)を含んでよく、かつ/又はかかる任意の適切な液圧ポンプでありうる。
図2は、航空機液圧システム50を、単一の中心ポンプ54及び単一の昇圧ポンプ56を含むものとして概略的に図示しているが、航空機液圧システム50が1を上回る数の中心ポンプ54及び/又は1を上回る数の昇圧ポンプ56を含むことも、本開示の範囲に含まれる。一部の例では、航空機10及び/又は航空機液圧システム50は、共通負荷に対処する液圧アクチュエータ110の数、及び/又は航空機液圧システム50で使用される液圧アクチュエータ110の数と、等しい数の昇圧ポンプ56を含む。
図2に概略的に更に示しているように、複数の液圧導管80は、基準圧力で液圧流体81を搬送するよう構成された一又は複数の供給管路82、昇圧圧力で液圧流体81を搬送するよう構成された一又は複数の昇圧管路84、及び/又は基準圧力未満の圧力で液圧流体81を搬送するよう構成された一又は複数の戻り管路86とを含みうる。戻り管路86は、液圧流体81を流体リザーバ60へと運搬してよく、液圧流体81は、液圧ポンプ52に再供給される前に、流体リザーバ60において保存され、冷却されうる。昇圧ポンプ56において使用可能な液圧流体81の量が不十分になった場合、戻りつつある液圧流体81は、戻り管路86に沿って流体リザーバ60に移動する前に、昇圧ポンプ56に供給されうる。一部の例では、図2に概略的に更に示しているように、航空機液圧システム50は更に、液圧導管80内の液圧流体81の圧力を維持するための、一又は複数の蓄圧器(accumulator)70も含む。図2に概略的に示しているように、蓄圧器70は、航空機液圧システム50で使用される追加の液圧流体81を供給するために、中心ポンプ54の下流で供給管路82に接続されてよく、かつ/又は、流体リザーバ60の上流で戻り管路86に接続されうる。蓄圧器70は、ある種の状況(供給管路82に沿って移動している液圧流体81の体積が所定のレベル未満に落ち込んだ場合、又は供給管路82内の液圧流体81の圧力が所定のレベルを下回った場合などであるが、かかる場合に限定されるわけではない)のにおいて、液圧流体81を供給しうる。
昇圧ポンプ56は、存在する場合には、中心ポンプ54から、航空機液圧システム50に沿って離れたところに位置付けられる。この分散型アーキテクチャは、昇圧圧力の液圧流体81が短時間で液圧アクチュエータ110に供給されうる際の、反応性を向上させるためのものでありうる。分散型アーキテクチャにより、液圧アクチュエータ110からの液圧流体81が戻り管路86の一部分を迂回して昇圧ポンプ56に導かれることも可能になる。この特徴により、中心ポンプ54に戻るように液圧流体81をルーティングする戻り管路86内の圧力低下によるエネルギー損失が削減され、これによって、ピーク動力需要が減少する。
通常、各液圧ポンプ52(例えば中心ポンプ54及び/又は昇圧ポンプ56)は、液圧流体81に可変圧力まで圧力を加えるよう構成されうる。この方式では、中心ポンプ54を含むが昇圧ポンプ56は含まない航空機液圧システム50の例が、動作圧力の変化を通じて、各液圧アクチュエータ110の変動する動作需要を満たすことが可能でありうる。例えば、かかる航空機液圧システム50は、航空機10が動作する飛行フェーズ(例えば離陸フェーズ、巡航フェーズ、又は着陸フェーズ)に応じて変動する液圧流体81の圧力を生成しうる。しかし、航空機液圧システム50に昇圧ポンプ56がない例では、中心ポンプ54は、一般に、複数の液圧アクチュエータ110のうちの、所与の時点に最大の空力負荷を受ける単一の液圧アクチュエータ110の圧力要件に適うのに十分なほど高い圧力で、動作する必要がある。対照的に、本書で説明しているように、中心ポンプ54を(例えば、最大で、共通負荷に対処する液圧アクチュエータ110のセットの数、及び/又は液圧システムで使用される液圧アクチュエータ110の数と等しい数の、かつかかる数を含む)一又は複数の昇圧ポンプ56と組み合わせて利用することで、所与の時点に、複数の液圧アクチュエータ110のそれぞれの動作圧力を選択的に変化させることが可能になりうる。かかる技術(例えば、昇圧ポンプ56を利用する可変圧力及び/又は分散型アーキテクチャ)を、VHR液圧アクチュエータ1110と組み合わせて利用することで、航空機液圧システム50のピーク動力需要が更に制限されうる。より具体的には、かかる例では、VHR液圧アクチュエータ1110の各々は、対応するアクチュエータモーメントアーム長30を、対応するトルク生成液圧アクチュエータ2110が、液圧流体81の圧力であって、所与の昇圧ポンプ56によって一又は複数の別の液圧アクチュエータ110に送られる液圧流体81の圧力と少なくとも実質的に等しい圧力で動作することを可能にする値にするために、利用されうる。この方式では、かかる構成により、一又は複数の液圧アクチュエータ110における流れを調量することによる圧力損失の削減が容易になりうる。これによって、航空機液圧システム50における昇圧ポンプ56の数と共に、ピーク動力需要も最小化され、これと同時に、対応する操縦翼面20の動的な(かつ動的に変化する)要件も満たされる。加えて、本書で説明しているように、VHR液圧アクチュエータ1110を、例えば、可変圧力及び/又は分散型アーキテクチャといった技術と組み合わせて利用することで、一又は複数の液圧アクチュエータ110(例えばトルク生成液圧アクチュエータ2110)のピーク動力需要の削減が容易になってよく、かつ/又はかかる削減がもたらされうる。これにより、航空機液圧システム50に対する全体的なサイズ決定の制約が緩和される。
航空機10は、操縦翼面20の動きを制御するために、複数の航空機液圧システム50を含みうる。例えば、航空機10は、航空機の第1部分(例えば右舷側)に沿って延在する第1航空機液圧システム50を含みうる。第1航空機液圧システム50は、第1エンジン11(例えば右舷エンジン11)によって駆動される中心ポンプ54を含む。第2航空機液圧システム50は、航空機の第2部分(例えば左舷側)に位置付けられ、別のエンジン11(例えば左舷エンジン11)によって駆動される別個の中心ポンプ54を含みうる。航空機10におけるエンジン11の数及び/又は航空機液圧システム50の数は変動しうる。例としては、航空機10は、1つのエンジン11、2つのエンジン11、3つのエンジン11、4つのエンジン11、又は4を上回る数のエンジン11を含みうる。更に、各エンジン11は、任意の適切な数の中心ポンプ54を駆動しうる。例えば、航空機10は、4つの主エンジン11、すなわち、2つの左側主エンジン11と2つの右側主エンジン11とを含みうる。一部の例では、主エンジン11の各々は、それぞれ2つの中心ポンプ54を駆動する。かかる一部の例では、航空機10は、左側主エンジン11に関連する4つの中心ポンプ54が左側の航空機液圧システム50のための液圧動力を生成し、右側主エンジン11に関連する4つの中心ポンプ54が右側の航空機液圧システム50のための液圧動力を生成するように、2つの航空機液圧システム50を含む。
図2から図3に概略的に示しているように、航空機液圧システム50が操縦翼面アクチュエータアセンブリ100を含む例では、複数の液圧アクチュエータ110のうちの少なくとも1つがトルク生成液圧アクチュエータ2110であり、複数の液圧アクチュエータ110のうちの別の少なくとも1つがVHR液圧アクチュエータ1110である。VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の各々は、(例えば液圧アクチュエータの技術分野において既知でありうる)任意の適切な構成を有しうる。例えば、図2から図3に概略的に示しているように、VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の各々は、対応する液圧アクチュエータハウジング120(例えば液圧シリンダ)と、対応する液圧アクチュエータハウジング120内に少なくとも部分的に延在する対応するロッド140とを含む。対応するロッド140は、対応するアクチュエータ軸122(図3参照)に沿って、対応する液圧アクチュエータハウジング120に対して軸方向に平行移動するよう構成される。この方式ではVHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の各々は、液圧シリンダを利用する液圧リニアアクチュエータを含むと説明されうる。
VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の各々は、対応する液圧アクチュエータハウジング120に対する液圧流体81の流れを調節して、対応する液圧アクチュエータハウジング120に対する対応するロッド140の位置を制御する、対応する液圧バルブ200を更に含む。図3を参照するに、VHR液圧アクチュエータ1110に対応するアクチュエータ軸122はVHRアクチュエータ軸1122であり、トルク生成液圧アクチュエータ2110に対応するアクチュエータ軸122はトルク生成アクチュエータ軸2122であると、説明されうる。この方式では、VHR液圧アクチュエータ1110は、アクチュエータモーメントアーム長30を変化させるために、VHR液圧アクチュエータ1110の対応するロッド140を、VHRアクチュエータ軸1122に沿って選択的に平行移動させるよう構成されていると、説明されうる。
操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の稼働使用中に、VHR液圧アクチュエータ1110及びトルク生成液圧アクチュエータ2110は、任意の適切な相対配向及び/又は運動範囲を有しうる。例えば、図3に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の構成は、トルク生成アクチュエータ軸2122とVHRアクチュエータ軸1122との間で測定される操縦翼面トルク角度26によって特徴付けられうる。操縦翼面トルク角度26は、一般に、0度よりも大きく、180度よりも小さい値となり、かつ、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の稼働使用中に任意の適切な値となりうる。より具体的な例としては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の稼働使用中に、操縦翼面トルク角度26は、少なくとも30度、少なくとも50度、少なくとも70度、少なくとも90度、少なくとも110度、少なくとも130度、少なくとも150度、最大で160度、最大で140度、最大で120度、最大で100度、最大で80度、最大で60度、及び/又は最大で40度でありうる。
別の例としては、図3に概略的に更に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の構成は、操縦翼面枢動軸22に対して垂直な平面において測定される、支持構造物40に対する操縦翼面20の操縦翼面転向角度(deflection angle)24によって特徴付けられうる。より具体的な例としては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は、少なくとも5度、少なくとも10度、少なくとも20度、少なくとも40度、少なくとも60度、少なくとも80度、最大で90度、最大で70度、最大で50度、最大で30度、最大で15度、及び/又は最大で7度である運動角度範囲にわたって、操縦翼面転向角度24を選択的に変化させるよう構成されうる。
更に別の例としては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は、VHR液圧アクチュエータ1110の運動の軸範囲の観点から特徴付けられうる。詳細には、VHR液圧アクチュエータ1110は、最小アクチュエータモーメントアーム長30と最大アクチュエータモーメントアーム長30との間に画定され、かつ最小アクチュエータモーメントアーム長30及び最大アクチュエータモーメントアーム長30を含む値の範囲において、アクチュエータモーメントアーム長30を変化させると、説明されうる。より具体的な例としては、VHR液圧アクチュエータ1110は、最大アクチュエータモーメントアーム長30が、最小アクチュエータモーメントアーム長30の少なくとも1.1倍、最小アクチュエータモーメントアーム長30の少なくとも1.3倍、最小アクチュエータモーメントアーム長30の少なくとも1.5倍、最小アクチュエータモーメントアーム長30の少なくとも2倍、最小アクチュエータモーメントアーム長30の少なくとも2.5倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長30の3倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長30の2.2倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長30の1.7倍、及び/又は、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長30の1.2倍になるように、構成されうる。
一部の例では、図3に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110の液圧アクチュエータハウジング120は、支持構造物40に枢動可能に連結され、トルク生成液圧アクチュエータ2110のロッド140は、VHR液圧アクチュエータ1110に枢動可能に連結される。しかし、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の全ての例でこれが必須というわけではなく、対応する液圧アクチュエータハウジング120がVHR液圧アクチュエータ1110に枢動可能に連結され、かつ対応するロッド140が支持構造物40に枢動可能に連結されるように、トルク生成液圧アクチュエータ2110が構成されることも、本開示の範囲に含まれる。
一部の例では、図3に示しているように、VHR液圧アクチュエータ1110の液圧アクチュエータハウジング120はトルク生成液圧アクチュエータ2110に枢動可能に連結され、VHR液圧アクチュエータ1110のロッド140は、操縦翼面20に枢動可能に連結されている。しかし、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の全ての例でこれが必須というわけではなく、対応する液圧アクチュエータハウジング120が操縦翼面20動作可能に連結され、かつ対応するロッド140がトルク生成液圧アクチュエータ2110に枢動可能に連結されるように、VHR液圧アクチュエータ1110が構成されることも、本開示の範囲に含まれる。
記載しているように、液圧アクチュエータ110(例えばVHR液圧アクチュエータ1110及び/又はトルク生成液圧アクチュエータ2110)の各々は、任意の適切な構造物(例えば、従来型の液圧シリンダの構造物)を含みうる。一部の例では、図2から図3に概略的に示しているように、VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の各々は対応するピストン142を含み、対応するピストン142は、対応する液圧アクチュエータハウジング120の中に延在して、液圧アクチュエータハウジング120の中でピストン142の両側に、対応する第1チャンバ124と対応する第2チャンバ128とを画定する。かかる例では、各ロッド140は、対応するピストン142から延在し、対応する液圧アクチュエータハウジング120から出るように延在する。ゆえに、かかる例では、対応する第1チャンバ124と対応する第2チャンバ128の各々における液圧流体81の液圧の差が、対応する液圧アクチュエータハウジング120中で対応するピストン142を動かして、対応するアクチュエータ軸122に沿って対応するロッド140を平行移動させるよう作用する。かかる例では、図3に概略的に更に示しているように、液圧アクチュエータハウジング120の各々は、液圧流体81を対応する第1チャンバ124に流入させ、対応する第1チャンバ124から流出させるための、対応する第1チャンバポート126と、液圧流体81を対応する第2チャンバ128に流入させ、対応する第2チャンバ128から流出させるための、対応する第2チャンバポート130とを含む。一部の例では、図3に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110は更に、支持ロッド141(図3ではVHR液圧アクチュエータ1110の構成要素として図示している)も更に含み、支持ロッド141は、対応するピストン142から対応するロッド140の反対側に延在しており、対応する液圧アクチュエータハウジング120に動作可能に連結されている。かかる例では、支持ロッド141は、対応する液圧アクチュエータ110の剛性を強化するよう作用しうる。
一部の例では、トルク生成液圧アクチュエータ2110とVHR液圧アクチュエータ1110の各々の対応するピストン142は、対応する第1チャンバ124と対応する第2チャンバ128の各々に面しているその表面積によって特徴付けられうる。一例としては、図3に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110とVHR液圧アクチュエータ1110の各々の対応するピストン142は、対応する第1チャンバ124を部分的に画定する対応する第1ピストン表面積を有する対応する第1ピストン表面144と、対応する第2チャンバ128を部分的に画定する対応する第2ピストン表面積を有する対応する第2ピストン表面146とを含むと、説明されうる。かかる例では、VHR液圧アクチュエータ1110とトルク生成液圧アクチュエータ2110の一方又は両方の、対応する第1ピストン表面積と対応する第2ピストン表面積とは、少なくとも実質的に等しいことも、等しくないこともある。一部の例では、第1ピストン表面積及び/又は第2ピストン表面積は、対応するロッド140及び/又は(存在するのであれば)対応する支持ロッド141のそれぞれの寸法によって、少なくとも部分的に画定される。一例としては、図3は、VHR液圧アクチュエータ1110が、第1チャンバ124内で第1ピストン表面144から延在するロッド140と、第2チャンバ内128で第2ピストン表面146から延在する支持ロッド141とを含む、構成を示している。図3の例では、ロッド140が支持ロッド141の直径よりも大きな直径を有することにより、第2ピストン表面積は第1ピストン表面積よりも大きくなる。したがって、かかる例では、第1チャンバ124内の所与の圧力の液圧流体81がピストン142に加える総力は、第2チャンバ128内の同じ所与の圧力の液圧流体81と比較して、小さくなる。
一部の例では、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の稼働使用は、例えば、トルク生成液圧アクチュエータ2110の所与の動作圧力で操縦翼面20に印加されるトルク(ゆえに、トルク生成液圧アクチュエータ2110のロッド140によってVHR液圧アクチュエータ1110に加えられる所与の力)を低減するために、VHR液圧アクチュエータ1110を利用して、アクチュエータモーメントアーム長30を減少させることを、含む。しかし、場合によっては、アクチュエータモーメントアーム長30を減少させることで、飛行中に、望ましくないほどのフラッター感応性又はフラッター応答が操縦翼面20に導入されうる。換言すると、操縦翼面20は、フラッターが発生しうる共振条件によって特徴付けられてよく、アクチュエータモーメントアーム長30を減少させることにより、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の動作帯域幅を、かかる共振条件と重複させうる。かかる例では、操縦翼面20のフラッターは、操縦翼面20の振動を減衰させるための機構を利用することによって軽減され、かつ/又は最小化されうる。したがって、一部の例では、図2から図3に概略的に更に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は更に、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の一又は複数の構成要素の運動を減衰させるための、一又は複数のイナータ300も含む。より具体的には、図2から図3に概略的に示しているように、各イナータ300は、対応する第1端末部302及び対応する第2端末部304を含み、対応する第1端末部302と対応する第2端末部304とは、対応するイナータ軸306(図3参照)に沿って互いに対して平行移動するよう構成され、各イナータ300は、対応する第2端末部304に対する対応する第1端末部302の加速に抵抗するよう構成される。したがって、かかる例では、イナータ300は、アクチュエータモーメントアーム長30のより小さな値を含むため、及び航空機液圧システム50のピーク動力需要を低減させるために重要な、操縦翼面20の振動の減衰、ひいては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の実際の動作帯域幅の拡張を、提供するよう作用しうる。
図2に概略的に示しているように、イナータ300は、液圧アクチュエータ110の構成要素であってよく、かつ/又は液圧アクチュエータ110に(例えば、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110の対応する液圧アクチュエータハウジング120に)組み込まれてよく、かつ/又は別個のユニットでありうる。具体的には、図2は、トルク生成液圧アクチュエータ2110がイナータ300を含む例と共に、イナータ300がトルク生成液圧アクチュエータ2110の液圧アクチュエータハウジング120と並列に位置付けられている例を破線で概略的に示している。図3は、トルク生成液圧アクチュエータ2110がイナータ300を含む例をより具体的に示している。図4は、液圧アクチュエータ110の一例の液圧アクチュエータハウジング120に組み込まれているイナータ300の例のより具体的な図である一方、図5は、イナータ300の別の例の一部分のより具体的な図である。図2から図3に概略的に示し、図4から図5により具体的に示しているように、各イナータ300は、対応するイナータハウジング301(図2から図4参照)と、対応するネジ式シャフト322であって、対応する第1端末部302に連結され、かつ対応するシャフト自由端部324(図3から図4において付番されている)で終端する、対応するネジ式シャフト322と、対応する第2端末部304に連結されている対応するイナータロッド308とを、含みうる。この方式では、イナータロッド308と第2端末部304とは、連動して、対応するイナータ軸306に沿って第1端末部302に対して平行移動するよう構成されている。イナータロッド308とネジ式シャフト322の各々は、対応するイナータハウジング301の中に少なくとも部分的に延在する。
イナータロッド308及びネジ式シャフト322は、任意の適切なそれぞれの構成及び/又は相対的な構成を有しうる。一部の例では、図3から図4に示しているように、イナータロッド308及び/又はネジ式シャフト322は、イナータ軸306に少なくとも実質的に平行に延在する。一部の例では、図3から図5に示しているように、イナータロッド308は、中空であり、イナータロッド穴310を画定している。かかる一部の例では、図3から図5に更に示しているように、ネジ式シャフト322のシャフト自由端部324(図3から図4において付番されている)が、イナータロッド穴310内に受容される。追加的又は代替的には、図5に示しているように、ネジ式シャフト322は、中空であってよく、シャフト自由端部324(図5では視認不可)に開いている対応するシャフト穴323を画定しうる。かかる一部の例では、図5に示しているように、ネジ式シャフト322は、一又は複数の径方向通路325であって、シャフト穴323とネジ式シャフト322の外面との間を流体(例えば液圧流体81)が流れることを可能にするようシャフト穴323からネジ式シャフト322の外面まで径方向に延在している、一又は複数の径方向通路325を画定する。イナータ300が液圧アクチュエータ110に組み込まれている例では、かかる構成が有利でありうる。
各イナータ300は、任意の適切な方式で、対応する第1端末部302と対応する第2端末部304との間の相対加速に抵抗するよう構成されうる。一部の例では、図2から図5に示しているように、各イナータ300は、対応するフライホイール314であって、対応するイナータロッド308と対応するネジ式シャフト322の一方又は両方に連結されている対応するフライホイール環318(図4から図5参照)を有する、対応するフライホイール314を含む。かかる例では、フライホイール314は、対応するイナータロッド308が対応するネジ式シャフト322に対して平行移動する線形速度に比例する回転速度で、ネジ式シャフト322に対して回転するよう構成される。より具体的には、図5で最もよく視認されるように、イナータ軸306に沿ってネジ式シャフト322に対してフライホイール314を(かつ/又はその逆に)平行移動させることにより、フライホイール314に、ネジ式シャフト322に対して回転するよう力が加わるように、フライホイール314はネジ式シャフト322と螺合連結されうる。この方式では、かかる例において、フライホイール314の回転慣性が、フライホイール314の角加速に抵抗するよう作用し、ゆえに、イナータロッド308(及び第2端末部304)に対するネジ式シャフト322(及び第1端末部302)の線形加速は抵抗を受ける。
フライホイール314は、任意の適切な方式で、イナータ300の一又は複数の他の構成要素に動作可能に連結されうる。例としては、フライホイール環318が、イナータロッド308に、ネジ式シャフト322に、及び/又はイナータハウジング301に、動作可能に連結されうる。追加的又は代替的には、図4から図5に示しているように、フライホイール314は、フライホイール314とイナータ300の少なくとも1つの別の構成要素とを回転可能に連結させるために、フライホイール環318のところにフライホイールベアリング328を含みうる。かかる一部の例では、フライホイールベアリング328は、フライホイール314がネジ式シャフト322に対して回転する際に、フライホイール314が、イナータロッド308と共に軸方向に平行移動することを許容するよう、構成される。
記載しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110とVHR液圧アクチュエータ1110の一方又は両方が、対応するイナータ300を含みうる。かかる例では、図3から図4に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110の対応する液圧アクチュエータハウジング120は、対応するイナータ300のイナータハウジング301を含んでよく、かつ/又はかかるイナータハウジング301でありうる。同様に、かかる例では、図3から図4に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110の対応するロッド140は、対応するイナータ300のイナータロッド308を含んでよく、かつ/又はかかるイナータロッド308でありうる。かかる一部の例では、図4に示しているように、対応するイナータ300のフライホイール314は、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110の対応するピストン142に、例えば対応するフライホイール314のフライホイールベアリング328を介して、回転可能に連結される。
図6は、2つの線形ギアラックを係合させる円形ピニオンを有するデュアルラック・ピニオン構造を含む、別のイナータ300を示している。ピニオンに印加される回転運動が、ラック同士を互いに対して、かつピニオンに対して動かし、ひいては、ピニオンの回転運動を線形運動に変換する。具体的には、図6の例では、イナータ300は、可撓性保持構造物330と、可撓性保持構造物330によって、可撓性保持構造物330の間に保持又はクランプされたデュアルラック・ピニオンアセンブリ332とを含む。デュアルラック・ピニオンアセンブリ332は、互いに対向するように位置付けられたデュアルラック334であって、少なくとも実質的に可撓性保持構造物330の中に収納され、可撓性保持構造物330によって保持又はクランプされた、デュアルラック334を含む。これらのラック334は、第1ラック334及び第2ラック334であって、各々が複数の歯を有する、第1ラック334及び第2ラック334を含む。デュアルラック・ピニオンアセンブリ332は、第1ラック334と第2ラック334との間で第1ラック及び第2ラックと係合した、例えばピニオンギアの形態のピニオン336も含む。ピニオン336は、第1ラック及び第2ラック334の歯と係合するよう構成された複数のギア歯を有する。一部の例では、イナータ300の第1端末部302は第1ラック334に連結され、イナータ300の第2端末部304は第2ラック334に連結される。
デュアルラック・ピニオンアセンブリ332を含むイナータ300の例は、慣性ホイール340の対を更に含む。各慣性ホイール340はそれぞれ、可撓性保持構造物330の両外側面に隣接して位置付けられる。心棒要素342が、第1慣性ホイール340、可撓性保持構造物330、ピニオン336、及び第2慣性ホイール340を通って延在する。かかる例では、(例えば操縦翼面20、VHR液圧アクチュエータ1110、トルク生成液圧アクチュエータ2110、及び/又は支持構造物40の相対運動による)第2端末部304に対する第1端末部302の動きが、イナータ軸306に沿った、第2ラック334に対する第1ラック334の平行移動を引き起こし、ひいては、ピニオン336及び慣性ホイール340の対の回転運動を引き起こす。これにより、ピニオン336の回転運動は慣性ホイール340の対による抵抗を受け、付帯運動(incidental motion)は起こらない。このことは、デュアルラック・ピニオンアセンブリ332による、操縦翼面20の動きの減衰をもたらす。
ピニオン336の運動が慣性ホイール340による抵抗を受けることにより、操縦翼面20に接続された第1端末部302の回転に対する抵抗力が誘発されることによって、ラック334の配向の変化は、イナータ軸306と関連したもののみとなる。この抵抗力は、慣性ホイール340による抵抗を受ける。操縦翼面20の動きを減衰させることで、フラッター抑制の向上がもたらされ、ひいては、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100による、液圧印加の安定性の改善、及び飛行制御の発動の効率化がもたらされうる。
本開示による、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100と併せて利用されうるイナータ300並びに/又はその特徴及び構成要素の更なる例が、米国特許第10,088,006号、米国特許出願公開第2019/0048959号、米国特許第10,107,347号、及び米国特許第10,352,389号に開示されており、これらの完全な開示は、あらゆる目的のために参照により本書に援用される。
記載しているように、液圧アクチュエータ110(例えばVHR液圧アクチュエータ1110及び/又はトルク生成液圧アクチュエータ2110)の各々は、対応する液圧バルブ200を利用することによって、液圧流体81を対応する第1チャンバ124及び対応する第2チャンバ128に流入させ、対応する第1チャンバ124及び対応する第2チャンバ128から流出させて、対応する液圧アクチュエータハウジング120に対する対応するピストン142及び対応するロッド140の運動を調節するよう、作用する。各液圧バルブ200は、(例えば、液圧システムの技術分野では既知でありうる)任意の適切な構造及び/又は機能を有しうる。図2から図3では、液圧バルブ200の例を概略的に示している一方、図7から図9は、液圧バルブ200のより詳細な概略図を提示している。
一部の例では、図2から図3及び図7から図9に概略的に示しているように、トルク生成液圧アクチュエータ2110及び/又はVHR液圧アクチュエータ1110の対応する液圧バルブ200は、高圧の液圧流体の流れを受容するよう構成された流体入力部242と、低圧の液圧流体の流れを放出するよう構成された流体返送部246とを含む。液圧バルブ200は、対応する液圧アクチュエータハウジング120の第1チャンバ124と流体接続される第1出口250と、対応する液圧アクチュエータハウジング120の第2チャンバ128と流体接続される第2出口252とを、更に含む。
一部の例では、図7から図9に示しているように、液圧バルブ200は、流体入力部242、流体返送部246、第1出口250、及び第2出口252のうちの2つ以上と選択的に流体接続されるスプールマニホールド204、及び、少なくとも実質的にスプールマニホールド204内に位置付けられたスプール210を含む。かかる例では、スプール210は、スプールシャフト212と、スプールシャフト212装着された一又は複数のスプールブロック214とを含み、更に、スプールマニホールド204に対してスプール210を選択的に平行移動させるよう構成された、スプールアクチュエータ216を含む。より具体的には、かかる例では、スプールマニホールド204に対してスプール210を選択的に平行移動させることが、流体入力部242と、流体返送部246と、第1出口250と、第2出口252とを選択的かつ相互に流体接続させて、流体入力部242と、流体返送部246と、第1出口250と、第2出口252との間の液圧流体81の流れを調節するよう作用するように、液圧バルブ200は構成される。この方式では、スプールマニホールド204に対してスプール210を平行移動させることは、第1チャンバ124と第2チャンバ128の中の液圧流体81の圧力をそれぞれ変化させて、液圧アクチュエータハウジング120内でピストン142及びロッド140を選択的に平行移動させるよう作用する。
スプールアクチュエータ216は、任意の適切な方式で、スプールマニホールド204に対してスプール210を選択的に平行移動させるよう構成されうる。例えば、一部の例では、図7から図9に示しているように、スプールアクチュエータ216は、スプール210を選択的に平行移動させるために選択的に通電されるソレノイド218を含み、かつ/又はかかるソレノイド218である。一部の例では、ソレノイド218は、コントローラ90によって制御されており、スプールマニホールド204内でスプール210を位置付けるためのものである。追加的又は代替的には、液圧バルブ200は、サーボフィードバックシステム230を含むサーボバルブを含んでよく、かつ/又はかかるサーボバルブでありうる。かかる一部の例では、図7から図9に示しているように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100及び/又は液圧バルブ200は、液圧アクチュエータハウジング120に対するピストン142の位置を表わすピストン位置測定値を生成するよう構成された、ピストン位置センサ148を含む。かかる例では、液圧バルブ200は、例えば、サーボフィードバックシステム230を介するソレノイド218の制御により、少なくとも部分的にピストン位置測定値に基づいて、液圧流体81の流れを調節するよう構成される。
液圧バルブ200は、(例えば、液圧システムの分野では既知でありうる)任意の適切な構成及び/又は機能を有しうる。例えば、図7は、液圧バルブ200が、単一のスプール210を有する4ウェイ3ポジション液圧バルブ200である例を示している。しかし、これが必須というわけではなく、液圧バルブ200が、2つの個別のスプール210を含むデュアルスプール液圧バルブ202であることも、本開示の範囲に含まれる。一部の例では、本書で詳述しているように、デュアルスプール液圧バルブ202は更に、昇圧圧力の液圧流体81の流れを受容するよう構成されている、流体昇圧入力部244も含む。本書で詳述しているように、デュアルスプール液圧バルブ202を利用することで、ある種の動作状況においては、液圧バルブ200内でのエネルギーの再生成が可能になりうる。これにより、航空機液圧システム50のピーク動力需要は、各液圧バルブ200が単一のスプール210だけを含む例と比較して低減される。
図8から図9は、デュアルスプール液圧バルブ202の例を示している。図8から図9に示しているように、液圧バルブ200がデュアルスプール液圧バルブ202である例では、スプールマニホールド204は第1スプールマニホールド204であり、デュアルスプール液圧バルブ202のスプール210は、第1スプールシャフト212と一又は複数の第1スプールブロック214とを有する第1スプール210であり、スプールアクチュエータ216は、第1スプールマニホールド204に対して第1スプール210を選択的に平行移動させるよう構成された第1スプールアクチュエータ216である。単一スプール液圧バルブ200とは対照的に、図8から図9に示しているように、デュアルスプール液圧バルブ202は更に、第2スプールマニホールド206と、少なくとも実質的に第2スプールマニホールド206内に位置付けられた第2スプール220も含む。かかる例では、第2スプール220は、第2スプールシャフト222と、第2スプールシャフト222に装着された一又は複数の第2スプールブロック224とを含み、デュアルスプール液圧バルブ202は、第2スプール220を、第1スプール210とは独立に、第2スプールマニホールド206に対して選択的に平行移動させるよう構成された、第2スプールアクチュエータ226を更に含む。つまり、第1スプール210と第2スプール220の各々は、個別に制御可能であり、かつ、他方のスプールの位置に関わらずに位置付けられうる。かかる例では、デュアルスプール液圧バルブ202は、第1スプール210と第2スプール220の各々を平行移動させることが、液圧アクチュエータハウジング120の第1チャンバ124と第2チャンバ128の中の液圧流体81の圧力をそれぞれ変化させて、液圧アクチュエータハウジング120内でピストン142及びロッド140を選択的に平行移動させるために、流体入力部242と、流体返送部246と、第1出口250と、第2出口252との間の液圧流体81の流れを調節するよう作用するように、構成される。第1スプール210と第2スプール220とは、同じ又は異なる形状及び/又はサイズを含みうる。一部の例では、第1スプール210と第2スプール220とは、少なくとも実質的に同じ形状及びサイズを有する。
第1スプールマニホールド204と第2スプールマニホールド206の各々は、流体入力部242、流体昇圧入力部244、流体返送部246、第1出口250、及び第2出口252のうちの2つ以上と、選択的に流体接続されうる。具体的には、第1スプールマニホールド204と第2スプールマニホールド206の各々は、対応する第1スプール210又は対応する第2スプール220がかかる流体接続を制限しないように位置付けられている時に、2つ以上の構成要素を「選択的に(selectively)」流体接続していると説明されうる。例として、図8から図9は、第1スプールマニホールド204が第1出口250を介して第1チャンバ124と選択的に流体接続され、第2スプールマニホールド206が第2出口252を介して第2チャンバ128と選択的に流体接続される、例を示している。加えて、図8は、第1スプールマニホールド204と第2スプールマニホールド206の各々が、流体入力部242と流体返送部246の各々に流体接続される例を示している一方、図9は、第1スプールマニホールド204と第2スプールマニホールド206の各々が、昇圧入力部244と流体返送部246の各々に流体接続される例を示している。
一部の例では、デュアルスプール液圧バルブ202は、たとえ第1スプールアクチュエータ216又は第2スプールアクチュエータ226が動作不能となっても、デュアルスプール液圧バルブ202が対応する液圧アクチュエータハウジング120に対して対応するロッド140を動作可能に平行移動させるよう機能し続けるように、構成される。この方式では、デュアルスプール液圧バルブ202を利用することで、デュアルスプール液圧バルブ202及び/又は操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の全体的な信頼性及び/又は頑健性を増大させうるレベルの冗長性が提供される。
記載しているように、かつ図8から図9に示しているように、デュアルスプール液圧バルブ202は、流体入力部242と、第1出口250と第2出口252のうちの一方との間の流体連通を選択的に可能にすると共に、流体返送部246と、第1出口250と第2出口252のうちの他方との間の流体連通を可能にするよう、構成される。しかし、単一スプール液圧バルブ200とは対照的に、デュアルスプール液圧バルブ202の例の一部は、以下で詳述するように、第1出口250と第2出口252との間の流体連通を選択的に可能にするよう構成される。
記載しているように、航空機液圧システム50の例の一部は、中心ポンプ54によって提供される基準圧力を上回る昇圧圧力まで、液圧流体81に圧力を加えるよう構成されている、昇圧ポンプ56を含む。かかる一部の例では、図2から図3に概略的に示し、かつ図9により具体的に示しているように、デュアルスプール液圧バルブ202は更に、昇圧圧力の液圧流体81の流れを受容するよう構成されている、流体昇圧入力部244も含む。かかる一部の例では、図2に概略的に示しているように、昇圧ポンプ56が流体昇圧入力部244に液圧流体の流れを供給する一方、中心ポンプ54は、流体入力部242に液圧流体の流れを供給する。一部の例では、図3及び図9に更に示しているように、液圧アクチュエータ110及び/又は液圧アクチュエータハウジング120は、第1チャンバ124及び/又は第2チャンバ128の中に位置付けられた圧力センサ160であって、各々が、液圧アクチュエータハウジング120の対応するチャンバ内の液圧流体81の圧力を示す圧力信号を生成するよう構成された、圧力センサ160を含む。各圧力センサ160は、任意の適切なセンサ(圧力トランスデューサなど)を含んでよく、かつ/又はかかる任意の適切なセンサでありうる。かかる例では、デュアルスプール液圧バルブ202は、圧力信号に少なくとも部分的に基づいて、流体昇圧入力部244を第1出口250及び/又は第2出口252に選択的に流体接続するよう、構成される。かかる一部の例では、図9に示しているように、第1スプールシャフト212と第2スプールシャフト222の一方又は両方は、液圧流体81が通って流れうるシャフト開口213を画定する。具体的には、かかる例では、対応するスプールシャフトが適切に位置付けられれば、各シャフト開口213により、流体入力部242と第1チャンバ124又は第2チャンバ128との間の直接的な流体連結が可能になりうる。
図10は、操縦翼面20に動作可能にかつ/又は動的に連結され、かつ航空機液圧システム50を通る液圧流体81の必要な移動に影響を与える、ピストン142に作用する力の図表を示している。具体的には、図10において、第1軸(すなわちx軸)はピストン142の、ひいては操縦翼面20の移動の速度(rate)を表わしている。図10に示しているように、この速度は、正である(例えば、ピストン142及び/又は操縦翼面20が第1方向に動く場合)か、負である(例えば、ピストン142及び/又は操縦翼面20が第1方向とは逆の第2方向に動く場合)かのいずれかでありうる。第2軸(すなわちy軸)は、操縦翼面20を通じてピストン142に加わる負荷を表わしている。図10に示しているように、この負荷は、正(例えば、ピストン142及び/又は操縦翼面20に対して第1方向に印加される場合)か、又は負(例えば、ピストン142及び/又は操縦翼面20に対して第1方向とは逆の第2方向に印加される場合)でありうる。図10の図表は、Q1、Q2、Q3、及びQ4と付番された4つの四分円であって、速度と負荷の方向性の4つの組み合わせに対応する、4つの四分円を含んでいる。
図11は、デュアルスプール液圧バルブ202を有する液圧アクチュエータ110の一例であって、ピストン142に正の速度で正の負荷が印加される、第1四分円Q1内の例を示している。第1四分円Q1では、流体昇圧入力部244を通って第1チャンバ124に入る液圧流体81の流れによって、速度が制御される。図示しているように、第1スプール210は、第1スプールマニホールド204に対して、流体入力部242からの液圧流体81が第1チャンバ124に入るよう、第2の位置に位置付けられている。第2スプール220は、第2スプールマニホールド206に対して、流積を最大化し、かつ液圧流体81が第2チャンバ128から出て流体返送部246へと流れることを可能にする位置に、位置付けられている。
図12は、デュアルスプール液圧バルブ202を有する液圧アクチュエータ110の一例であって、ピストン142に負の速度で正の負荷が印加される、第2四分円Q2内の例を示している。第2四分円Q2では、第1チャンバ124から出る液圧流体81の流れによって、速度が制御される。第1チャンバ124から流体返送部246に液圧流体81が出力される代わりに、第1チャンバ124から出た液圧流体81は、第2チャンバ128へと導かれる。第1チャンバ124から第2チャンバ128へと液圧流体81を再生させること(regenerating)で、(再生されなかった場合に)液圧流体81を、流体入力部242から液圧アクチュエータ110の第2チャンバ128へと導入し、かつ流体返送部246内を通すのに必要とされるはずの、圧力サイクルの数が減少する。図12に示している構成では、第1スプール210及び第2スプール220は、第1チャンバ124からの液圧流体81が第2チャンバ128へと移動することを可能にするよう、位置付けられている。第2スプール220は、第2スプールマニホールド206に対して、流積を最大化する位置に位置付けられる。第1チャンバ124の方へのピストン142の移動による第2チャンバ128内の圧力降下によって、液圧流体81の第2チャンバ128への移動が引き起こされうる。
図13は、デュアルスプール液圧バルブ202を有する液圧アクチュエータ110の一例であって、ピストン142に負の速度で負の負荷が印加される、第3四分円Q3内の例を示している。第3四分円Q3では、流体入力部242から第2チャンバ128に入る液圧流体81の流れによって、速度が制御される。図13の例では、第2スプール220は、第2スプールマニホールド206に対して、流体入力部242からの液圧流体81が第2チャンバ128に入るよう位置付けられており、第1スプール210は、第1スプールマニホールド204に対して、流積を最大化し、かつ液圧流体81が第1チャンバ124を出て流体返送部246へと流れることを可能にする位置に、位置付けられている。
図14は、デュアルスプール液圧バルブ202を有する液圧アクチュエータ110の一例であって、ピストン142に正の速度で負の負荷が印加される、第4四分円Q4内の例を示している。第4四分円Q4では、第2チャンバ128から出る液圧流体81の流れによって、速度が制御される。図14の例では、第2スプール220は、第2スプールマニホールド206対して、液圧流体81が第2チャンバ128から流出することを可能にするよう位置付けられており、第1スプール210は、第1スプールマニホールド204に対して、液圧流体81が第1チャンバ124に入るよう位置付けられている。図12の例と同様に、この構成は、液圧アクチュエータ110内に既にある液圧流体81を再生させ、ひいては、液圧流体81を流体入力部242を通して液圧アクチュエータ110に入れ、かつ流体返送部246を通して液圧アクチュエータ110から出すのに必要な圧力サイクルの数を減少させる。図12に示している構成では、第1スプール210及び第2スプール220は、第2チャンバ128からの液圧流体81が第1チャンバ124へと移動することを可能にするよう、位置付けられている。第1スプール210は、第1スプールマニホールド204に対して、流積を最大化する位置に位置付けられる。第2チャンバ128の方へのピストン142の移動による第1チャンバ124内の圧力降下によって、液圧流体81の第1チャンバ124への移動が引き起こされうる。
デュアルスプール液圧バルブ202は、コントローラ90が、4つの動作の四分円全てにおいて、デュアルスプール液圧バルブ202を含む液圧アクチュエータ110の例を動作可能に制御することに備えるものである。具体的には、コントローラ90は、第1スプール210及び第2スプール220を適切に位置付けて制御を提供するよう、ソレノイド218を制御する。一部の例では、流体入力部242を通って入る液圧流体81によって、昇圧が供給される。以下の記述では、Pは流体入力部242を通って入る液圧流体81の圧力を示し、Tは、流体返送部246を通って出る液圧流体81の圧力を示し、Aは、第1チャンバ124内の液圧流体81の圧力を示し、Bは、第2チャンバ128内の液圧流体81の圧力を示す。
第1四分円Q1における動作(図11参照)では、制御は、流体昇圧入力部244を通って第1チャンバ124に入る液圧流体81を通じて行われる。これは、(圧力差P−Aによる)流体入力部242から第1チャンバ124への液圧流体81の移動、及び(圧力差B−Tによる)第2チャンバ128から流体返送部246への液圧流体81の移動を含む。流体入力部242における圧力が第1チャンバ124における圧力+マージンを下回ると(すなわち、P≧A+δPの場合)、昇圧が印加される。マージンδPは、液圧流体81に対する様々な力(表面摩擦及び表面−慣性加速(surface−inertia acceleration)など)に対処するのに必要な圧力を上回る負荷の印加に備えるものである。第2チャンバ128内の液圧流体81の圧力は、必要とされるマージンδP及びピーク動力需要の一因となる。一例では、システム圧力は1200psiであり、マージンδPは300psiである。
第2四分円Q2における動作では、流体入力部242を通って入る液圧流体81による昇圧は必要ない。第1チャンバ124内の圧力Aが第2チャンバ128内の圧力B以上になる(すなわちA≧B)からである。第2四分円Q2における制御は、(第2チャンバ128に入る流積を最小化することによって最小化されるA−Bの圧力差により)第1チャンバ124から出て第2チャンバ128に入る液圧流体81を通じて行われる。
第3四分円Q3における動作では、制御は、圧力差(P−B)により流体入力部242から第2チャンバ128に入る液圧流体81の移動、及び(圧力差A−Tによる)第1チャンバ124から流体返送部246への液圧流体81の移動を通じて行われる。流体入力部242における圧力が第2チャンバ128における圧力+マージンを下回ると(すなわち、P≧B+δPの場合)、昇圧が印加される。第1チャンバ124内の液圧流体81の圧力は、必要とされるマージンδPの一因となる。
第4四分円Q4における動作では、流体入力部242を通って入る液圧流体81による昇圧は必要ない。第2チャンバ128内の圧力Bが第1チャンバ124内の圧力A以上になる(すなわちB≧A)からである。第4四分円Q4における制御は、(第1チャンバ124に入る流積を最小化することによって最小化されるB−Aの圧力差により)第2チャンバ128から出て第1チャンバ124に入る液圧流体81を通じて行われる。
四分円の各々において、図11から図14に示しているように、第1スプール210の第1スプールシャフト212及び第2スプール220の第2スプールシャフト222は、第1チャンバ124及び第2チャンバ128が、右側の流体入力部242に流体連結されることを妨げる。しかし、一部の例では、第1スプールシャフト212及び/又は第2スプールシャフト222のシャフト開口213は、対応する液圧導管80と位置合わせされて、かかる流体連通を可能にしうる。
一部の例では、デュアルスプール液圧バルブ202に不具合が検出されると、コントローラ90は、デュアルスプール液圧バルブ202の非差異(non−differential)制御モードに戻りうる。かかる一部の例では、これには、(例えば、8000から9000psiという昇圧ポンプ56のピーク能力を大きく下回りうる)5000psiという中間圧力で昇圧ポンプ56を動作させることが含まれる。かかる例では、中心ポンプ54は、1200psiというよりはむしろ3000psiで稼働されうる。
デュアルスプール液圧バルブ202で第2スプールアクチュエータ226の不具合が起こっている例では、第2スプール220は、第2スプールマニホールド206に対して第3位置となり、第2スプールマニホールド206では、第2スプールシャフト222のシャフト開口213は対応する液圧導管80と位置合わせされる。この位置付けにより、シャフト開口213を通って第2チャンバ128を出入りする、液圧流体81の流れが可能になる。一部の例では、第2スプール220は、第3位置に向けて付勢される。したがって、かかる例では、第2スプール220に関連する不具合が発生した場合、第2スプールアクチュエータ226(例えば関連するソレノイド218)が通電遮断されることにより、第2スプール220は第3位置となりうる。第3位置は、第2スプール220が、第2チャンバ128を流体昇圧入力部244から及び/又は流体返送部246から流体分離させるよう、位置付けられることも含みうる。かかる例では、第1スプール210は、第1チャンバ124を出入りする液圧流体81の流れを制御するよう動作可能であり続ける。
本開示による航空機液圧システム50、並びに/又は航空機液圧システム50及び/若しくは操縦翼面アクチュエータアセンブリ100と併せて利用されうるデュアルスプール液圧バルブ202の更なる例が、米国特許出願公開第2019/0315456号、米国特許出願公開第2019/0316606号、及び米国特許出願公開第2019/0316607号に開示されており、これらの完全な開示は、あらゆる目的のために参照により本書に援用される。
一部の例では、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の稼働使用は、航空機液圧システム50のピーク動力需要を減少させるために(例えば、最大流積で液圧アクチュエータ110の第1チャンバ124及び第2チャンバ128を出入りする流れを調量することによる圧力損失を低減して、所与の四分円の流量(rate)を制御していないチャンバポートについて最小マージンδPを実現するために)、デュアルスプール液圧バルブ202を含む液圧アクチュエータ110を利用することを、含む。しかし、場合によっては、デュアルスプール液圧バルブ202のポート面積を増大させることで、飛行中に、望ましくないほどのフラッター感応性又はフラッター応答が操縦翼面20に導入されうる。換言すると、操縦翼面20は、フラッターが発生しうる共振条件によって特徴付けられてよく、最大流積で液圧アクチュエータ110の第1チャンバ124及び第2チャンバ128を出入りする流れを調量して、最小マージンδPを実現することにより、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の動作帯域幅と、かかる共振条件との重複が引き起こされうる。かかる例では、操縦翼面20のフラッターは、操縦翼面20の振動を減衰させるための機構を利用することによって軽減され、かつ/又は最小化されうる。したがって、一部の例では、図2から図6に照らして上述したように、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100は更に、操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の一又は複数の構成要素の運動を減衰させるための、一又は複数のイナータ300も含む。かかる例では、記載しているように、各イナータ300は、対応する第2端末部304に対する対応する第1端末部302の加速に抵抗するよう構成される。したがって、かかる例では、イナータ300は、最小マージンδPを実現することを含むため、及び航空機液圧システム50のピーク動力需要を低減させるために、最大流積で液圧アクチュエータ110の第1チャンバ124及び第2チャンバ128を出入りする流れを調量することを含むよう、操縦翼面20の振動の必要不可欠な減衰を、ゆえに操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の実際の動作帯域幅の拡張を、提供するよう作用しうる。
図15は、航空機液圧システム50及び/又は操縦翼面アクチュエータアセンブリ100の一又は複数の態様を制御するための、コントローラ90の一例の概略図である。図15に示しているように、一部の例では、コントローラ90は、適切なソフトウェア及び/又はファームウェアを伴って構成された一又は複数のマイクロプロセッサや特定用途向け集積回路(ASICs)などを含みうる、一又は複数の処理回路(処理回路91として図示している)を含む。コンピュータ可読記憶媒体(メモリ回路92として図示している)は、データ、及び上述した技法を実装するよう処理回路91を設定するコンピュータ可読プログラムコードを記憶する。メモリ回路92は、非一過性のコンピュータ可読媒体であり、様々なメモリデバイス(ランダムアクセスメモリ、読取専用メモリ、フラッシュメモリなど)を含みうる。
コントローラ90は、航空機液圧システム50及び/又は操縦翼面アクチュエータアセンブリ100に関連するセンサ(ピストン位置センサ148及び/又は圧力センサ160など)から信号を受信しうる。一部の例では、コントローラ90は、航空機10の一又は複数の機能を制御する、飛行制御システム99と通信しうる。かかる例では、飛行制御システム99は、コントローラ90に様々なデータ(操縦翼面20の指令運動などであるが、これに限定されるわけではない)を提供しうる。一部の例では、コントローラ90は更に、操縦翼面20をその指令位置に位置付けるよう、航空機液圧システム50を通る液圧流体81の移動を制御する。かかる例では、コントローラ90は、昇圧ポンプ56及び/又は蓄圧器70を制御して必要な液圧流体81を供給するために、ピストン位置センサ(複数可)148及び/又は圧力センサ(複数可)160からの入力を利用する。
コントローラ90は、本書で記述しているコントローラの機能を果たすよう構成されている、任意の好適な一又は複数のデバイスでありうる。例えば、コントローラは、電子コントローラ、専用コントローラ、特定用途コントローラ、パーソナルコンピュータ、特定用途コンピュータ、ディスプレイデバイス、ロジックデバイス、メモリデバイス、及び/又は、本開示によるシステム及び/又は方法の態様を実装するためのコンピュータ実行可能命令を記憶することに適した非一過性のコンピュータ可読媒体を有するメモリデバイス、のうちの一又は複数を含みうる。
図16は、航空機の一又は複数の操縦翼面(例えば、航空機10の操縦翼面(複数可)20)を動作させる、本開示による方法400を示すフロー図である。具体的には、方法400は、操縦翼面に連結されているVHR液圧アクチュエータ(例えばVHR液圧アクチュエータ1110)、及びVHR液圧アクチュエータに枢動可能に連結されているトルク生成液圧アクチュエータ(例えばトルク生成液圧アクチュエータ2110)を含む、操縦翼面アクチュエータアセンブリ(例えば操縦翼面アクチュエータアセンブリ100)であって、VHR液圧アクチュエータのアクチュエータモーメントアーム長(例えばアクチュエータモーメントアーム長30)が、本書に記載しているように選択的に変化しうる、操縦翼面アクチュエータアセンブリを利用する、方法に関連するものである。方法400は更に、操縦翼面アクチュエータアセンブリを含む航空機液圧システム(例えば航空機液圧システム50)を利用する方法にも関連する。
図16に示しているように、方法400は、420において、操縦翼面アクチュエータアセンブリ及び航空機液圧システムを用いて、一又は複数の操縦翼面のうちの選択された操縦翼面を制御することを含む。具体的には、図16に示しているように、420における、選択された操縦翼面を制御することは、422において、VHR液圧アクチュエータを用いて、選択された操縦翼面に対応するアクチュエータモーメントアーム長を調整することと、426において、トルク生成液圧アクチュエータを用いて、支持構造物に対して選択された操縦翼面を枢動させることとを、含む。一部の例では、422における、アクチュエータモーメントアーム長を調整することは、426における、選択された操縦翼面を枢動させることに先だって実施される。
一部の例では、方法400は、操縦翼面アクチュエータアセンブリの一又は複数の構成要素内の液圧流体(例えば液圧流体81)の圧力を調節することを含む。例えば、図16に示しているように、方法400の一部の例は、430において、液圧アクチュエータハウジング(例えば、VHR液圧アクチュエータ1110及び/又はトルク生成液圧アクチュエータ2110の対応する液圧アクチュエータハウジング120)内の液圧流体の測定負荷圧力を測定することを含む。より具体的には、かかる例では、430における、測定負荷圧力を測定することは、圧力センサ(例えば圧力センサ160)を用いて、液圧アクチュエータハウジングの第1チャンバ(例えば第1チャンバ124)及び/又は第2チャンバ(例えば第2チャンバ128)の中の負荷圧力を測定することを含む。かかる一部の例では、図16に更に示しているように、方法400は、440において、液圧バルブ(例えば、VHR液圧アクチュエータ1110及び/又はトルク生成液圧アクチュエータ2110の対応する液圧バルブ200)を用いて、対応する液圧アクチュエータハウジング内の液圧流体の動作圧力を調整することを更に含む。具体的には、かかる例では、440における、液圧流体の動作圧力を調整することは、少なくとも部分的に、430の測定負荷圧力を測定することにおいて測定された、測定負荷圧力に基づく。440における、液圧流体の動作圧力を調整することは、本書に記載している任意の適切な方式で、たとえば、中心ポンプ(例えば中心ポンプ54)及び/又は昇圧ポンプ(例えば昇圧ポンプ56)と併せてデュアルスプール液圧バルブ(例えばデュアルスプール液圧バルブ202)を利用して、VHR液圧アクチュエータ及び/又はトルク生成液圧アクチュエータの液圧アクチュエータハウジングの第1チャンバ及び/又は第2チャンバに供給される液圧流体の圧力を選択的に変化させることによって、実施されうる。
422における、アクチュエータモーメントアーム長を調整することは、任意の適切な要因及び/又は考察(considerations)に基づきうる。例えば、422における、アクチュエータモーメントアーム長を調整することは、予測されかつ/又は計算された負荷及び/又はトルクの要件に適応するよう、選択的にかつ/又は動的に実施されうる。一部の例では、図16に示しているように、方法400は、422におけるアクチュエータモーメントアーム長を調整することに先だって、410において、コントローラ(例えばコントローラ90)を用いて、目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することを更に含む。かかる例では、422における、アクチュエータモーメントアーム長を調整することは、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することの後に、424において、選択された操縦翼面のアクチュエータモーメントアーム長を、目標アクチュエータモーメントアーム長にすることを含む。かかる例では、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、任意の適切な考察及び/又は計算に基づきうる。一例としては、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、少なくとも部分的に、機械学習アルゴリズムに基づきうる。より具体的な例としては、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、液圧システムの液圧及び/又は動力需要を用いて、モーメントアーム長の関連実際値(例えば、飛行操縦中に命令されたもの)により機械学習アルゴリズムをトレーニングすることと、機械学習技術を用いたかかるトレーニングを利用して、一又は複数の所定の性能指数(figures of merit)に基づいて目標モーメントアーム長の決定を最適化するアルゴリズムを開発することとを、含みうる。かかる例では、機械学習アルゴリズムのトレーニング、開発、及び/又は稼働使用は、機械学習演算の分野では既知の任意の適切な方法及び/又は技法を利用することを含みうる。
追加的又は代替的には、一部の例では、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、少なくとも部分的に、予測される航空機の操縦に基づく。より具体的な例としては、方法400は、航空機が、例えば液圧システムのピーク動力需要を最小化するよう選択されうる、既知のかつ/又は規定された操縦(例えば傾斜ターン、高度変更、ピッチ角度調整、ロール角度調整、ヨー調整など)であって、対応する既知の目標アクチュエータモーメントアーム長が関連付けられる操縦を実施している間に、実施されうる。ゆえに、かかる例では、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、予測される操縦を特定すること、ひいては、対応する既知の目標アクチュエータモーメントアーム長を特定することを含みうる。
一部の例では、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、追加的又は代替的に、430における測定負荷圧力を測定することに少なくとも部分的に基づく。同様に、一部の例では、410における目標アクチュエータモーメントアーム長を決定することは、対応する液圧アクチュエータハウジング内の液圧流体の負荷圧力を、少なくとも実質的に目標負荷圧力にする、目標アクチュエータモーメントアーム長の値を決定することを含む。かかる一部の例では、目標負荷圧力は、航空機の一又は複数の別の操縦翼面に対応する負荷圧力に基づきうるか、又はかかる対応する負荷圧力と実質的に等しくなりうる。より具体的には、一部の例では、航空機は、複数の操縦翼面と、対応する複数の操縦翼面アクチュエータアセンブリとを含み、目標負荷圧力は、少なくとも1つの別の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(すなわち、選択された操縦翼面以外の1つの操縦翼面に対応するもの)のトルク生成液圧アクチュエータ及び/又はVHR液圧アクチュエータの液圧アクチュエータハウジング内の液圧流体の測定負荷圧力に対応する。
本開示による発明主題の例示的で非排他的な例を、以下に列挙している条項に記載する。
A1. 支持構造物(40)に対して操縦翼面(20)を選択的に枢動させるための操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)であって、
支持構造物(40)と、
支持構造物(40)に動作可能に連結されており、操縦翼面枢動軸(22)を中心に支持構造物(40)に対して枢動するよう構成された、操縦翼面(20)と、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)と、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)に枢動可能に連結され、操縦翼面(20)に動作可能に連結された、可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータ(1110)と、を備え、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々が、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)、及び少なくとも部分的に対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内に延在する対応するロッド(140)であって、対応するロッド(140)は、対応するアクチュエータ軸(122)に沿って、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して平行移動するよう構成されている、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)及び対応するロッド(140)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する液圧流体(81)の流れを調節して、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する対応するロッド(140)の位置を制御する、対応する液圧バルブ(200)と、を含み、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)とは、アクチュエータ連結軸(28)を中心に、互いに対して枢動するよう構成され、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)は、支持構造物(40)に対して操縦翼面(20)を枢動させるために、操縦翼面(20)にトルクを印加するよう構成され、VHR液圧アクチュエータ(1110)は、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)によって操縦翼面(20)に印加されるトルクを少なくとも部分的に調節するために、操縦翼面枢動軸(22)とアクチュエータ連結軸(28)との間で測定されるアクチュエータモーメントアーム長(30)を、選択的に変化させるよう構成される、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
支持構造物(40)と、
支持構造物(40)に動作可能に連結されており、操縦翼面枢動軸(22)を中心に支持構造物(40)に対して枢動するよう構成された、操縦翼面(20)と、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)と、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)に枢動可能に連結され、操縦翼面(20)に動作可能に連結された、可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータ(1110)と、を備え、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々が、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)、及び少なくとも部分的に対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内に延在する対応するロッド(140)であって、対応するロッド(140)は、対応するアクチュエータ軸(122)に沿って、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して平行移動するよう構成されている、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)及び対応するロッド(140)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する液圧流体(81)の流れを調節して、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する対応するロッド(140)の位置を制御する、対応する液圧バルブ(200)と、を含み、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)とは、アクチュエータ連結軸(28)を中心に、互いに対して枢動するよう構成され、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)は、支持構造物(40)に対して操縦翼面(20)を枢動させるために、操縦翼面(20)にトルクを印加するよう構成され、VHR液圧アクチュエータ(1110)は、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)によって操縦翼面(20)に印加されるトルクを少なくとも部分的に調節するために、操縦翼面枢動軸(22)とアクチュエータ連結軸(28)との間で測定されるアクチュエータモーメントアーム長(30)を、選択的に変化させるよう構成される、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A2. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の対応するアクチュエータ軸(122)が、トルク生成アクチュエータ軸(2122)であり、VHR液圧アクチュエータ(1110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の対応するアクチュエータ軸(122)が、VHRアクチュエータ軸(1122)であり、VHR液圧アクチュエータ(1110)は、VHRアクチュエータ軸(1122)に沿ってVHR液圧アクチュエータ(1110)の対応するロッド(140)を選択的に平行移動させて、アクチュエータモーメントアーム長(30)を変化させるよう構成される、条項A1に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A3. トルク生成アクチュエータ軸(2122)とVHRアクチュエータ軸(1122)との間で測定される操縦翼面トルク角度(26)が、0度よりも大きく、かつ180度よりも小さくなるように構成されている、条項A1又はA2に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A4. 操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)の稼働使用中に、操縦翼面トルク角度(26)は、少なくとも30度、少なくとも50度、少なくとも70度、少なくとも90度、少なくとも110度、少なくとも130度、少なくとも150度、最大で160度、最大で140度、最大で120度、最大で100度、最大で80度、最大で60度、及び最大で40度、のうちの一又は複数である、条項A3に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A5. 操縦翼面枢動軸(22)に対して垂直な平面において測定される、支持構造物(40)に対する操縦翼面(20)の操縦翼面転向角度(24)を、少なくとも5度、少なくとも10度、少なくとも20度、少なくとも40度、少なくとも60度、少なくとも80度、最大で90度、最大で70度、最大で50度、最大で30度、最大で15度、及び最大で7度、のうちの一又は複数である運動角度範囲にわたって、選択的に変化させるよう構成されている、条項A1からA4のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A6. VHR液圧アクチュエータ(1110)は、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)と最大アクチュエータモーメントアーム長(30)との間に画定され、かつ最小アクチュエータモーメントアーム長(30)及び最大アクチュエータモーメントアーム長(30)を含む値の範囲において、アクチュエータモーメントアーム長(30)を選択的に変化させるよう構成され、最大アクチュエータモーメントアーム長(30)が、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも1.1倍、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも1.3倍、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも1.5倍、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも2倍、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも2.5倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長(30)3倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の2.2倍、最大で最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の1.7倍、及び最大で最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の1.2倍、のうちの一又は複数である、条項A1からA5のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A7. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が液圧シリンダである、条項A1からA6のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A8. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々が、対応するピストン(142)を更に含み、対応するピストン(142)は、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内に延在して、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の中で、対応するピストン142の両側に、対応する第1チャンバ’(124)と対応する第2チャンバ(128)とを画定し、対応するロッド(140)が、対応するピストン(142)から延在し、かつ対応する液圧アクチュエータハウジング(120)から出るように延在し、対応する第1チャンバ(124)と対応する第2チャンバ(128)の各々における液圧流体(81)の液圧の差が、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内中で対応するピストン(142)を動かして、対応するアクチュエータ軸(122)に沿って対応するロッド(140)を平行移動させるよう作用する、条項A1からA7のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A9. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方が、対応する支持ロッド(141)を更に含み、対応する支持ロッド(141)は、対応するピストン(142)から対応するロッド(140)の反対側に延在し、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に動作可能に連結されている、条項A8に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A10. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、液圧流体(81)を対応する第1チャンバ(124)に流入させ、対応する第1チャンバ(124)から流出させるための対応する第1チャンバポート(126)、及び液圧流体(81)を対応する第2チャンバ(128)に流入させ、対応する第2チャンバ(128)から流出させるための対応する第2チャンバポート(130)を含む、条項A8又はA9に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A11. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、支持構造物(40)に枢動可能に連結され、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)の対応するロッド(140)が、VHR液圧アクチュエータ(1110)に枢動可能に連結される、条項A1からA10のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A12. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、VHR液圧アクチュエータ(1110)に枢動可能に連結され、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)の対応するロッド(140)が、支持構造物(40)に枢動可能に連結される、条項A1からA10のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A13. VHR液圧アクチュエータ(1110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)に枢動可能に連結され、VHR液圧アクチュエータ(1110)の対応するロッド(140)が、操縦翼面(20)に動作可能に連結される、条項A1からA12のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A14. VHR液圧アクチュエータ(1110)の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、操縦翼面(20)に動作可能に連結され、VHR液圧アクチュエータ(1110)の対応するロッド(140)が、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)に枢動可能に連結されている、条項A1からA12のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A15. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々の対応するピストン(142)が、対応する第1チャンバ(124)を部分的に画定する対応する第1ピストン表面積を有する対応する第1ピストン表面(144)と、対応する第2チャンバ(128)を部分的に画定する対応する第2ピストン表面積を有する対応する第2ピストン表面(146)とを含む、条項A8からA14のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A16. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する第1ピストン表面積と対応する第2ピストン表面積とは、少なくとも実質的に等しい、条項A15に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A17. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の対応するピストン(142)の、対応する第1ピストン表面積と対応する第2ピストン表面積とは等しくない、条項A15又はA16に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A18. 一又は複数のイナータ(300)を更に備え、一又は複数のイナータ(300)の各イナータ(300)が、対応する第1端末部(302)及び対応する第2端末部(304)を含み、対応する第1端末部(302)と対応する第2端末部(304)とは、対応するイナータ軸(306)に沿って互いに対して平行移動するよう構成され、一又は複数のイナータ(300)の各イナータ(300)は、対応する第2端末部(304)に対する対応する第1端末部(302)の加速に抵抗するよう構成される、条項A1からA17のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A19. 一又は複数のイナータ(300)の各々が、
対応するイナータハウジング(301)と、
対応する第1端末部(302)に連結され、かつ対応するシャフト自由端部(324)で終端する、対応するネジ式シャフト(322)と、
対応するイナータロッド(308)と、を更に含み、対応するイナータロッド(308)は、対応するイナータロッド(308)と対応する第2端末部(304)とが、連動して、対応するイナータ軸(306)に沿って対応する第1端末部(302)に対して平行移動するよう構成されるように、対応する第2端末部(304)に連結され、
対応するイナータロッド(308)と対応するネジ式シャフト(322)の各々は、少なくとも部分的に対応するイナータハウジング(301)の中に延在する、条項A18に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
対応するイナータハウジング(301)と、
対応する第1端末部(302)に連結され、かつ対応するシャフト自由端部(324)で終端する、対応するネジ式シャフト(322)と、
対応するイナータロッド(308)と、を更に含み、対応するイナータロッド(308)は、対応するイナータロッド(308)と対応する第2端末部(304)とが、連動して、対応するイナータ軸(306)に沿って対応する第1端末部(302)に対して平行移動するよう構成されるように、対応する第2端末部(304)に連結され、
対応するイナータロッド(308)と対応するネジ式シャフト(322)の各々は、少なくとも部分的に対応するイナータハウジング(301)の中に延在する、条項A18に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A20. 対応するイナータロッド(308)と対応するネジ式シャフト(322)の一方又は両方が、イナータ軸(306)と少なくとも実質的に平行に延在する、条項A19に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A21. 対応するイナータロッド(308)が、中空であり、対応するイナータロッド穴(310)を画定する、条項A19又はA20に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A22. 対応するシャフト自由端部(324)が対応するイナータロッド穴(310)内に受容される、条項A21に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A23. 対応するネジ式シャフト(322)が、中空であり、対応するネジ式シャフト(322)対応するシャフト自由端部(324)に開いている対応するシャフト穴(323)を画定する、条項A19からA22のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A24. 対応するネジ式シャフト(322)が、一又は複数の対応する径方向通路(325)であって、対応するネジ式シャフト(322)の外面と対応するシャフト穴(323)との間の流体の流れを可能にするために、対応するシャフト穴(323)から対応するネジ式シャフト(322)の外面まで径方向に延在している、一又は複数の対応する径方向通路(325)を含む、条項A23に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A25. 一又は複数のイナータ(300)の各々は、対応するフライホイール(314)であって、対応するイナータロッド(308)と対応するネジ式シャフト(322)の一方又は両方に連結されている対応するフライホイール環(318)を有する、対応するフライホイール(314)を更に含み、対応するフライホイール(314)は、対応するイナータロッド(308)が対応するネジ式シャフト(322)に対して平行移動する線形速度に比例する回転速度で、対応するネジ式シャフト(322)に対して回転するよう構成される、条項A19からA24のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A26. 対応するフライホイール環(318)が、対応するイナータロッド(308)、対応するネジ式シャフト(322)、及び対応するイナータハウジング(301)のうちの一又は複数に動作可能に連結される、条項A25に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A27. 対応するフライホイール(314)が、対応するフライホイール(314)と対応するイナータ(300)の少なくとも1つの別の構成要素とを回転可能に連結させるために、対応するフライホイール環(318)のところに対応するフライホイールベアリング(328)を含む、条項A25又はA26に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A28. 対応するフライホイールベアリング(328)は、対応するフライホイール(314)が対応するネジ式シャフト(322)に対して回転する際に、対応するフライホイール(314)が、対応するイナータロッド(308)と共に軸方向に平行移動することを許容するよう構成されている、条項A27に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A29. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方が、一又は複数のイナータ(300)のうちの対応するイナータ(300)を含む、条項A19からA28のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A30. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、対応するイナータ(300)のイナータハウジング(301)を含み、オプションでかかるイナータハウジング(301)である、条項A29に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A31. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応するロッド(140)が、対応するイナータ(300)のイナータロッド(308)を含み、オプションでかかるイナータロッド(308)である、条項A29又はA30に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A32. 対応するフライホイール(314)が、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)及びVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応するピストン(142)に回転可能に連結される、条項A29からA31のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A33. 一又は複数のイナータ(300)のうちの少なくとも1つが、可撓性保持構造物(330)と、可撓性保持構造物(330)によって動作可能に支持されたデュアルラック・ピニオンアセンブリ(332)とを含み、デュアルラック・ピニオンアセンブリ(332)が、
(i)ラックの対(334)であって、互いに対向するように位置付けられており、かつ可撓性保持構造物(330)によって動作可能に支持されている、第1ラック(334)と第2ラック(334)とを含み、各ラック(334)が複数の歯を有する、ラックの対、及び
(ii)第1ラック(334)と第2ラック(334)との間に配置され、第1ラック(334)及び第2ラック(334)と係合する、ピニオン(336)を含み、
ピニオン(336)は、第1ラック(334)及び第2ラック(334)の歯と係合する複数のギア歯を有する、条項A19からA32のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
(i)ラックの対(334)であって、互いに対向するように位置付けられており、かつ可撓性保持構造物(330)によって動作可能に支持されている、第1ラック(334)と第2ラック(334)とを含み、各ラック(334)が複数の歯を有する、ラックの対、及び
(ii)第1ラック(334)と第2ラック(334)との間に配置され、第1ラック(334)及び第2ラック(334)と係合する、ピニオン(336)を含み、
ピニオン(336)は、第1ラック(334)及び第2ラック(334)の歯と係合する複数のギア歯を有する、条項A19からA32のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A34. 第1端末部(302)は第1ラック(334)に連結され、第2端末部(304)は第2ラック(334)に連結される、条項A33に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A35. 一又は複数のイナータ(300)のうちの少なくとも1つが、慣性ホイール(340)の対であって、可撓性保持構造物(330)の両外側面に隣接してそれぞれ位置付けられた、慣性ホイール(340)の対を含む、条項A33又はA34に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A36. 一又は複数のイナータ(300)のうちの少なくとも1つが、慣性ホイール(340)の対のうちの第1慣性ホイール(340)、可撓性保持構造物(330)、ピニオン(336)、及び慣性ホイール(340)の対のうちの第2慣性ホイール(340)を通って延在する、心棒要素(342)を更に含む、条項A35に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A37. 第1端末部(302)及び第2端末部(304)の相対運動が、イナータ軸(306)に沿った、第2ラック(334)に対する第1ラック(334)の平行移動を引き起こし、ひいては、ピニオン(336)及び慣性ホイール(340)の対の回転運動を引き起こし、これにより、ピニオン(336)の回転運動は、慣性ホイール(340)の対による抵抗を受ける、条項A35又はA36に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A38. トルク生成液圧アクチュエータ(2110とVHR液圧アクチュエータ(1110)の各々の対応する液圧バルブ(200)が、
高圧の液圧流体の流れを受容するよう構成された、流体入力部(242)と、
低圧の液圧流体の流れを放出するよう構成された、流体返送部(246)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と流体接続される第1出口(250)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第2チャンバ(128)と流体接続される第2出口(252)と、
流体入力部(242)、流体返送部(246)、第1出口(250)、及び第2出口(252)のうちの2つ以上と、選択的に流体接続される、スプールマニホールド(204)と、
少なくとも実質的にスプールマニホールド(204)の中に位置付けられたスプール(210)であって、スプールシャフト(212)と、スプールシャフト(212)に装着された一又は複数のスプールブロック(214)とを含む、スプール(210)と、
スプールマニホールド(204)に対してスプール(210)を選択的に平行移動させるよう構成された、スプールアクチュエータ(216)と、を含み、
対応する液圧バルブ(200)は、スプールマニホールド(204)に対してスプール(210)を選択的に平行移動させることが、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の各々の中の液圧流体(81)の圧力を変化させて、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して対応するロッド(140)を平行移動させるために、流体入力部(242)と、流体返送部(246)と、第1出口(250)と、第2出口(252)との間の液圧流体(81)の流れを調節するよう作用するように、構成される、条項A1からA37のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
高圧の液圧流体の流れを受容するよう構成された、流体入力部(242)と、
低圧の液圧流体の流れを放出するよう構成された、流体返送部(246)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と流体接続される第1出口(250)と、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第2チャンバ(128)と流体接続される第2出口(252)と、
流体入力部(242)、流体返送部(246)、第1出口(250)、及び第2出口(252)のうちの2つ以上と、選択的に流体接続される、スプールマニホールド(204)と、
少なくとも実質的にスプールマニホールド(204)の中に位置付けられたスプール(210)であって、スプールシャフト(212)と、スプールシャフト(212)に装着された一又は複数のスプールブロック(214)とを含む、スプール(210)と、
スプールマニホールド(204)に対してスプール(210)を選択的に平行移動させるよう構成された、スプールアクチュエータ(216)と、を含み、
対応する液圧バルブ(200)は、スプールマニホールド(204)に対してスプール(210)を選択的に平行移動させることが、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の各々の中の液圧流体(81)の圧力を変化させて、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して対応するロッド(140)を平行移動させるために、流体入力部(242)と、流体返送部(246)と、第1出口(250)と、第2出口(252)との間の液圧流体(81)の流れを調節するよう作用するように、構成される、条項A1からA37のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A39. スプールアクチュエータ(216)が少なくとも1つのソレノイド(218)を含む、条項A38に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A40. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧バルブ(200)が、サーボフィードバックシステム(230)を含むサーボバルブである、条項A38又はA39に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A41. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方が、液圧アクチュエータハウジング(120)に対する対応するピストン(142)の位置を表わすピストン位置測定値を生成するよう構成された、対応するピストン位置センサ(148)を含み、対応する液圧バルブ(200)は、ピストン位置測定値に少なくとも部分的に基づいて、液圧流体(81)の流れを調節するよう構成される、条項A38からA40のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A42. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧バルブ(200)が4ウェイ3ポジション液圧バルブ(200)である、条項A38からA41のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A43. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧バルブ(200)がデュアルスプール液圧バルブ(202)である、条項A38からA42のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A44. スプールマニホールド(204)が第1スプールマニホールド(204)であり、デュアルスプール液圧バルブ(202)のスプール(210)は、第1スプール(210)であって、少なくとも実質的に第1スプールマニホールド(204)の中に位置付けられ、対応する第1スプールシャフト(212)と、対応する一又は複数の第1スプールブロック(214)とを有する第1スプール(210)であり、デュアルスプール液圧バルブ(202)のスプールアクチュエータ(216)が、第1スプール(210)を選択的に平行移動させるよう構成された第1スプールアクチュエータ(216)であり、デュアルスプール液圧バルブ(202)は、
流体入力部(242)、流体返送部(246)、第1出口(250)、及び第2出口(252)のうちの2つ以上と選択的に流体接続される、第2スプールマニホールド(206)、
少なくとも実質的に第2スプールマニホールド(206)の中に位置付けられた第2スプール(220)であって、対応する第2スプールシャフト(222)と、第2スプールシャフト(222)に装着された対応する一又は複数の第2スプールブロック(224)とを含む、第2スプール(220)、及び
第2スプール(220)を、第1スプール(210)とは独立に、第2スプールマニホールド(206)に対して選択的に平行移動させるよう構成された、第2スプールアクチュエータ(226)を更に含み、
デュアルスプール液圧バルブ(202)は、第1スプールマニホールド(204)に対して第1スプール(210)を平行移動させること、及び第2スプールマニホールド(206)に対して第2スプール(220)を平行移動させることが、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の各々の中の液圧流体(81)の圧力を変化させて、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して対応するロッド(140)を平行移動させるために、流体入力部(242)と、流体返送部(246)と、第1出口(250)と、第2出口(252)との間の液圧流体(81)の流れを調節するよう作用するように、構成される、条項A43に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
流体入力部(242)、流体返送部(246)、第1出口(250)、及び第2出口(252)のうちの2つ以上と選択的に流体接続される、第2スプールマニホールド(206)、
少なくとも実質的に第2スプールマニホールド(206)の中に位置付けられた第2スプール(220)であって、対応する第2スプールシャフト(222)と、第2スプールシャフト(222)に装着された対応する一又は複数の第2スプールブロック(224)とを含む、第2スプール(220)、及び
第2スプール(220)を、第1スプール(210)とは独立に、第2スプールマニホールド(206)に対して選択的に平行移動させるよう構成された、第2スプールアクチュエータ(226)を更に含み、
デュアルスプール液圧バルブ(202)は、第1スプールマニホールド(204)に対して第1スプール(210)を平行移動させること、及び第2スプールマニホールド(206)に対して第2スプール(220)を平行移動させることが、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の各々の中の液圧流体(81)の圧力を変化させて、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して対応するロッド(140)を平行移動させるために、流体入力部(242)と、流体返送部(246)と、第1出口(250)と、第2出口(252)との間の液圧流体(81)の流れを調節するよう作用するように、構成される、条項A43に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A45. デュアルスプール液圧バルブ(202)は、第1出口(250)と第2出口(252)との間の流体連通を可能にするよう構成される、条項A43又はA44に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A46. デュアルスプール液圧バルブ(202)は、第1スプールアクチュエータ(216)と第2スプールアクチュエータ(226)の一方が動作不能となっても、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して対応するロッド(140)を動作可能に平行移動させるよう機能し続けるように構成される、条項A44又はA45に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A47. デュアルスプール液圧バルブ(202)は、高圧の液圧流体の流れの圧力よりも高い昇圧圧力の液圧流体の流れを受容するよう構成された、流体昇圧入力部(244)を更に含む、条項A44からA46のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A48. 第1スプールマニホールド(204)と第2スプールマニホールド(206)の一方又は両方が、流体昇圧入力部(244)と選択的に流体接続される、条項A47に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A49. 対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の一方又は両方の中に位置付けられた少なくとも1つの圧力センサ(160)を含み、各圧力センサ(160)は、液圧流体(81)の圧力を示す圧力信号を生成するよう構成され、デュアルスプール液圧バルブ(202)は、圧力信号に少なくとも部分的に基づいて、流体昇圧入力部(244)を第1出口(250)と第2出口(252)の一方又は両方に選択的に流体接続するよう構成される、条項A47又はA48に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A50. 第1スプールシャフト(212)と第2スプールシャフト(222)の一方又は両方は、液圧流体(81)が通って流れうるシャフト開口(213)を画定する、条項A44からA49のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A51. 操縦翼面(20)が、補助翼、方向舵、昇降舵、フラップ、スポイラ、及びエアブレーキ、のうちの一又は複数である、条項A1からA50のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
A52. 支持構造物(40)が、翼、水平安定板、及び垂直安定板のうちの一又は複数の構成要素である、条項A1からA51のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
B1. 航空機(10)の一又は複数の操縦翼面(20)を動作させるための航空機液圧システム(50)であって、
一定体積の液圧流体(81)を包含する流体リザーバ(60)と、
一又は複数の液圧ポンプ(52)であって、各々が液圧流体(81)に圧力を加えるよう構成された、一又は複数の液圧ポンプ(52)と、
複数の液圧アクチュエータ(110)であって、そのうちの一又は複数の液圧アクチュエータ(110)が、一又は複数の操縦翼面(20)のうちの対応する操縦翼面(20)を選択的に枢動させるよう構成されている、複数の液圧アクチュエータ(110)と、
航空機液圧システム(50)の構成要素間で液圧流体(81)を搬送するよう構成された、複数の液圧導管(80)と、を備え、
複数の液圧アクチュエータ(110)のうちの少なくとも1つの液圧アクチュエータ(110)は、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のトルク生成液圧アクチュエータ(2110)であり、複数の液圧アクチュエータ(110)のうちの少なくとも1つの別の液圧アクチュエータ(110)は、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のVHR液圧アクチュエータ(1110)である、
航空機液圧システム(50)。
一定体積の液圧流体(81)を包含する流体リザーバ(60)と、
一又は複数の液圧ポンプ(52)であって、各々が液圧流体(81)に圧力を加えるよう構成された、一又は複数の液圧ポンプ(52)と、
複数の液圧アクチュエータ(110)であって、そのうちの一又は複数の液圧アクチュエータ(110)が、一又は複数の操縦翼面(20)のうちの対応する操縦翼面(20)を選択的に枢動させるよう構成されている、複数の液圧アクチュエータ(110)と、
航空機液圧システム(50)の構成要素間で液圧流体(81)を搬送するよう構成された、複数の液圧導管(80)と、を備え、
複数の液圧アクチュエータ(110)のうちの少なくとも1つの液圧アクチュエータ(110)は、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のトルク生成液圧アクチュエータ(2110)であり、複数の液圧アクチュエータ(110)のうちの少なくとも1つの別の液圧アクチュエータ(110)は、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のVHR液圧アクチュエータ(1110)である、
航空機液圧システム(50)。
B2. 液圧流体(81)の圧力を維持するための一又は複数の蓄圧器(70)を更に備える、条項B1に記載の航空機液圧システム(50)。
B3.一又は複数の液圧ポンプ(52)が、
液圧流体(81)に基準圧力まで圧力を加えるよう構成された中心ポンプ(54)と、
液圧流体(81)に、基準圧力を上回る昇圧圧力まで圧力を加えるよう構成された昇圧ポンプ(56)と、を含む、条項B1又はB2に記載の航空機液圧システム(50)。
液圧流体(81)に基準圧力まで圧力を加えるよう構成された中心ポンプ(54)と、
液圧流体(81)に、基準圧力を上回る昇圧圧力まで圧力を加えるよう構成された昇圧ポンプ(56)と、を含む、条項B1又はB2に記載の航空機液圧システム(50)。
B4. 基準圧力と昇圧圧力の一方又は両方が、少なくとも800ポンド/平方インチ(psi)、少なくとも1000psi、少なくとも1300psi、少なくとも1500psi、少なくとも2000psi、少なくとも2500psi、少なくとも3000psi、少なくとも5000psi、少なくとも10000psi、少なくとも12000psi、最大で7000psi、最大で2700psi、最大で2200psi、最大で1700psi、最大で1200psi、及び最大で900psi、のうちの一又は複数である、条項B1からB3のいずれか一項に記載の航空機液圧システム(50)。
B5. 複数の液圧導管(80)が、
(i)基準圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の供給管路(82)と、
(ii)昇圧圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の昇圧管路(84)と、
(iii)基準圧力を下回る圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の戻り管路(86)と、を含む、条項B3又はB4に記載の航空機液圧システム(50)。
(i)基準圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の供給管路(82)と、
(ii)昇圧圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の昇圧管路(84)と、
(iii)基準圧力を下回る圧力で液圧流体(81)を搬送するよう構成された一又は複数の戻り管路(86)と、を含む、条項B3又はB4に記載の航空機液圧システム(50)。
B6.昇圧ポンプ(56)が、デュアルスプール液圧バルブ(202)の流体昇圧入力部(244)に液圧流体の流れを供給する、条項B3からB5のいずれか一項に記載の航空機液圧システム(50)。
C1. 航空機(10)であって、
一又は複数の操縦翼面(20)と、
一又は複数の操縦翼面(20)のうちの少なくとも1つを枢動させるための、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)と、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)を動作させるための、条項B1からB6のいずれか一項に記載の航空機液圧システム(50)と、を備える、
航空機(10)。
一又は複数の操縦翼面(20)と、
一又は複数の操縦翼面(20)のうちの少なくとも1つを枢動させるための、条項A1からA52のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)と、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)を動作させるための、条項B1からB6のいずれか一項に記載の航空機液圧システム(50)と、を備える、
航空機(10)。
D1. 条項C1に記載の航空機(10)の一又は複数の操縦翼面(20)を動作させる方法(400)であって、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)及び航空機液圧システム(50)を用いて、一又は複数の操縦翼面(20)のうちの選択された操縦翼面(20)を制御すること(420)を含み、
選択された操縦翼面(20)を制御することが、
VHR液圧アクチュエータ(1110)を用いて、選択された操縦翼面(20)に対応するアクチュエータモーメントアーム長(30)を調整すること(422)、及び
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)を用いて、支持構造物(40)に対して選択された操縦翼面(20)を枢動させること(426)、を含む、
方法。
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)及び航空機液圧システム(50)を用いて、一又は複数の操縦翼面(20)のうちの選択された操縦翼面(20)を制御すること(420)を含み、
選択された操縦翼面(20)を制御することが、
VHR液圧アクチュエータ(1110)を用いて、選択された操縦翼面(20)に対応するアクチュエータモーメントアーム長(30)を調整すること(422)、及び
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)を用いて、支持構造物(40)に対して選択された操縦翼面(20)を枢動させること(426)、を含む、
方法。
D2. アクチュエータモーメントアーム長(30)を調整すること(422)が、選択された操縦翼面(20)を枢動させること(426)に先だって実施される、条項D1に記載の方法(400)。
D3. トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と第2チャンバ(128)の一方又は両方の中に位置付けられた圧力センサ(160)を用いて、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内の液圧流体(81)の測定負荷圧力を測定すること(430)を更に含む、条項D1又はD2に記載の方法(400)。
D4.VHR液圧アクチュエータ(1110)とトルク生成液圧アクチュエータ(2110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータバルブ(200)を用いて、トルク生成液圧アクチュエータ(2110)とVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内の液圧流体(81)の動作圧力を調整すること(440)であって、少なくとも部分的に測定負荷圧力に基づく、動作圧力を調整すること(440)を更に含む、条項D3に記載の方法(400)。
D5. アクチュエータモーメントアーム長(30)を調整すること(422)に先だって、コントローラ(90)を用いて、目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)を更に含み、アクチュエータモーメントアーム長(30)を調整すること(422)が、目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)の後に、選択された操縦翼面(20)のアクチュエータモーメントアーム長(30)を、目標アクチュエータモーメントアーム長(30)にすること(424)を含む、条項D1からD4のいずれか一項に記載の方法(400)。
D6. 目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)が、少なくとも部分的に機械学習アルゴリズムに基づく、条項D5に記載の方法(400)。
D7. 目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)が、少なくとも部分的に予測される航空機(10)の操縦に基づく、条項D5又はD6に記載の方法(400)。
D8. 目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)が、少なくとも部分的に測定負荷圧力を測定すること(430)に基づく、条項D3に従属している場合の条項D5からD7のいずれか一項に記載の方法(400)。
D9. 目標アクチュエータモーメントアーム長(30)を決定すること(410)が、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内の液圧流体(81)の負荷圧力を少なくとも実質的に目標負荷圧力にする、目標アクチュエータモーメントアーム長(30)の値を決定することを含む、条項D5からD8のいずれか一項に記載の方法(400)。
D10. 航空機(10)が複数の操縦翼面(20)を含み、操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)は、対応する複数の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のうちの1つであり、目標負荷圧力は、複数の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)のうちの少なくとも1つの別の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)の対応するトルク生成液圧アクチュエータ(2110)と対応するVHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内の液圧流体(81)の測定負荷圧力に対応する、条項D9に記載の方法(400)。
本書において、程度又は関係を改変する場合の「少なくとも実質的に(at least substantially)」という表現は、記載されている「実質的な(substantial)」程度又は関係だけを含むというわけではなく、記載されている程度又は関係の完全な範囲(full extent)を含む。記載されている程度又は関係の実質的な量は、記載されている程度又は関係の少なくとも75%を含みうる。例えば、第2方向に少なくとも実質的に平行な第1方向は、第2方向に対して22.5°の角偏位の範囲内の第1方向を含み、更に、第2方向と同一な第1方向も含む。
本書において、装置の一又は複数の構成要素又は特性の動作、運動、構成、又はその他のアクティビティを改変する場合の「選択的な(selective)」及び「選択的に(selectively)」という語は、特定の動作、運動、構成、又はその他のアクティビティが、本書に記載の、一又は複数の動的プロセスの直接的又は間接的な結果であることを意味する。ゆえに、「選択的な」及び「選択的に」という語は、装置の態様の、若しくは装置の一又は複数の構成要素の、ユーザ操作の直接的若しくは間接的な結果である、アクティビティを特徴付けうるか、又は、自動的に(例えば、本書で開示している機構を介して)発生するプロセスを特徴付けうる。
本書において、「適合し(adapted)」及び「構成され(configured)」という語は、要素、構成要素、又はその他の対象が、所与の機能を果たすよう設計され、かつ/又は意図されていることを意味する。ゆえに、「適合し」及び「構成され」という語の使用は、所与の要素、構成要素、又は他の対象が、単に所与の機能を果たすことが「可能である(capable of)」ことを意味すると解釈すべきではなく、これらの要素、構成要素、及び/又は他の対象が、その機能を果たすという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ/又は設計されていることを意味すると、解釈すべきである。特定の機能を果たすよう適合していると記載されている要素、構成要素、及び/又は他の対象が、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう構成されると説明されうること、及びその逆も、本開示の範囲に含まれる。同様に、特定の機能を果たすよう構成されると記載されている対象は、追加的又は代替的に、その機能を果たすよう動作可能であるとも説明されうる。
本書で使用される場合、第1の実在物と第2の実在物との間に配置される「及び/又は(and/or)」と言う語は、(1)第1の実在物、(2)第2の実在物、及び(3)第1の実在物と第2の実在物、のうちの1つを意味する。「及び/又は」を用いて列挙された複数の実在物は、同様の方式で、すなわち、そのように等位接続された(so conjoined)実在物のうちの「一又は複数(one or more)」と解釈すべきである。「及び/又は」という文節によって具体的に特定された実在物以外に(具体的に識別されたかかる実在物に関連しているか関連していないかにかかわらず)、その他の実在物がオプションで存在することもある。ゆえに、非限定的な例としては、「A及び/又はB(A and/or B)」に対する言及は、オーブンエンド型の語(「含む/備える(comprising)」など)と併用される場合、一例ではAのみ(オプションでB以外の実在物を含む)を指すことがあり、別の例ではBのみ(オプションでA以外の実在物を含む)を指すことがあり、更に別の例では、AとBの両方(オプションで他の実在物を含む)を指すことがある。かかる実在物は、要素、動作、構造、ステップ、工程、値などのことを指しうる。
本書で使用される場合、一又は複数の実在物の列挙に関連する「少なくとも1つ(at least one)」という表現は、実在物の列挙中の実在物のうちの任意の一又は複数のものから選択された少なくとも1つの実在物を意味するが、必ずしも、実在物の列挙中に具体的に列挙されたあらゆる実在物のうちの少なくとも1つを含む必要はなく、実在物の列挙中の実在物の任意の組み合わせを除外しないことを、理解すべきである。更に、この定義により、「少なくとも1つ」という表現で言及されている実在物の列挙中の具体的に特定されている実在物以外の実在物も(かかる具体的に特定された実在物に関連しているか関連していないかに関わらず)、オプションで存在することが可能になりうる。ゆえに、非限定的な例として、「AとBのうちの少なくとも1つ」(若しくは同様に「A又はBのうちの少なくとも1つ」、若しくは同様に「A及び/又はBのうちの少なくとも1つ」)は、一実施形態では、少なくとも1つの、オプションで2つ以上のAを含み、Bが存在しないこと(及び、オプションでB以外の実在物を含むこと)を指し示してよく、別の実施形態では、少なくとも1つの、オプションで2つ以上のBを含み、Aが存在しないこと(及び、オプションでA以外の実在物を含むこと)を指し示してよく、更に別の実施形態では、少なくとも1つの、オプションで2つ以上のAを含むことと、少なくとも1つの、オプションで2つ以上のBを含むこと(及び、オプションで他の実在物を含むこと)を指し示しうる。換言すると、「少なくとも1つ」、「一又は複数」、並びに「及び/又は」という表現は、その働きにおいて接続的であると共に分離的でもある、オープンエンド型の表現である。例えば、「A、B及びCのうちの少なくとも1つ」、「A、B又はCのうちの少なくとも1つ」、「A、B及びCのうちの一又は複数」、「A、B又はCのうちの一又は複数」、並びに「A、B、及び/又はC」という表現は各々、Aのみ、B、のみ、Cのみ、AとBを共に、AとCを共に、BとCを共に、AとBとCを共に、ということを意味してよく、オプションで、上述したもののいずれかと少なくとも1つの他の実在物との組み合わせ、を意味しうる。
本書において、「例えば、(for example)」という表現、「一例としては、(as an example)」という表現、及び/又は、単なる「例(example)」という語は、本開示による一又は複数の構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法に関連して使用される場合、前述の構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法が、本開示による構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法の例示的で非限定的な例であることを、伝えることを意図している。ゆえに、前述の構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法は、限定すること、必要であること、又は限定的/網羅的であること、を意図するものではなく、構造的及び/又は機能的に類似しておりかつ/又は同等である構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法を含む、その他の構成要素、特徴、詳細事項、構造、実施形態、及び/又は方法も、本開示の範囲に含まれる。
何らかの特許、特許出願、又はその他の参考文献が、参照により本書に援用されており、かつ本開示の援用を受けていない部分と何らかの援用されているその他の参考文献とのいずれかと、(1)整合した方式で語句を定義し、かつ/又は(2)((1)でなければ)整合している場合、本開示の援用を受けていない部分は、参考文献であって、語句を定義しており、かつ/又は援用を受けた開示が元々存在していた参考文献を照合するものであり、本開示における語句又は援用を受けている開示部分は、かかる参考文献のみを照合するものである。
本開示では、例示的なで非限定的な例のいくつかについて、フロー図に照らして記述しかつ/又は提示してきた。かかるフロー図においては、方法が一連のブロック(又はステップ)として図示され、説明されている。関連説明に具体的に明示されていない限り、ブロックの順序がフロー図に例示されている順序から変化しうること(ブロック(又はステップ)のうちの2つ以上が異なる順序で、同時に、かつ/又は繰り返し行われることを含む)は、本開示の範囲に含まれる。ブロック(又はステップ)がロジックとして実装されうること(ブロック(又はステップ)をロジックとして実装すること、とも説明されうる)も、本開示の範囲に含まれる。一部の応用では、ブロック(又はステップ)は、機能的に同等な複数の回路又はその他のロジックデバイスによって実施されるべき複数の表現及び/又は動作を表わしうる。例示されているブロックは、コンピュータ、プロセッサ、及び/又はその他のロジックデバイスに、応答、動作の実施、状態の変更、出力若しくは表示の生成、及び/又は決定を行わせる実行可能命令を表わしうるが、かかる実行可能命令を表わすことが必要なわけではない。
装置及びシステムの様々な開示されている要素、並びに本書で開示されている方法のステップは、本開示による装置、システム、及び方法の全てに必須というわけではなく、本開示は、本書で開示されている様々な要素及びステップの、新規性及び進歩性を有する全ての組み合わせ及び部分組み合わせを含む。更に、本書で開示されている様々な要素及びステップのうちの1つ又は複数は、開示された装置、システム、又は方法の全体から分離した別個の、独立した発明対象を規定しうる。したがって、かかる発明対象は、本書で明示的に開示されている特定の装置、システム、及び方法と関連付けられる必要はなく、かかる発明対象は、本書で明示的に開示されていない装置、システム、及び/又は方法において有用性が見い出されることもある。
Claims (11)
- 支持構造物(40)に対して操縦翼面(20)を選択的に枢動させるための操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)であって、
支持構造物(40)と、
前記支持構造物(40)に動作可能に連結され、かつ操縦翼面枢動軸(22)を中心に前記支持構造物(40)に対して枢動するよう構成された、操縦翼面(20)と、
トルク生成液圧アクチュエータ(2110)と、
前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)に枢動可能に連結され、かつ前記操縦翼面(20)に動作可能に連結された、可変ホーン半径(VHR)液圧アクチュエータ(1110)と、を備え、
前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)及び前記VHR液圧アクチュエータ(1110)の各々が、
対応する液圧アクチュエータハウジング(120)、及び前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)内に少なくとも部分的に延在する対応するロッド(140)であって、前記対応するロッド(140)は、対応するアクチュエータ軸(122)に沿って、前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して平行移動するよう構成される、対応する液圧アクチュエータハウジング(120)及び対応するロッド(140)と、
前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する液圧流体(81)の流れを調節して、前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する前記対応するロッド(140)の位置を制御する、対応する液圧バルブ(200)と、を含み、
前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)と前記VHR液圧アクチュエータ(1110)とは、アクチュエータ連結軸(28)を中心に、互いに対して枢動するよう構成され、前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)は、前記支持構造物(40)に対して前記操縦翼面(20)を枢動させるために、前記操縦翼面(20)にトルクを印加するよう構成され、前記VHR液圧アクチュエータ(1110)は、前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)によって前記操縦翼面(20)に印加されるトルクを少なくとも部分的に調節するために、前記操縦翼面枢動軸(22)と前記アクチュエータ連結軸(28)との間で測定されるアクチュエータモーメントアーム長(30)を選択的に変化させるよう構成される、
操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。 - 前記VHR液圧アクチュエータ(1110)が、最小アクチュエータモーメントアーム長(30)と最大アクチュエータモーメントアーム長(30)との間に画定され、かつ前記最小アクチュエータモーメントアーム長(30)及び前記最大アクチュエータモーメントアーム長(30)を含む値の範囲において、前記アクチュエータモーメントアーム長(30)を選択的に変化させるよう構成され、前記最大アクチュエータモーメントアーム長(30)が、前記最小アクチュエータモーメントアーム長(30)の少なくとも1.5倍である、請求項1に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)及び前記VHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)がイナータ(300)を含み、前記イナータ(300)は、前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対する前記対応するロッド(140)の加速に抵抗するよう構成される、請求項1又は2に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)及び前記VHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の前記対応する液圧バルブ(200)が、4ウェイ3ポジション液圧バルブ(200)である、請求項1から3のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記トルク生成液圧アクチュエータ(2110)及び前記VHR液圧アクチュエータ(1110)の一方又は両方の前記対応する液圧バルブ(200)が、デュアルスプール液圧バルブ(202)である、請求項1から4のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記デュアルスプール液圧バルブ(202)が、
高圧の液圧流体の流れを受容するよう構成された、流体入力部(242)と、
前記高圧の液圧流体の流れの圧力よりも高い昇圧圧力の液圧流体の流れを受容するよう構成された、流体昇圧入力部(244)と、
低圧の液圧流体の流れを放出するよう構成された、流体返送部(246)と、
前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第1チャンバ(124)と流体接続される、第1出口(250)と、
前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の第2チャンバ(128)と流体接続される、第2出口(252)と、
前記流体入力部(242)、前記流体昇圧入力部(244)、前記流体返送部(246)、前記第1出口(250)、及び前記第2出口(252)、のうちの2つ以上と選択的に流体接続される、第1スプールマニホールド(204)と、
前記流体入力部(242)、前記流体昇圧入力部(244)、前記流体返送部(246)、前記第1出口(250)、及び前記第2出口(252)、のうちの2つ以上と選択的に流体接続される、第2スプールマニホールド(206)と、
少なくとも実質的に前記第1スプールマニホールド(204)内に位置付けられた、第1スプール(210)であって、対応する第1スプールシャフト(212)と、前記第1スプールシャフト(212)に装着された対応する一又は複数の第1スプールブロック(214)とを含む、第1スプール(210)と、
少なくとも実質的に前記第2スプールマニホールド(206)内に位置付けられた、第2スプール(220)であって、対応する第2スプールシャフト(222)と、前記第2スプールシャフト(222)に装着された対応する一又は複数の第2スプールブロック(224)とを含む、第2スプール(220)と、
前記第1スプールマニホールド(204)に対して前記第1スプール(210)を選択的に平行移動させるよう構成された、第1スプールアクチュエータ(216)と、
前記第2スプール(220)を、前記第1スプール(210)とは独立に、前記第2スプールマニホールド(206)に対して選択的に平行移動させるよう構成された、第2スプールアクチュエータ(226)と、を含み、
前記第1スプールマニホールド(204)に対して前記第1スプール(210)を平行移動させること、及び前記第2スプールマニホールド(206)に対して前記第2スプール(220)を平行移動させることが、前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)の前記第1チャンバ(124)及び前記第2チャンバ(128)の各々の中の前記液圧流体(81)の圧力を変化させて、前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)に対して前記対応するロッド(140)を平行移動させるために、前記流体入力部(242)と、前記流体昇圧入力部(244)と、前記流体返送部(246)と、前記第1出口(250)と、前記第2出口(252)との間の前記液圧流体(81)の流れを調節するよう作用するように、前記対応する液圧バルブ(200)が構成される、請求項5に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。 - 前記デュアルスプール液圧バルブ(202)は、前記第1出口(250)と前記第2出口(252)との間の流体連通を可能にするよう構成される、請求項6に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記対応する液圧アクチュエータハウジング(120)が、前記第1チャンバ(124)及び前記第2チャンバ(128)の一方又は両方の中に位置付けられた少なくとも1つの圧力センサ(160)を含み、各圧力センサ(160)は、前記液圧流体(81)の圧力を示す圧力信号を生成するよう構成され、前記デュアルスプール液圧バルブ(202)は、前記圧力信号に少なくとも部分的に基づいて、前記流体昇圧入力部(244)を前記第1出口(250)及び前記第2出口(252)の一方又は両方に選択的に流体接続するよう構成される、請求項6又は7に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記操縦翼面(20)が、補助翼、方向舵、昇降舵、フラップ、スポイラ、及びエアブレーキ、のうちの一又は複数である、請求項1から8のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 前記支持構造物(40)が、翼、水平安定板、及び垂直安定板のうちの一又は複数を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)。
- 航空機(10)であって、
一又は複数の操縦翼面(20)と、
前記一又は複数の操縦翼面(20)のうちの少なくとも1つを枢動させるための、請求項1から10のいずれか一項に記載の操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)と、
前記操縦翼面アクチュエータアセンブリ(100)を動作させるための航空機液圧システム(50)と、を備える、
航空機(10)。
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