JP6440443B2 - モジュール装置センターの避雷脅威低減アーキテクチャ - Google Patents

Description

本明細書の中において提示される実施形態の分野は、モジュール式のビークルのアーキテクチャを対象とし、かつより具体的には、分散される電力及びデータの航空機のアーキテクチャを有する複合材の航空機のための避雷保護を対象とする。

ほとんどの民間航空機は、電力装置及び通信装置を収納するための１以上の集中型の装置ベイを有する。電力及びデータは、航空機の範囲内の全ての機能を制御するために、航空機全体を通じて集中型の装置ベイから分散される。集中型の装置ベイは、航空機の中の１以上のセクション区切りを横断して、互いからずらされる。典型的には、一方の集中型の装置ベイが航空機の前方のセクションの中にあり、かつ他方が航空機の後方のセクションの中にある。

主要な推進エンジンにより駆動される発電機は、航空機のために３相の１次電力を発生する。１次電力は、先ず後方の装置ベイへ送られ、かつその後に航空機を通して前方の装置ベイに送られる。その後、１次電力は、様々な設備負荷を担うために航空機の残りの部分全てを通じて分散されるように中央に構成される。装置ベイの範囲内の集中型のバス電力制御ユニットは、航空機の中の全ての電力機能を制御する。集中型の変換の後に、２次電力が航空機の中の全ての装置負荷を担うために遠隔電力分散ユニットに送られ、又は直接に装置負荷に送られる。

航空機の全ての機能が、集中型の電力装置及び通信装置に依存する。集中型の装置ベイからの電力又はデータのいずれかが断ち切られる場合、受信装置は待機状態になり、航空機搭乗員が対応するシステムの状態を決定することが困難になる。また、集中型の通信装置に対する及び集中型の通信装置からのピーク時における高い帯域幅需要のために、通信ネットワークの基幹回線は特大でなければならない。

複合材の航空機は、リターン電流経路又はネットワークとして働くアルミニウムのシャーシを有していない。結論として、ワイヤーの複合ネットワークが全ての回路のための電流リターン経路を提供するために加えられなければならないか、又は専用のリターンワイヤーが各々の装置負荷のために加えられなければならないか、のいずれかである。例えば、本明細書の中においてその全体を参照することによって組み込まれる、電流リターンネットワークというタイトルの米国特許番号８，０３１，４５８の中で説明されるように、導線の配線が、複合材の航空機の幅にわたり横方向に延伸するように加えられなければならないのと同様に、複合材の航空機の長さに沿って長手方向に延伸するように加えられなければならない。この解決法は、費用、製造及び保守の複雑さ、増加された電圧降下、及び複合材の航空機にとって望ましくない重量を加える。それ故、配線を最小化することによって複合材の航空機の中の重量を低減させる試みは、複合材の航空機における増加された避雷保護構成要素及び他の理由に対する必要性から反対されてきた。

航空機の任意の他の導電性の金属構造と同様に、従来の航空機のアルミニウムのシャーシ（例えば、フレーム若しくは外板又はそれらの組み合わせを作り上げる構成要素）は、電圧基準点を線源分布接地点に返すための電流リターンネットワークを形成するように、一緒に結び付けられる。電流リターンネットワークはまた、身の安全の保護経路と同様に、避雷保護を提供する。しかしながら、シャーシが絶縁材から形成される複合材の航空機において、発電機から、前方及び後方の装置ベイへ、遠隔電力分散ユニット及びそれらが担う装置負荷へ、かつ電流リターンネットワークを介して前方の装置ベイへ戻る、ワイヤーの経路は大きなワイヤーループを生成する。複合材の航空機において、この長いワイヤーループは、特定の状況下にある航空機に対する雷撃の間に大きな電流を誘導する。この懸念に対処するために、ワイヤーループは遮断されるが、この大きなワイヤーループ及びその遮断は、航空機の中の多大な量の重量に望ましくない形で貢献する。

民間航空機は、後には完全な航空機を組み立てるために一緒に接続される、別々のセクションにおいて製造される。航空機の中の様々なシステムは、複数のセクションにわたり分散される構成要素を有する。セクションが最終的に一緒に組み合わされる前に、セクションの中の構成要素の多くは、それらが正しく組み立てられることを確認するために、導入されかつ試験される。それ故、セクションを試験しかつ確認するために、構築の順序の中に未だ存在していないシステムの部分は、エミュレートされなければならない。一旦セクションの据え付けが試験されてしまうと、航空機を形成するセクションの最終的な組み立てを実行することができ、制限された接近可能性のために、この段階の後で見つかると修正することがより困難になる不具合に対する修理を行う。

今日の航空機において、最終的な組み立てがそのように時間を浪費する工程となる理由の１つは、隣接するセクションの間の多大な数の１次及び２次電力の接続並びに多大な数のデータの接続である。航空機は、ビルドサイクルに先立って完成した航空機が機能試験のシステムによって素早く満たされるように、より早い速度及び順序で構築され、それ故、航空機の他の部分の中に置かれるいくつかの装置をエミュレートする必要性を消去し、セクション区切りを横断する接続の数を低減し、かつ航空機の配線の重量及び複雑さを最小化する。

本明細書の中で開示が行われるのは、これらの観点及び他の観点を考慮した上でのことである。

本発明の概要は、以下の詳細な説明でさらに述べられる内容を単純化した形式の中で、概念から選択された一部分を紹介するために提供されると理解されたい。本概要は、特許請求された主題の範囲を限定するために使用されることを意図するものではない。

本明細書の中において開示される一実施形態にしたがって、実質的に複合材から作られる複合材のビークルに対する避雷の脅威を低減するためのシステムが提供される。システムは、複合材のビークルの中全体に空間的に分散される、複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を備える。ＭＥＣｓは、複合材のビークルの中全体の装置負荷に対して電力を分散し、かつ複合材のビークルの範囲内の装置負荷の各々は、一番近いＭＥＣによって担われる。等しいが反対向きの電流を運ぶ電源導体及び中立的な導体を有する導体のペアは、各々の装置負荷を一番近いＭＥＣに結合する。導体のペアは、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の電源導体及び中立的な導体によって画定される、ループの長さを最小化する。

本明細書の中において開示される別の実施形態にしたがって、避雷の脅威及び複合材のビークルの中のワイヤー導体の重量を低減する方法が提供される。方法は、１以上の主要な電源から１次電力を生み出すこと、複合材のビークルの中全体の装置負荷に電力を提供するために複合材のビークルの中全体に空間的にＭＥＣｓを分散すること、導体のペアを有する一番近いＭＥＣに各々の装置負荷を結合することを備え、各々の導体のペアは等しいが反対向きの電流を運ぶための電源導体及び中立的な導体を備え、かつ各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の導体のペアの電源導体及び中立的な導体によって画定されるループの長さを最小化することを含む。

本明細書の中において開示されるさらに別の実施形態にしたがって、リターン電流を最小化しかつ複合材の航空機の中に専用のリターン経路を有する必要性を消去するためのシステムが提供される。システムは、複合材のビークルの中全体に空間的に分散されるＭＥＣｓ、及び複合材の航空機の中全体の装置負荷を備える。システムはさらに、ＭＥＣｓから装置負荷に電力を分散するための導体のペアを備える。各々の装置負荷は、各々の装置負荷及び一番近いＭＥＣの間の各々の導体のペアの長さを最小化するために、一番近いＭＥＣによって電力供給される。

本明細書の中において開示されるさらにまた別の実施形態にしたがって、複合材のビークルに対する避雷の脅威を低減するためのシステムが提供される。ＭＥＣｓは、複合材のビークルの中全体に空間的に分散される。ＭＥＣｓは、複合材のビークルの中全体の装置負荷に対して電力を分散する。複合材のビークルの範囲内の装置負荷の各々は、一番近いＭＥＣによって担われる。撚線導体及びシールド導体のペアは、等しいが反対向きの電流を運ぶ電源導体及び中立的な導体を含む。各々の装置負荷は、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の撚線導体及びシールド導体のペアの電源導体及び中立的な導体によって画定されるループの長さが最小化されるように、撚線導体及びシールド導体のペアのうちの一方を有する一番近いＭＥＣに結合される。複合材のビークルは、一緒に結合されて、隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する、複数のビークルのセクションを備える。複合材のビークルは、特段の定めがなければ、複数のビークルのセクションの間のセクション区切りを横断して延伸する電流リターンネットワークを持たず、かつ撚線導体及びシールド導体のペアは、セクション区切りを横断して延伸しない。

既に説明した特徴、機能および利点は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であり、又はさらなる別の実施形態で組み合わせることが可能であり、その詳細は以下の説明及び図面を参照すると理解できる。

本明細書の中において提示される実施形態は、後述の詳細な説明及び添付図面によりさらによく理解することができるであろう。

図１は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、装置負荷が一番近いＭＥＣによって担われる、空間的に分散されたモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を有する航空機の一構成の上面図を示している。 図２は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、航空機の前方及び後方に関する航空機のエンジン毎の２つの発電機の分離を図解している。 図３は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、電力バスネットワークに電圧を加える発電機と接続される１次給電線の一構成を図解している。 図４は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、１次ＭＥＣ及び２次ＭＥＣの一構成を図解している。 、 、 、 、 、及び 図５Ａから図５Ｆは、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、１次ＭＥＣｓ、２次ＭＥＣｓ、及び予備のＭＥＣの組み合わされた１次及び２次電力分散ネットワークのフォールトトレラントの一構成を図解している。 図６は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、航空機の前方のセクションの中の２次電力バスネットワークの一構成を図解している。 図７は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、装置負荷を担い、かつ分散コンピューティング機能及びＭＥＣｓの間の双方向データのゲートウェイ経路指定のためのコンピューティング及びネットワークインターフェースモジュールを有する、ＭＥＣの一構成を図解している。 図８は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、セクション区切りによって分離される空間的に分散されたＭＥＣｓの間の通信バスインターフェースを有するデータネットワーク構造の一構成を図解している。 図９は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、分散コンピューティング機能及び双方向データのゲートウェイ経路指定のためのコンピューティング及びインターフェースモジュールの一構成を図解している。 、 、 、及び 図１０Ａから図１０Ｄは、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、特定の電力入力源及び複数の異なる電力出力に関する１次ＭＥＣｓの高い電圧の１次電力バス構造のための様々な構成を図解している。 図１１は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、１次ＭＥＣｓを伴う使用のための一般的な電力入力源及び複数の一般的な電力出力を有する１次電力スイッチングネットワーク装置の一般的な構造及びレイアウトを図解している。 、 、及び 図１２Ａから図１２Ｃは、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、発電機からの３相電力を受信する１次ＭＥＣを伴う使用のための１組の１次電力スイッチングネットワーク装置の一構成を図解している。 図１３は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、ＭＥＣの多層に統合されたトラスシステムの分解斜視図である。 図１４は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、複数の電力及び通信の転送層を有する１次ＭＥＣの一構成を図解している。 図１５は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、ゼロ直流（ＤＣ）オフセット電圧をもたらす、主要な発電機から複数の変圧整流器ユニット（ＴＲＵｓ）及び単巻変圧器ユニット（ＡＴＵｓ）へ送られる３相１次電力の一構成を図解している。 図１６は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、撚線及びシールド導体のペアを利用して、交流（ＡＣ）又はＤＣ電力のいずれかをＴＲＵｓ及びＡＴＵｓから装置負荷へ分散する、一構成を図解している。 図１７は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、航空機のフロアの範囲内のＭＥＣの統合されたトラスシステムの一構成を図解している。 図１８は、本明細書の中において開示される少なくとも１つの実施形態による、避雷の脅威及び複合材のビークルの中のワイヤー導体の重量を低減するための一連の方法の一構成を図解している。

以下の詳細な説明は、ビークルのシステム冗長を増加させるモジュール装置センターを有するビークルを対象とし、それはまた一方で、ビークル全体の重量及び生産時間を低減するために、ワイヤーの重量及び必要とされるワイヤーの接続の数を最小化するようなやり方で、ビークル全体を通してモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を分散する。本発明は、多くの異なる形の実施形態を受け入れることができる。 本発明の原理を特定の開示される実施形態に限定する意図はない。例えば、「前方」、「後方」、「左側」、及び「右側」などの特定の方向が本明細書の中において参照され、それは、ビークルの後ろから前へ向かって見た場合のものである。下記の詳細な説明において、添付図面を参照するが、添付図面は本明細書の一部を形成するものであり、例示、特定の実施形態又は実施例の形で示される。ここで図面を参照するが、図面の中においては、いくつかの図面を通じて類似の番号が類似の要素を表現し、本開示の態様が提示される。

本開示の態様は、例えば、航空機、宇宙船、衛星、船舶、潜水艦、並びに乗用車、農業用車両、及び建設車両などの、ビークルの多くの種類の中において使用され得る。本開示の態様はまた、ビークルの種々の構築において使用され得る。直接の利益が非導電性のフレーム、シャーシ、又は外板を有するビークルに向けられる一方で、本開示の特徴は、導電性の材料から作られるビークルにとっても適切でありかつ有益であり得る。本開示の態様を説明することにおける単純化のために、この明細書は第１の実施例として複合材の航空機１０を利用して話が続けられる。しかしながら、後に見られるように、本開示の態様の多くは、複合材の航空機１０に限定されるものではない。

当業者によって理解されるように、図１の中に描かれる例示的な航空機１０は、実質的に複合材の材料又は複合材から作られる機体を含む。航空機１０の外側の複合材の機体の外板は、機体のフレームの曲線に従う。機体は、前方のセクション１２、中間のセクション１４、及び後方のセクション１６を含む。セクション区切り１８、２０、２２は、隣接する航空機のセクションの間で画定される。複合材の航空機１０は、任意の数のエンジンを有する。図１の中において示されるように、左側のエンジン３０は左側の翼の上で支持され、かつ右側のエンジン３２は右側の翼の上で支持される。エンジン３０、３２の各々は、エンジン３０、３２の間の機体及び航空機システムに対する損傷が、エンジン３０、３２のうちの１つに関わる場合又は動作不良の結果として生じる、動翼破裂区域３８（図５Ａ）を画定する動翼を有している。

複合材の航空機１０は、任意の数のセクションを有し、かつ複合材の航空機１０の範囲内の航空機のセクション又はシステムの位置は、時々、動翼破裂区域３８の前方又は後方として説明される。フロアビームの上の乗客用のコンパートメント及びフロアビームの下の積荷を保持するための積荷領域を画定するために、フロアビームが機体のフレームの間で延伸する。機体のフレーム及びフロアの間で延伸する支柱は、複合材の航空機１０のフロアを強化することにおいて助力となる支えを提供する。乗客用の領域は圧力が加えられ、かつ積荷領域の全て又は部分も圧力が加えられる。機体のフレーム及び支柱の間などの、乗客用のコンパートメントの上又は積荷領域の中のフロアの下の、複合材の航空機１０のクラウンラン（ｃｒｏｗｎ ｒｕｎ）を通してダクトが位置決めされる。

エンジン３０、３２の各々の上にあるのは、高い電圧のＡＣ左側発電機３４ａ、３４ｂ及び高い電圧のＡＣ右側発電機３６ａ、３６ｂなどの１以上の主要な１次電源である（以後、集団的に及び／又は一般的に「左側発電機３４」、「右側発電機３６」、又は「発電機３４、３６」として言及される）。１次給電線４０ａ及び４０ｂは左側発電機３４ａ、３４ｂから延伸し、かつ１次給電線４２ａ及び４２ｂは右側発電機３６ａ、３６ｂから延伸する。図１の中において示されるように、１次電力は、１次給電線４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂ（以後、集団的に及び／又は一般的に「給電線４０、４２」として言及される）を介して、複合材の航空機１０の中全体を通して分散される。複合材の航空機１０はまた、エンジン３０、３２が動かなくなった場合に電力を供給するためと同様に、発電機３４、３６のうちの１以上が故障した場合における冗長性のために、１以上の高い電圧の補助電源ユニットの発電機５４を有している。複合材の航空機１０が停止し、かつエンジンが動いていない場合、電力は、高い電圧のＡＣ外部電源ユニット５６などの１以上の電源によって航空機に提供される。

本開示の目的のために、低い電圧及び高い電圧は、航空機業界の範囲内において、かつ航空無線技術委員会組織によって出版されたアビオニクスハードウェアの環境テストのための標準である、機上装備のための環境条件及び試験手順の、ＤＯ−１６０の中において説明されているように、典型的には低い又は高い電圧のいずれかとして言及される。この開示を通して、２３０ＶＡＣは高い電圧として言及されるが、２３０ＶＡＣよりも高い又は低い電圧の領域の範囲内の別の電圧もまた高い電圧として言及され得る。また、２８ＶＤＣ及び１１５ＶＤＣは低い電圧として言及されるが、２８ＶＤＣ及び１１５ＶＤＣのいずれかよりも高い又は低い電圧の領域の範囲内の別の電圧もまた低い電圧として言及され得る。

図１の中における複合材の航空機１０は、電力装置及び通信装置を収納するための専用の集中型の装置ベイを有していない。装置は、ＭＥＣｓとして言及され、複合材の航空機１０の全体を通して空間的に分散される、モジュール式の電力及び通信装置センターの中へと構成される。例えば、１以上のＭＥＣｓは、前方、中間、及び後方のセクション１２、１４、１６の各々の中に、空間的に分散される。ＭＥＣｓの各々は、局所的な電力変換を提供し、かつ以下に詳細に説明されるように、１次ＭＥＣ４４、２次ＭＥＣ４６、又は補助の若しくは予備のＭＥＣ４８のいずれかであり得る。１次ＭＥＣ４４、２次ＭＥＣ４６、及び予備のＭＥＣ４８は、概して、１以上の適用可能な参照番号４４、４６、４８を伴う「ＭＥＣ」として言及される。１次電力は、給電線４０、４２を介して、セクション区切り１８、２０、２２を横断して、発電機３４、３６からＭＥＣｓ４４、４６、４８の各々の１次電力入力へ分散される。専用の避雷保護は、過渡電圧抑制装置（トランソーブ）、又はより高い電流及び電圧を扱うことが可能ないくつかの他の装置などの、ＭＥＣｓ４４、４６、４８に対する各々の電力入力において含まれることが可能であり、提供された避雷保護は、ＭＥＣｓ４４、４６、４８に接続する給電線に伝送されるディファレンシャルスレット（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｔｈｒｅａｔ）を遮断する。

最適化されたフォールトトレランスのために、航空機１０は、航空機１０の後部に位置決めされる予備のＭＥＣ４８、及び航空機１０の前方、中間、及び後方のセクション１２、１４、１６の各々の中に位置決めされる少なくとも２つのＭＥＣｓ４４、４６を含む。例えば、図１の中で、冗長性は、セクション区切り１８、２０、２２を横断する必要なしに、各々の航空機のセクションの中に、複数のＭＥＣｓ４４、４６、４８を有することによって取得される。好ましくは、各々のセクション１２、１４、１６は、１次ＭＥＣ４４及び対応する２次ＭＥＣ４６を含み、それによって、ＭＥＣｓ４４、４６のツーバイスリー（ａ ｔｗｏ ｂｙ ｔｈｒｅｅ）プラス予備のＭＥＣ４８の構成を画定する。その次に、４つの別々の航空機のセクションが存在する場合、ＭＥＣｓ４４、４６のツーバイフォー（ａ ｔｗｏ ｂｙ ｆｏｕｒ）の構成が存在する。好ましくは、ＭＥＣｓ４４、４６、４８は、航空機１０の長さに沿って互いに関して左側及び右側に交互に置かれる。本開示は、ＭＥＣｓ４４、４６、４８の任意の特定の数又は構成に限定されるものではない、ということが理解されるべきである。

装置負荷５０は、ディスプレー、ファン、環境ユニット、及び同様なものを含む航空機の中の様々な電気負荷であるが、それらに限定されるものではない。時々、装置負荷５０は、ライン交換ユニット（ＬＲＵ）５２の形をとる（図４）。航空機のセクション１２、１４、１６の各々の範囲内の装置負荷５０は、電力及び通信の１以上の区域の中へグループ化される。複数のシステムにわたる装置負荷５０の各々の区域は、一番近いＭＥＣ４４、４６と関連し、かつそれによって担われる。好ましくは、装置負荷５０の各々の区域は、単一のセクションの範囲内に置かれ、かつその同じ区域の中の少なくとも１つのＭＥＣと関連する。好ましくは、接続ワイヤー又はラインは、セクション区切り１８、２０、２２を横断しない。

概して、航空機１０の上の任意の装置負荷５０は、電力及び通信データの両方を必要とする。データは、装置負荷５０に何をすべきか伝え、又はその現状についてフィードバックを提供するために必要であり、一方、電力は、装置負荷５０がその意図された機能を実行できるようにするために必要とされる。電力及びデータが異なる装置センターから装置負荷５０へ提供される場合、かつ電力又はデータのいずれか１つが失われる場合、その後、装置負荷５０は、決定できない状態をその次に有する。決定できない状態を避けるために、各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、独立して、関連する区域の範囲内において局所的な装置負荷５０の各々を担うために、電力及び通信データの両方を提供する。装置負荷５０に対する電力及びデータ通信は、一番近いＭＥＣ４４、４６、４８などの単一の電源から、装置負荷５０に対して提供される電力及びデータ通信の両方が発生するので、一緒に同期され又はグループ化されることができる。同期された電力及び通信データは、時々、電力チャネルとして言及される。区域の範囲内の装置負荷５０の各々は、特定のＭＥＣ４４、４６から電力を受信し、かつそれ故、それらの同じ装置負荷５０に対してデータを提供するネットワーク通信スイッチは、同じＭＥＣ４４、４６によって電力供給される。

ＭＥＣｓ４４、４６、４８は、主要な電源から受信した電力を分散するように構成される。ＭＥＣｓ４４、４６、４８は、独立して、１次電力を２次電力に変換する。２次電力はＭＥＣｓ４４、４６、４８から分散され、その後独立して、２次ブランチ電力ネットワークがセクション区切り１８、２０、２２を横断して延伸することなしに、各々の区域の範囲内において装置負荷５０の各々を担う。そのような場合において、１次電力の制御及び変換は、１次電力のみがセクション区切り１８、２０、２２を横断して１次ＭＥＣｓの間で分散されるように、航空機１０の各々のセクションの１次ＭＥＣｓ４４の各々に分散される。好ましい構成において、高い電圧の給電線及びデータの基幹回線のみが生産ライン停止を回避できる。

１次電力のみをセクション区切り１８、２０、２２を横断して分散することは、航空機の１０の複数のセクションを横断して２次電力を分散するために必要とされるワイヤーの量を低減する。これは、分散されたＭＥＣのアーキテクチャが、２次配線のより短い長さを許容する各々のセクションの範囲内で別々の２次電力分散ネットワークを生成するからである。 そのようにすることは、隣接する機体のセクションを繋ぐ場合に必要とされる２次接続の数と同様に、航空機全体を通して利用されるワイヤーの全体の重量を低減する。また、より短い２次電力の長さのために、電流リターンネットワークの範囲内の実装と比較して、給電線の長さの全ループ領域が低減される。さらに、航空機の生産工程は、セクション区切りを横断して延伸するワイヤーの２次電力ネットワークが限定され又は消去されるために、改善される。セクション区切りを横断して延伸する２次電力ワイヤーの低減は、航空機１０の最終的な組み立ての前における他のセクションへの依存が低減されるため、より素早く試験され、かつより早く製造品質が確認される。

図１の中において示されるように、１次給電線４０ａは、左側のエンジン３０の上の発電機３４ｂから延伸して中間のセクション１４へ進み、中間のセクション１４の左側の上に示されるＭＥＣ４４に至り、セクション区切り２０を横断して前方のセクション１２の左側の上に示される別のＭＥＣ４４に至り、かつその後、前方のセクション１２の前の左側の上に示される別のＭＥＣ４４に至る。１次給電線４０ｂは、左側のエンジン３０の上の発電機３４ａから延伸して中間のセクション１４へ進み、左の上のＭＥＣ４４に至り、セクション区切り２２を横断して左後方のＭＥＣ４４に至り、かつその後、左後方のＭＥＣ４８に至る。給電線４２ａは、右側のエンジン３２の上の発電機３６ａから延伸して中間のセクション１４へ進み、セクション区切り２０を横断して前方のセクション１２の右側の上のＭＥＣ４４に至り、かつその後、前方のセクション１２の前の右側の上の別のＭＥＣ４４に至る。１次給電線４２ｂは、右側のエンジン３２の上の発電機３６ｂから延伸して中間のセクション１４へ進み、中間の右側のＭＥＣ４４に至り、セクション区切り２２を横断して右後方のＭＥＣ４４に至り、かつその後、右後方のＭＥＣ４４に至る。代替的に、給電線４０ａ、４０ｂは、代わりに、航空機１０の１以上のセクションの右側の上のＭＥＣｓ４４に１次電力を提供してもよい。そのような場合において、給電線４２ａ、４２ｂは、航空機１０の１以上のセクションの左側の上のＭＥＣｓ４４に１次電力を提供する。

また、左側のエンジン３０の上の発電機３４ａ、３４ｂのうちの一方は、動翼破裂区域３８の前方の航空機の一方の側に１次電力を提供することができ、かつ左側のエンジン３０の上の発電機３４ａ、３４ｂのうちの他方は、動翼破裂区域３８の後方の航空機１０の他方の側に１次電力を提供することができる。 そのような場合、右側のエンジン３２の上の発電機３６ａ、３６ｂのうちの一方は、動翼破裂区域３８の前方の、左側の発電機３４ａ、３４ｂのうちの一方によって電力を送られるのと反対側に、１次電力を提供することができる。右側のエンジン３２の上の発電機３６ａ、３６ｂのうちの他方は、動翼破裂区域３８の後方の、左側の発電機３４ａ、３４ｂのうちの他方によって電力を送られるのと反対側に、１次電力を提供することができる。

図２は、エンジン３０、３２に運用問題がある場合に１次電力の利用可能性を増加させる、航空機１０の動翼破裂領域３８に関するエンジン毎の２つの発電機の分割を図解している。エンジン３０、３２のうちの一方が失われる場合、又はエンジン３０、３２のうちの一方の範囲内の発電機３４、３６の一方が故障した場合、残っているエンジンン３０、３２の上の２つの残っている発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂは、航空機１０に対して前方及び後方の両方の１次電力を分散する。左側のエンジン３０の発電機３４ａ及び右側のエンジン３２の発電機３６ａは、前方のタイバス７６によって互いに接続される、動翼破裂区域３８の前方の１次電力スイッチングバス９６ａのペアに電力を供給する。左側のエンジン３０の発電機３４ｂ及び右側のエンジン３２の発電機３６ｂは、後方のタイバス７８によって接続される、動翼破裂区域３８の後方の１次電力スイッチングバス９６ａの別のペアに電力を供給する。中間のタイバス８０は、前方の１次スイッチングバス９６ａのうちの少なくとも１つを、後方１次スイッチングバス９６ａのうちの少なくとも１つに接続する。それ故、エンジン３０、３２が作動上の不具合を経験する場合、航空機１０は、前方及び後方のやり方において、残っているエンジン３０、３２から電力の分散を受けるため、航空機１０の全体の長さに沿って一方の側の上で電力を得てかつ制御を行うことを継続する。電力及び制御は、配線の量を増やすことなく、動翼破裂区域３８の前方及び後方の両方において、単一のエンジン３０、３２から分散される。図２はまた、以下に詳細に説明されるように、電力の変換及び装置負荷５０に対する分散のために２次ＭＥＣｓ４６に電力を分散する、１次電力スイッチングバス９６ａを図解している。予備のＭＥＣ４８は、以下により詳細に説明されるように、１次主要ＡＣ電源が１次電力スイッチングバス９６ａに対して利用可能でない場合、バックアップ電力を提供する２次ＭＥＣｓ４６に結合される。

１以上の区域の中において担われていない装置負荷５０が、先ず２つの理由で生ずる。発電機３４、３６の全てが故障し、かつそれ故、任意のＭＥＣｓ４４、４６に対して１次電力がもはや利用可能ではないか、バス９６の１以上が動翼又はタイヤの破裂などの場合のために物理的に損傷を受ける場合のいずれかである。１以上の主要な１次電源の故障に基づく、４つの発電機３４、３６又は補助電源ユニットの発電機５４のいずれかからの高い電圧の電力の経路再選択は、図３の中において描かれている１次電力バスネットワークシステム９０によって示されるように、スイッチのオープン及びクローズの組み合わせを通して、タイバス７６、７８、８０を介して１次バスレベルにおいて行われる。１以上の実施形態において、１以上の独立型の半導体スイッチ、例えば接触器が、１次電力スイッチネットワークシステム９０の上に含まれる。半導体スイッチは各々、１以上の局所的な保護、電圧感知、及び電流感知を提供するように構成される自己完結型の制御機能を有し、それらは、他の電力システムの構成要素から独立している。独立型の半導体スイッチは、他の電力システムの構成要素からのデータを必要とすることなしに、機能することができる。半導体スイッチのオープン及びクローズは、ＭＥＣｓ４４、４６、４８の１以上に対して１次電力スイッチングバスの１以上を横断する１次電力を遮断しかつ送る。図３から始まり、特定の接触器が、先ずクローズしているか又は先ずオープンしているかのいずれかとして描かれている。オープンしている接触器の記号は、２つの平行線である。通常クローズしている接触器の記号は、平行線に斜線が引かれていることのみを例外として、同じである。独立型の半導体スイッチはまた、独立型の半導体スイッチを通る電流を制限する、パルス幅変調を含む。高い電圧のバス及び変換の故障に基づくＭＥＣｓ４４、４６、４８の間の２次電力及び低い電圧ＤＣの経路再選択は、図３の中において描かれる１次電力バスネットワーク９０によって示されるように、スイッチのオープン及びクローズの組み合わせによって行われる。

各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、１次及び２次の両方の電力を有しており、かつ中央のコンピュータシステムの上に依存することなしに、閉回路処理及びセンサの局所的な制御を実行することができる。分散された電力システムの制御アーキテクチャは、ＭＥＣｓ４４、４６、４８の間でビークル全体の電力分散状態を分かち合うことを許容するが、各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、また予備の電力を全ての他のＭＥＣｓ４４、４６に分散するＭＥＣ４８を例外として、各々のＭＥＣの近傍において装置負荷５０を担うことに責任を有するのみである。各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、各々のＭＥＣ４４、４６、４８が独立して装置負荷５０のそれ自身の区域の範囲内においてオペレーションを実行するように、一番近い装置負荷５０の区域と関連するデータを管理する。

各々のＭＥＣ４４、４６、４８はまた、好ましくは、バス電力制御のための半導体スイッチングを有し、かつまた回路保護を提供する。図３において、発電機３４、３６に接続されている１次給電線４０、４２からの電力は、１次電力スイッチングバス９６ａに電圧を加える。各々の１次電力スイッチングバス９６ａは、ＭＥＣ４４の範囲内の１次電力スイッチングバス９６ｂ、及びＭＥＣ４６の範囲内の１次電力スイッチングバス９６ｃに枝を伸ばすように繋がる。分散フィード９８を伴って１次電力スイッチングバス９６ｂに接続された各々の１次電力スイッチングバス９６ａは、図４の中において示されるようにかつ以下により詳細に説明されるように、単一の１次ＭＥＣ４４に対応する。

図４を参照すると、１次電力スイッチングバス９６ａを伴う各々の１次ＭＥＣ４４の一部分は高電力部１２０であり、かつ１次電力スイッチングバス９６ｂを伴う１次ＭＥＣ４４の別の部分は１次ＭＥＣ４４の低電力部１２２である。１次ＭＥＣ４４の高電力部１２０は、航空機１０に対して利用可能な任意の高い電力の主要な電源から１次電力を受信するように構成され、かつ時々、１次電力スイッチングネットワーク装置３０２として言及される（図１２Ａから図１２Ｃ）。航空機１０の範囲内の１次ＭＥＣｓ４４の高電力部１２０のネットワークは、高い電圧の１次電力スイッチングネットワークを画定する。

低電力部１２２は、好ましくは、搭載された電源からの電力の一部分を扱うように構成されるが、未だ高電力部１２０と同じ電圧を扱うことができるのみである。１次電力スイッチングバス９６ｃは、図４の中において示される２次ＭＥＣｓ４６に対応する。図４は、２次ＭＥＣ４６及び１次ＭＥＣ４４の低い電圧の部分１２２の間の類似性を最も良く示している。１次ＭＥＣｓ４４は、２次ＭＥＣｓ４６が有していない航空機１０にわたる１次電源の経路再選択を行うために、１次電力スイッチングバス９６ａの１次レベルの電力ネットワークバス構造を含む。異常なオペレーションと同様に正常なオペレーションの間に、１次及び２次ＭＥＣｓ４４、４６の両方は、１次及び予備の電力を有している。２次ＭＥＣｓ４６は、１次ＭＥＣ４４とちょうど同じように、一番近い装置負荷５０を担う。

再び図３を参照すると、分散フィード９８は、各々の１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａ及び９６ｂの間を延伸し、かつ分散フィード１００は、１次ＭＥＣ４４の各々のバス９６ｂ、及び同じ電源から直接に電力を受信する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃの間を延伸する。また、クロスタイ１０２は、左側の発電機３４ａと関連する１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂ、及び右側の発電機３６ａと関連する１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂの間を延伸する。クロスタイ１０４は、左側の発電機３４ａと関連する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃ、及び右側の発電機３６ａと関連する２次ＭＥＣ４８の１次電力スイッチングバス９６ｃの間を延伸する。クロスタイ１０６は、左側の発電機３４ｂと関連する１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂ、及び右側の発電機３６ｂと関連する１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂの間を延伸する。クロスタイ１０８は、発電機３４ｂと関連する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｂ、及び右側の発電機３６ｂと関連する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｂの間を延伸する。補助電源ユニットの発電機５４は、クロスタイ１０２、１０６にそれぞれ接続される。

図５Ａは、航空機１０の範囲内の１次、２次、及び予備のＭＥＣｓ４４、４６、４８の組み合わされた１次及び２次電力分散ネットワークのフォールトトレラントの一構成を示している。より詳細に図解する目的で、図５Ｂから図５Ｅは、図５Ａの中において描かれる完成したシステムを組み立てるために、互いに隣に位置決めされることができる、４つの分離した部分のクローズアップされた部分図を示している。図５Ｂから図５Ｅの各々の上の２つの鎖線は、各々の部分図のブロークンエッジを示している。図５Ｂは、図５Ａの最上部左側の部分を示している。図５Ｃは、図５Ａの最上部右側の部分を示している。図５Ｄは、図５Ａの最下部左側の部分を示しており、かつ図５Ｅは、図５Ａの最下部右側の部分を示している。また、図５Ｆは、図５Ａのシステムの予備のＭＥＣ４８の一構成を示している。図３の中において示される接触器はまた、図５Ａから図５Ｆの中において象徴的に示されているが、図５Ａから図５Ｆを単純化するために参照番号がなく、かつ他の図面においてもまた任意の参照番号がなく又は別の参照番号を有している。

図５Ａにおいて、１次及び２次ＭＥＣｓ４４、４６は、航空機１０の前方のセクションの中に全部で４つ、かつ航空機１０の後方のセクションの中に別の４つが存在するようなやり方において、配置されている。好ましくは、前方のセクションのペアの各々の中に１次ＭＥＣ４４及び２次ＭＥＣ４６、かつ後方のセクションのペアの各々の中に１次ＭＥＣ４４及び２次ＭＥＣ４６が存在する。図５Ａは、航空機１０の後方のセクションの中の予備のＭＥＣ４８を示している。予備のＭＥＣ４８のための時間制限のない電源は、ラムエアタービン（ＲＡＴ）１２８、又はバッテリ若しくは燃料電池などの他の適切な独立した時間制限のある予備の電源であり得る。全ての発電機３４、３６に関する作動上の不具合が生じた場合、ＲＡＴ１２８は、発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの全てが作動上の不具合を有する場合にＭＥＣｓ４４、４６の１以上に対してするのと同様に、予備のＭＥＣ４８に対して予備の電力を提供するように展開される。バッテリ５９８は、時間制限のないＲＡＴ１２８が展開されている一方で、ＭＥＣｓ４４、４６の１以上に対してするのと同様に、予備のＭＥＣ４８に対して作動のための一時的な電力を提供する。

発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂのうちの１つが故障した場合、電力は１次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ａにおいて受信されていない。それ故、電力供給されていない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂのより低電力部１２２から装置負荷５０は担われておらず、かつ電力供給されていない隣接する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃから装置負荷５０は担われていない。その後、電力は１次レベルにおいて、その装置負荷５０に電力を供給するために電力が供給されていない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａに電圧を加えるために、かつその装置負荷５０に電力を供給するために任意の電力が供給されていない隣接する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃに電圧を加えるために、接触器の組み合わせのオープン及びクローズによって他の残っている作動上の電源のうちの１つから新しい経路で送られる。

代替的に、ＭＥＣ４４、４６、４８が物理的な故障を経験しかつ結果としてその装置負荷５０に電力が供給されない場合、その後、電力は、別の電力供給されているＭＥＣ４４、４６、４８によって電力が供給されていないＭＥＣ４４、４６、４８の装置負荷５０に電力を供給するように、新しい経路で送られる。新しい経路で送られる利用可能な電力の量に応じて、臨界負荷のみなどの装置負荷５０の全部又は一部分のみが再度電力供給される。また、全ての電源が失われかつＭＥＣｓ４４、４６、４８に電力が供給されていない場合、その後、燃料電池又はＲＡＴ１２８を有する予備のＭＥＣ４８が、他のＭＥＣｓ４４、４６の臨界装置負荷５０に電力を供給することができる。臨界負荷は、航空機１０が継続される安全な飛行及び着地を維持するために電力を供給しなければならなかったそれらの装置負荷５０である。本質的な負荷は、航空機１０を飛行させるために作動が必要とされないラジオ及び他の通信装置などを有することが望ましいそれらの装置負荷５０である。本質的でない負荷は、調理装置、装飾的な照明、及び客室用娯楽システムを含む乗客の快適性に関わる負荷などの、優先度が一番低い装置負荷５０である。

例として、補助電源ユニットの発電機５４は、主要な発電機３４、３６のうちの１つの故障のために失われた装置負荷５０を担うことができる。その後、発電機３４ｂが故障した場合、前方のタイバス７６、後方のタイバス７８、中間のタイバス８０における接触器の組み合わせを通して、１次電力が残っている主要な発電機３４、３６から直接に提供される。代替的に、１次電力は、別の作動しているＭＥＣ４４、４６を通して補助電源ユニットの発電機５４からクロスタイ１０２、１０４、１０６、１０８の１以上を横断して、電力が供給されていない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａ、又は電力が供給されていない２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃへ提供される。

ＭＥＣｓ４４、４６のうちの１以上が物理的な作動上の不具合を有する場合において、各々の作動上の不具合を有するＭＥＣ４４、４６と関連する区域の範囲内の複数の装置負荷５０の全て又は部分は、近傍において一番近い１以上の他のＭＥＣｓ４４、４６と関連することができる。例えば、１次ＭＥＣ４４が物理的に故障した場合、その故障したＭＥＣ４４に一旦、担われていた装置負荷５０は、別のＭＥＣ４４、４６又はＭＥＣｓ４４、４６の組み合わせによって担われることができる。ＭＥＣｓ４４、４６は、故障したＭＥＣ４４によって一旦、担われていた装置負荷５０の種類を判定することができ、その後、ＭＥＣｓ４４、４６の組み合わせの１以上がそれらの電力を供給されていない装置負荷５０を担うべきか否かを判定する。故障した１次ＭＥＣ４４の一番近い近傍の中にある２次ＭＥＣ４６が付加的な装置負荷５０を担うべきと判定された場合、その後、その２次ＭＥＣ４６と元々関連する区域は、故障した１次ＭＥＣ４４によって以前、担われていた区域を包含するように拡大される。

代替的に、付加的な装置負荷５０は、故障した１次ＭＥＣ４４の近傍の中にある２次ＭＥＣ４６及び別の１次ＭＥＣ４４の間で分割される。そのような場合、一番近くで作動している１次ＭＥＣ４４と関連する装置負荷５０の区域は、故障した１次ＭＥＣ４４によって以前、担われていた区域の一部分を含むように拡大され、かつ一番近くで作動している２次ＭＥＣ４６と関連する装置負荷５０の区域は、故障した１次ＭＥＣ４４によって以前、担われていた区域の残っている部分を含むように拡大される。いずれの場合においても、故障したＭＥＣ４４、４６の近傍の中にある１以上の他のＭＥＣｓ４４、４６は、故障したＭＥＣ４４、４６によって以前、担われていた装置負荷５０に対して独立してサービスを提供するように、電力供給させられる。

各々の２次ＭＥＣ４６及び各々の１次ＭＥＣ４４の各々の低電力部１２２は、変換装置に結合される接触器を含む。変換装置は、変圧整流器ユニット（ＴＲＵ）１３４を含み、それは、２３０ＶＡＣを整流し、かつそれをバス１３６のための２８ＶＤＣなどの主要なＤＣ出力に変換し、かつ２３０ＶＡＣを低い電力のＡＣ出力バス１４０のための１１５ＶＡＣに変換するための単巻変圧器又は自動ステップダウン変換ユニット（ＡＴＵ）１３８を含む。各々の２次ＭＥＣ４４及び１次ＭＥＣ４４の低電力部１２２はさらに、冗長性のためだけにではなく、継続される安全な飛行及び着地のために絶対的に必要な臨界負荷に対してのみ電力を提供するための、第２のＴＲＵ１４２を含む。第２のＴＲＵ１４２を臨界負荷に対してのみ限定することは、予備の電源が負荷過剰になっていないことを確実にする。

図６は、例えば前方のセクション１２における、２次電力バス構成を図解し、ここで、１次ＭＥＣｓ４４の低電力部１２２の中の１次電力スイッチングバス９６ｂ、及び２次ＭＥＣｓ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃは、一緒に結び付けられる。上述されたように、損傷を受けたＭＥＣ４４、４６の電力供給されていない装置負荷５０の全て又は一部分のみが別のＭＥＣ４４、４６によって担われるか否かは、利用可能な電力に応じる。航空機のセクションの範囲内のＭＥＣｓ４４、４６のうちの１つの中のＴＲＵｓ１３４のうちの１つが故障した場合、作動上の不具合を起こしたＴＲＵ１３４からの最も臨界的な装置負荷５０は、同じ航空機のセクションが様々な接触器及びバックアップバス１４８を横断する２次電力を提供するように、別のＭＥＣ４４、４６によって担われる。

好ましくは、後方のセクション１６の中のＭＥＣｓ４４、４６は、給電線のワイヤーの重量を最小化する互いに対するそれらの近接のために、補助電源ユニットの発電機５４からの２次電力関係を有している。また、航空機１０の前方のセクション１２の中のＭＥＣｓ４４、４６は、図２及び図６の中において示されるように、外部電源ユニット５６などの外部電力の地上サービス装置からの１１５ＶＡＣなどのより低い電圧のレベルにおいて連結される。しかしながら、地上から前方のセクション１２の中のＭＥＣｓ４８の中の低い電力のＡＣ出力バスへの１１５ＶＡＣは、その後、航空機１０の他のセクションの中の他のＭＥＣｓ４４、４６へ分散される、双方向のＡＴＵｓ１３８によって２３０ＶＡＣなどのより高い電圧へ変換されることができる。また、典型的に、第２のＴＲＵ１４２は、上述されたようなより臨界的な負荷に対して使用され、失われたそれらの臨界負荷に電力を供給するために、バックアップバス１４８を介して、バッテリバス２９４からのバッテリ電力を利用可能にする。

図７の中において示されるように、各々のＭＥＣ４４、４６、４８の内側に置かれる、（ハードウェア及びソフトウェア）コンピューティング及びネットワークインターフェース（ＣＮＩ）モジュール１６２は、分散コンピューティング機能及び双方向データのゲートウェイルーティングを提供する。各々のＣＮＩモジュール１６２は、フォールトトレラントコンピューティングシステムになる、２つのフェールセーフコンピューティングシステムを含む。各々のフェールセーフコンピューティングシステムは、他のものに対して冗長である。このフォールトトレラントコンピューティングシステムは、航空機１０の範囲内のシステム機能に対するサービスが欠乏しないことを可能にするために、予期されぬハードウェア及び／又はソフトウェアの故障に率直に反応する。ＣＮＩモジュール１６２は、（フレックスレイ（Ｆｌｅｘ Ｒａｙ）、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、エアリンク（ＡＲＩＮＣ）６６４、ＴＴＰ、又は他のバステクノロジー）などの内部システム通信バスを介して、内部ＭＥＣコンピューティング機能及び外部ＭＥＣコンピューティング機能に対して／から、データを送信／受信する。航空機１０の上の他のＭＥＣｓ４４、４６、４８は、それぞれ参照番号１８８及び１９０を有する、図７の中で示される外部データ通信チャネルＡ及び外部データ通信チャネルＢを横断する、ＡＲＩＮＣ６６４などのデータネットワーク指定を介して、ＣＮＩモジュール１６２と通信することになる。

ＣＮＩモジュール１６２は、航空機１０のその局所的な区域の範囲内で使用される、特定のソフトウェアアプリケーションをホストする分散コンピューティング要素である。ＣＮＩモジュール１６２の上でホストされることができるシステムアプリケーションのいくつかの実施例は、ＡＣ及びＤＣ電力システム、貨物口システム、乗客用の入口ドアシステム、着陸装置システム、及び乗客用の客室システムである。ＣＮＩモジュール１６２に対して通信するコンピューティング機能は、ＴＲＵｓ１３４、ＴＲＵｓ１４２、ＡＴＵｓ１３８、ブレーカーモジュール１６６の半導体スイッチ、発電機３４、３６のうちの１つと関連する発電機制御ユニットＧＣＵ１６８、ソリッドステート電力分散モジュール１７０、及び遠隔データ集線装置である。ＣＮＩモジュール１６２は、以下により詳細に説明されるように、ＭＥＣ４４、４６、４８の範囲内で、内部データチャネルＡ２０２及び内部データチャネルＢ２０４を横断して、ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵｓ１３８、ブレーカーモジュール１６６、ＧＣＵ１６８、及び電力分散モジュール１７０と内部で通信する。

ＣＮＩモジュール１６２は、これらのコンピューティング機能に対して／からデータを送信及び受信することになる。ＣＮＩモジュール１６２はまた、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８及び航空機のコンピューティングシステムから現状及び健全性を送信及び受信する。各々のＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８の中で何が起きているかを知った上で、個別のＭＥＣ４４、４６、４８の作業負荷を管理する。一旦、情報がＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２によって受信されてしまうと、そのコンピューティング機能は、どのシステムがデータを必要としているかを判定し、データの健全性を解釈し、任意の電力システムの異常に反応し、それを必要とするコンピューティング機能に対して緊急を要する情報を供給し、システムレベルの論理アルゴリズムを実行し、航空機レベルのシステムの故障を報告し、かつその区域に対するＡＣ及びＤＣ電力の分散を制御することになる。

図８は、セクション区切り１８、２０、２２によって分離される空間的に分散されたＭＥＣｓ４４、４６、４８の間の通信バスインターフェースを有するデータネットワーク構造を図解している。この構成は、各々の個別のＭＥＣ４４、４６、４８が、故障の全域で継続される通信を確実にするために必要とされる冗長性を提供するのと同様に、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８と通信することを可能にする。セクション区切り２０は、航空機の前方及び後方のセクションを画定する。必要とされるネットワーク通信スイッチの数は、ＭＥＣｓ４４、４６、４８の数及び望ましいフォールトトレランスによって決定される。図８は、ネットワークスイッチ１８２ａ‐ｂ、１８４ａ‐ｂ、１８６ａ‐ｂの３つのペア（以後、集団的に及び／又は一般的に「ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６」として言及される）を有する９つのＭＥＣｓ４４、４６、４８を示している。各々のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６は、相互作用するＭＥＣｓ４４、４６、４８の各々のＣＮＩモジュール１６２から２次電力を受信することができる、層‐３ネットワークスイッチなどの多層ネットワークスイッチである。より多くのＭＥＣｓ４４、４６、４８が存在すれば、その後、同じレベルのフォールトトレランスを取得するためにより多くのネットワークスイッチが必要とされる。

各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、Ａ及びＢの通信チャネルを有する。各々の１次ＭＥＣ４４のチャネルＡ及びＢは、別の１次ＭＥＣ４４又は予備のＭＥＣ４８のいずれかの上の２つの対応するＡ又はＢスイッチと接続する。各々の１次ＭＥＣ４４は、チャネルＡ又はチャネルＢのいずれかの上の１つのスイッチ１８２、１８４、１８６を含み、一方、航空機の後方のセクションの中の予備のＭＥＣ４８は、Ａ及びＢの両方のチャネルの上のスイッチ１８２、１８４、１８６のペアの両方のスイッチを含む。スイッチ１８２ａ、１８４ａ、１８６ａは、チャネルＡに対応し、かつスイッチ１８２ｂ、１８４ｂ、１８６ｂは、チャネルＢに対応する。外部通信のデータライン１９２は、データラインを切り替えるスイッチを示している。

概して、セクション区切り２０の一方の側の上の各々の１次ＭＥＣ４４の上のネットワークスイッチは、それらのＭＥＣｓ４４、４８のうちの少なくとも１つがセクション区切り２０の他方の側の上にあり、かつ１つは航空機１０の反対側にある、他の１次又は予備のＭＥＣｓ４４、４８の２つの他のネットワークスイッチに接続される。例えば、セクション区切り２０の前方の前方右側１次ＭＥＣ４４のネットワークスイッチ１８２ａは、セクション区切り２０の他方の側の上において、後方左側１次ＭＥＣ４４の上のネットワークスイッチ１８４ａ、及び予備のＭＥＣ４８の上のネットワークスイッチ１８６ａの両方に接続される。セクション区切り２０の前方の前方左側１次ＭＥＣ４４の上のネットワークスイッチ１８２ｂは、セクション区切り２０の他方の側の上において、後方右側１次ＭＥＣ４４の上のネットワークスイッチ１８４ｂ、及び予備のＭＥＣ４８の上のネットワークスイッチ１８６ｂの両方に接続される。予備のＭＥＣ４８の上のネットワークスイッチ１８６ｂはまた、航空機１０の反対側の上のネットワークスイッチ１８４ｂに接続される。ネットワークスイッチ１８４ａはまた、予備のＭＥＣ４８のネットワークスイッチ１８６ａに接続される。

２次ＭＥＣｓ４６の各々はまた、２つの他の１次又は予備のＭＥＣｓ４４、４８を有する２つのデータチャネルを有している。外部通信のデータライン１９６は、２次ＭＥＣ４４に対する直接的な１次ＭＥＣ４４のネットワークスイッチのデータ接続を示している。各々の２次ＭＥＣ４６のチャネルのうちの一方は、セクション区切り２０の他方の側の上の１次ＭＥＣ４４の同じチャネルの上のネットワークスイッチに接続され、かつ他方のチャネルは、別の２次ＭＥＣ４６に接続される。それ故、図８は、セクション区切り２０を横断する８つのデータバス接続、及びセクション区切り１８、２２の各々を横断する４つのデータバス接続を示している。この構成は、航空機の中の配線の全体の重量と同様に、セクション区切りを横断する通信配線の量を最小化する。航空機１０のクラウン及びフロアの中の空間を利用することによって、各々のデータバスの間で分離が維持される。健全なＣＮＩモジュール１６２は、他の健全なＣＮＩモジュール１６２からの局所的な環境情報及び通信を利用することによって、組織的に調整されたやり方で、電力システムの変化する構成に対して最適に反応することができる。

任意の２つのＭＥＣｓ４４、４６、４８に電力が供給される場合、その後、それらの２つのＭＥＣｓ４４、４６、４８が互いに十分に通信できるように、通信ネットワークがアクティブになり、かつデータが提供されることになる。この通信ネットワークは、ＭＥＣｓのペアの間の任意の１つの接続が、ＭＥＣ４４、４６、４８の機能性が低減されることなしに失われるような、フォールトトレラントのネットワークである。さらに、同時におけるＭＥＣｓ４４、４６、４８の間の最大で任意の２つの通信接続の喪失は、ＭＥＣｓ４４、４６、４８のうちのただ１つとのデータ通信の喪失をもたらす。

例えば、前方右側の１次ＭＥＣ４４のチャネルＡの上のネットワークスイッチ１８２ａの喪失は、前方右側の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信がチャネルＢを通じて継続されるので、前方右側の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信の完全な喪失をもたらさない。チャネルＡを介して前方右側１次ＭＥＣ４４と通信してきた任意の他のＭＥＣｓ４４、４６、４８は、チャネルＢを通じて、又はチャネルＢを介して前方右側１次ＭＥＣ４４に接続される他のＭＥＣｓ４４、４６、４８を介して、直接に通信することができる。また、前方右側１次ＭＥＣ４４のチャネルＡの上のネットワークスイッチ１８２ａが、前方右側の２次ＭＥＣ４６に対するチャネルＢの接続に加えて失われた場合、前方右側の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信はチャネルＢを介して継続されるが、その後、通信はチャネルＡ及びＢの両方が失われたので前方右側の２次ＭＥＣ４６のみを伴って失われることになる。

本開示の１つの態様は、分散電力制御アーキテクチャである。電力制御は、電力それ自体と同様に各々のＭＥＣ４４、４６、４８に対して分散される。局所的なデータに基づいて、各々の個別のＭＥＣ４４、４６、４８は集まって、各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、任意の他のＭＥＣｓ４４、４６、４８に依存する必要なしに、それ自身の装置負荷５０を構成するために、その関連する区域のそれ自身の電力制御を実行する。電力を新しい経路で送ることに対する必要性などの現実に必要とされるデータのみが、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２に対して送られる。

地上の航空機１０の通常のパワーアップは、好ましくは、ＭＥＣｓ４４、４６、４８の順次的なパワーアップである。通常のパワーアップは、静止インバーター２９０及びバックアップバス１４８を介して、ＭＥＣｓ４４、４６の中の全ての予備のバス１６０に電力を供給するバッテリ５９８を介して、行われる。バッテリ５９８が利用可能でない場合、外部電源ユニット５６からの外部電力の限られた量は、予備のＭＥＣ４８に電力を供給するために送られる。一旦、予備のＭＥＣ４８がパワーアップされると、その後、電力は予備のＭＥＣ４８から他の１次及び２次ＭＥＣｓ４４、４６の各々に対して分散され、利用可能な電源を有しているのと同様に適切に、各々のＭＥＣ４４、４６の範囲内において、それらのＣＮＩモジュール１６２をパワーアップし、かつ接触器を構成する。一方、ＭＥＣ４４、４６が通常の飛行のオペレーションの間に電力供給を受けられなくなる場合、順次的なパワーアップは利用されない。ＭＥＣｓ４４、４６のうちの一方の中のＣＮＩモジュール１６２が１次電力を有していない場合、分散フィード１００を有する１次ＭＥＣ４４及び２次ＭＥＣ４４などの、２つのＭＥＣｓ４４、４６の間の低い電力の相互接続は、上述されたように電力が供給されてないＭＥＣ４４、４６に今もなお電力を供給する手段を提供する。

ＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８からの構成データと同様に、他のシステム又はＬＲＵｓからの入力／出力通信を読み込む。各々のＭＥＣ４４、４６、４８の構成データを送信することは、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８の各々が、航空機１０の中の他の場所で何が起きているかを判定することを可能にする。その後、ＣＮＩモジュール１６２は、そのＭＥＣ４４、４６、４８の範囲内でブレーカー及び接触器を構成するためにこのデータを使用し、かつそれから、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８が同じことをできるように、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８に送信するために、その区域の範囲内の装置負荷５０についてチャネルＡ又はＢの上へ構成データを書き込む。各々のＣＮＩモジュール１６２は、通信の入力／出力及びそれが受信する環境データの有効性をチェックし、かつ必要な場合はそれ自身の環境データ及びそのブレーカーの現状を判定するために、それを改良する。一旦、ＣＮＩモジュール１６２がその区域の範囲内のそのブレーカー及び接触器にどのようにして命令したいかを理解すると、その後、それは、その構成データを外の他のＭＥＣｓ４４、４６、４８へ送る。

各々のＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２は、そのＭＥＣ４４、４６、４８に対して割り当てられた境界の範囲内の装置負荷５０を制御するのみである。特定のＭＥＣ４４、４６、４８の各々のＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８の装置負荷５０構成又はそれらのブレーカー若しくは接触器をどのようにして構成するかを設定しない。しかしながら、全てのＭＥＣｓ４４、４６、４８は今でも、航空機１０の１次及び２次電力システムのために一貫して統一された電力移送機能を提供するために、互いに相互作用する。正しく機能しているＭＥＣｓ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２は、作動上の問題を有しているＭＥＣ４４、４６、４８に対して反応し、かつ電力タイバス７６、７８、８０、分散フィード９８、１００、及びクロスタイ１０２、１０４、１０６、１０８を横断する電力の経路再選択を、付加的な故障を伴う場合であってもすることができる。コンピューティング及びネットワーキングのアーキテクチャは、フェールセイフ及びフォールトトレラントの両方を有している。ＣＮＩモジュール１６２が作動上の問題を有している場合、その接続された負荷の全ては、所定のデフォルト「フェールセイフ」状態に入る。隣接するＣＮＩモジュール１６２は、それらの区域の外側の他の装置負荷を制御する容量及び正統性を有していない。

図９の中において示されているＣＮＩモジュール１６２は、ＣＮＩモジュール１６２の一方の側の上でチャネルＡに対応する１つのネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６、及び他方の側の上でチャネルＢと対応する別のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６を含む。両方のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６は、外部データ通信接続を実現するための１以上のポート２０６を有している。ＣＮＩモジュール１６２の各々の側はまた、以下により詳細に説明されるように、ＭＥＣ４４、４６、４８の範囲内の内部データ通信接続を実現するための１以上のポート２０８を有している。ＣＮＩモジュール１６２は、チャネルＡ及びチャネルＢのデータ通信を処理することに関連する複数の指示を行うための２つのマルチコアプロセッサ２４２、２４４を含む。各々のプロセッサ２４２、２４４は、ポート２０８においてＭＥＣ４４、４６、４８の範囲内において通信データを受信及び送信するための、又はポート２０６を通じていずれかのネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６を伴ってＭＥＣ４４、４６、４８の外側の通信データを受信及び送信するための指示を処理することができる。ＣＮＩモジュール１６２の一方の側の上のプロセッサ２４２、２４４のうちの一方は一方の通信チャネルと対応し、かつＣＮＩモジュール１６２の他方の側の上の他方のプロセッサ２４４は他方の通信チャネルと対応する。しかしながら、各々のプロセッサ２４２、２４４は、各々のプロセッサ２４２、２４４が両方のチャネルＡ及びＢの通信を読み込んで処理することができるように、他方の通信チャネルのための他のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６に対する重なり部分を有する。

ＣＮＩモジュール１６２などのＭＥＣ４４、４６、４８のトラスシステムの上に置かれる各々の構成要素又はＬＲＵ５２は、光学的にラベルを読み込むためのバーコードリーダ２４８を含む。バーコードリーダ２４８は、ＱＲコード（登録商標）を読み込むための素早い反応の（ＱＲ）コードリーダである。（図示されぬ）バーコードは、ＭＥＣ４４、４６、４８の中、又はバーコードリーダ２４８の近傍における航空機１０の中の他の場所に置かれる。バーコードを読み込むバーコードリーダ２４８は、ＭＥＣ４４、４６、４８が、ＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２のソフトウェアのパラメータを設定するために、自他識別、位置、時間追跡、及び他の構成情報などの情報を入力することを可能にする。例えば、バーコードリーダ２４８は、ＭＥＣ４４、４６、４８がそれが航空機１０のどのセクション又はどちらの側に置かれているのかを知るように、ＣＮＩモジュール１６２の位置を読み込む。また、ＣＮＩモジュール１６２の位置を決定することは、ＭＥＣ４４、４６、４８が一番近い装置負荷５０を決定することを可能にする。構成情報はまた、他のＭＥＣｓ４４、４６、４８、航空機１０の中の他の場所、又はメンテナンス施設などの航空機１０の外側の中心施設に送信される。

どれだけの電力がＭＥＣ４４、４６、４８から分散されるかに基づいて、ＣＮＩモジュール１６２は、以下に説明されるようなトラスシステムの１以上の転送層から、２８ＶＤＣ又は１１５ＶＡＣなどの１以上の付加的な電力入力２８８、及び電源レギュレーター２３８を必要とする。例えば、２８ＶＤＣは、バーコードリーダ２４８のためのレギュレーター２８０のユースポイントに対する入力である。各々のＣＮＩモジュール１６２はまた、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６の１つ又は両方に電力を供給するために、１以上の他のＭＥＣｓ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２の電力出力２８６から１以上のＤＣ電力入力２８４を受信する。電力入力２８４及び電力レギュレーター２４６は、単一の電力故障が、任意の処理又は通信チャネルを停止させることを妨げる、冗長性を提供する。

入力２８８においてトラスシステムの転送層からＭＥＣ４４、４６、４８への電力の完全な喪失が存在する場合、その後、ＣＮＩモジュール１６２を有するＭＥＣ４４、４６、４８、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６、電力レギュレーター２４６、及びバーコードリーダ２４８は、今でも電力供給されている。他のＭＥＣｓ４４、４６、４８の他のＣＮＩモジュール１６２の冗長電力出力２８６から送られた１以上のＤＣ電力入力２８４のために、電力供給されていないＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュールは、決して電力を失わず、かつ隣接するＭＥＣから電力を新しい経路で送り、その後、それ自身のＭＥＣ４４、４６、４８の１以上の転送層をパワーアップすることができる。その後、ＭＥＣ４４、４６、４８は今でも、その装置負荷５０の一部又は全部を担うことができ、かつＣＮＩモジュール１６２は十分に機能的であり他のＣＮＩモジュール１６２と通信することができ、それによって、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラスシステム及び通信ネットワークをアクティブに保つ。

図１０Ａから図１０Ｄは、図５Ａから図５Ｅの中において示される１次ＭＥＣｓ４４の各々の高い電圧の１次電力スイッチングバス構造の異なる構成を示している。各々は、どの発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂが直接に４つの１次ＭＥＣｓ４４の各々に電力を供給するか、４つの１次ＭＥＣｓ４４が前方であるか又は後方であるか、及びそれらが航空機１０の左側の上にあるか又は右側の上にあるか、に基づいてＲ１、Ｒ２、Ｌ１、又はＬ２と指定されている。Ｒ１は、発電機３６ａから１次電力を受信する前方右側の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｒ２は、発電機３６ｂから１次電力を受信する後方右側の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｌ１は、発電機３４ａから１次電力を受信する前方左側の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｌ２は、発電機３４ｂから１次電力を受信する後方左側の１次ＭＥＣ４４に対応する。

図１０Ａは、図５Ａ及び図５Ｂの前方右側の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）の１次電力スイッチングバス９６ａ及び半導体スイッチング装置を有する高電力部１２０を示している。図１０Ｂは、図５Ａ及び図５Ｃの後方右側の１次ＭＥＣ４４（Ｒ２）の１次電力スイッチングバス９６ａ及び半導体スイッチング装置を有する高電力部１２０を示している。図１０Ｃは、図５Ａ及び図５Ｄの前方左側の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）の１次電力スイッチングバス９６ａ及び半導体スイッチング装置を有する高電力部１２０を示している。図１０Ｄは、図５Ａ及び図５Ｅの後方左側の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）の１次電力スイッチングバス９６ａ及び半導体スイッチング装置を有する高電力部１２０を示している。一緒に、図１０Ａから図１０Ｄは、各々の１次ＭＥＣ４４のための接続性を提供することができる半導体スイッチング装置の一般的なアーキテクチャ及びレイアウトを描いている。

図１０Ａは、他の場所に位置決めされる他の１次ＭＥＣｓ４４と比較して、最も少ない数の半導体要素を有する、前方右側の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）のための１次バス構造、半導体要素、及び接続を最も良く示している。しかしながら、図１０Ａの中で描かれる最小の構造は、任意の他の１次ＭＥＣｓ４４のために必要とされる機能性を含むために、（仮想線で示される）付加的な半導体要素を含むように、拡大され得る。付加的な半導体要素は、全てのスロット及び全ての設置されるＭＥＣｓ４４、４６、４８の中に装着されるかもしれないし、又はされないかもしれない。

４つの１次ＭＥＣｓ４４のための図１０Ａから図１０Ｄの４つの構成の各々は、主要な発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂのうちの１つからの１次電力接続２１０、及び前方又は後方のいずれかのタイ７６、７８に対する接続２１２を有する。各々の構成はまた、関連する２次ＭＥＣ４６に対する出力接続２１４を含む。各々はまた、２つの大電流の半導体の接触器２１６、２１８、及び２つの弱電流の半導体の接触器２２０、２２２を有する。２つの大電流の接触器２１６、２１８は、接続２２４において一緒に接続される。大電流の接触器２１６のうちの一方はまた、主要な１次電力をオン及びオフするための接続２１０において接続され、かつ他方の大電流の接触器２１８はまた、１次ＭＥＣ４４が航空機１０の前方又は後方のセクションのいずれに存在するかに応じて、前方又は後方のタイ７６、７８のための接続２１２において接続される。弱電流の接触器２２０は、関連する２次ＭＥＣ４６のための接続２１４に接続される。他方の弱電流の接触器２２２は、以下により詳細に説明されるように分散フィード９８と組み合わされて、各々の１次ＭＥＣ４４の高電力部１２０及び低電力部１２２の間の電力をオン及びオフする。

図１０Ｃの中において描かれている左前方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）は、中間のタイ８０からの接続２５２及び前方のタイバス７６のための接続２１２の間の別の大電流の接触器２５０を含む。図１０Ｄの中において描かれている後方左側の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）は、中間のタイバス８０のための接続２５２及び補助電源ユニットの発電機５４のための入力接続２６２の間の別の大電流の接触器２６０と同様に、左前方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）が含む付加的な大電流の接触器２５０を含む。後方左側の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）はまた、高い電圧ＡＣの電力がタイ２７０を横断してかつ自動変圧整流器ユニット（ＡＴＲＵ）２７２及びバス２７４に送られる、予備のＭＥＣ４８に対して同じ弱電流の接触器２３２を含む。

図１０Ｂの中において描かれている後方右側の１次ＭＥＣ４４（Ｒ２）はまた、予備のＭＥＣ４８を高い電圧ＡＣの電力によってタイ２３４を横断してＡＴＲＵ２３６及びバス２４０に接続するための、弱電流の接触器２３２を含む。全ての４つの構成はまた、図１０Ａから図１０Ｄの各々の中において示されるように、２３０ＶＡＣを必要とする電力をオン及びオフするための弱電流の接触器２７８などの、付加的な接触器を有するという選択肢を有する。

製造及び在庫の利用可能性を容易にするために、図１０Ａから図１０Ｄの各々の中において示される様々なアーキテクチャは、図１１の中において示されるように、１次電力のスイッチングネットワーク装置（ＰＰＳＮＤ）３０２の類似のレイアウトを有する単一の構造の中へと再配置されることができ、ここで、上述されたように、１次電力スイッチング構成、及びＭＥＣ４４が航空機１０の範囲内のどこにあるかに基づいて、様々な負荷のための随意の接触器２３２、２５０、２６０、２７８が存在し得る。各々のＰＰＳＮＤ３０２は、各々の１次ＭＥＣ４４の高電力部１２０に対応し、かつ必要に応じて前方、後方、及び中間のタイバス７６、７８、８０を介して接続される、予備のＭＥＣ４８から直接に１次電力を受信するための、又は補助電源ユニットの発電機５４から１次電力を受信するための、付加的な接触器２３２、２５０、２６０、２７８に対する選択肢を伴う共通の電源及び出力を分かち合うように構成される。図５Ｃの中において示されるように、後方右側の１次ＭＥＣ４４の高い電力の１次電力スイッチングバス９６ａは、タイ２３４によって予備のＭＥＣ４８に接続される。図５Ｄにおいて、前方左側の１次ＭＥＣ４４は、前方のタイバス７６によって接触器２１８ａ‐ｃを伴って前方右側の１次ＭＥＣ４４に接続され、かつ中間のタイバス８０によって接触器２５０ａ‐ｃを伴って後方左側の１次ＭＥＣ４４に接続される。図１０Ｄの中において示される後方左側の１次ＭＥＣ４４は、タイ２７０によって接触器２３２ａ‐ｃを伴って予備のＭＥＣ４８に接続されるのと同様に、後方及び中間のタイバス７８、８０を伴って他の１次ＭＥＣｓ４４に接続されている結果として、最も多い接触器を有する。

図１２Ａから図１２Ｃの中において示されているように、実質的に同一なＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの一組は、１次ＭＥＣ４４を伴って、発電機３４、３６のうちの一方から３相の１次電力を受信するために使用されることができる。示されているＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃは、前方右側の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）と組み合わせて使用されるためにラベルを付けられているが、３つのＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃはまた、他の１次ＭＥＣｓ４４のいずれかのために３相の電力を受信するために使用され得る。１次給電線４０、４２の各々は、好ましくは、導体のうちの３つが３相の電力のＡ、Ｂ、又はＣのうちのいずれかを運ぶ、１次ＭＥＣｓ４４の各々に接続されている４つの導体の電力ワイヤーである。４番目の導体は、４番目のＰＰＳＮＤに接続される中立的なワイヤーとなることができる。

さらに図１１及び図１２Ａから図１２Ｃを参照すると、相Ａの電力は、図１２ＡのＰＰＳＮＤ３０２ａの１次電力スイッチングバス９６ａに電力を供給するために接続２１０ａにおいて受信され、相Ｂの電力は、図１２ＢのＰＰＳＮＤ３０２ｂの１次電力スイッチングバス９６ｂに電力を供給するために接続２１０ｂにおいて受信され、かつ相Ｃの電力は、図１２ＣのＰＰＳＮＤ３０２ｃの１次電力スイッチングバス９６ｃに電力を供給するために接続２１０ｃにおいて受信される。半導体の要素は、図１２Ａから図１２Ｃの各々の中において正方形によって描かれており、かつ半導体の要素のいくつかの組は、図１１の中において描かれているように、接触器２１６、２１８、２２０、２２２、２３２、２５０、２６０、及び２７８を構成する。

図１２Ａから図１２Ｃの中において、「ａ」、「ｂ」、又は「ｃ」で終わる参照番号は、それぞれ、相Ａの電力、相Ｂの電力、又は相Ｃの電力を利用する構成要素を言及する。しかしながら、そのような参照番号自体はまた、具体的に特定の電力の相を言及することなしに、同じ構成要素を集団的及び／又は一般的に言及することができる。接触器２１０ａ‐ｃは、それぞれ、高い電力の１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃに電力を供給する。１次電力は、１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃの各々から、接触器２１８ａ‐ｃを横断して、前方のタイバス７６ａ‐ｃ（又は１次ＭＥＣ４４が航空機１０の前方若しくは後方の中にあるかに応じて、後方のタイバス７８ａ‐ｃ）に至る。代替的に、電力は、前方のタイバス７６ａ‐ｃから来て、接触器２１８ａ‐ｃを横断して１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃに至る。１次電力はまた、接続２５２ａ‐ｃにおいて中間のタイバス８０ａ‐ｃへ及びから提供され、かつ１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃと関連する接触器２５０ａ‐ｃを横断する。１次電力はまた、接続２６２ａ‐ｃと接続される電力タイ１３０を伴う補助電源ユニットの発電機５４から提供され、かつ接触器２６０ａ‐ｃを横断して１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃに至る。

１次電力は、１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃから提供され、接触器２２０ａ‐ｃを横断して、２次ＭＥＣ４６のための出力接続２１４ａ‐ｃに至る。１次電力はまた、１次電力スイッチングバス９６ａ‐ｃから提供され、接触器２２２ａ‐ｃを横断して、出力接続３９０ａ‐ｃに至り、かつ分散フィード９８を横断して、１次ＭＥＣ４４の低電力部１２２に電力を供給する。ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの出力接続３９０ａ‐ｃからの３相の１次電力は、トラスシステムを通して、ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃと同じＭＥＣ４４、４８の範囲内の他の構成要素に送られる。分散フィード９８は、好ましくは、出力接続３９０ａに接続される相Ａの電力のための第１のワイヤー、出力接続３９０ｂに接続される第２のワイヤー、及び出力接続３９０ｃに接続される第３のワイヤーを有する、４つのワイヤーの導体である。

３相の高い電力は、図１２Ａから図１２Ｃの中において示されるＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの上の出力接続３４０ａ‐ｃ又は出力接続３４２ａ‐ｃを利用することによって、１次ＭＥＣ４４の高電力部１２０から直接に随意の又は補助の負荷に分散される。図１１の中において示される接触器２３２及び接触器２７８は、図１２Ａから図１２Ｃの中において示される出力接続３４０ａ‐ｃ及び出力接続３４２ａ‐ｃに対応する。補助の負荷へ及びからの２３０ＶＡＣの電力は、ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの接触器２３２ａ‐ｃ、２７８ａ‐ｃによって制御される。ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃが、図５Ａ及び図５Ｅの中において示されるように左後方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）の中で利用された場合、ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの出力接続３４０ａ‐ｃに接続されている補助の３相の負荷のうちの１つは、予備のＭＥＣ４８であり得る。そのような場合、予備のＭＥＣ４８からの３相の電力を提供するタイ２７０は、３つのＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃの各々に接続される別々のワイヤー及び４番目のＰＰＳＮＤ３０２に中立的に接続される４番目のワイヤーを有する４つのワイヤーの導体である。図１２Ａから図１２Ｃは、２つの異なる３相の負荷の全体のための直接的な接続を描いているが、多くの他の３相の負荷は、付加的な接続を有する特定の１次ＭＥＣ４４によって担われる。

ＭＥＣｓ４４、４６、４８のうちの１以上はまた、１以上の絶縁層によって分離される１以上のデータ及び／又は電力の転送層の設置構造を有する統合されたトラスシステムを含む。トラスは、航空機１０の範囲内の簡単な設置又は交換を容易にするように構成され、かつシートメタル、熱可塑性物質、複合材、又はいくつかの他の適切な材料などの硬くて柔軟な材料から構築される。航空機において、電力又はデータは、トラスシステムの設置構造の上の様々な位置に対して、又は航空機の中の様々な位置に対して移送される。いくつかの構成において、トラスの相互接続などのビア又はメカニズムは、１つの層の中の１以上の電力又はデータラインを、電気的に、本明細書の中において参照されることによってその全体が組み入れられる、２０１３年６月２８日に出願された、トラスの相互接続というタイトルの米国特許出願番号１３／９３０，０２４の中で説明されるような、統合されたトラスシステムの１以上の異なる層の中の１以上の電力又はデータラインに接続することができる。相互接続はまた、統合されたトラスシステムの最も上の表層に設置されるＬＲＵを電気的に相互接続するために、かつ電力をトラスの中へ又はトラスからＬＲＵの中へ送るために使用されることができる。ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃを有するＬＲＵは導体ボス（突起）を有し、かつ相互接続がＬＲＵを通過しトラスシステムの中へ入ると、相互接続は、ＬＲＵ及びトラスシステムの間の電気的な接続を実現するために、トラスシステムの転送層と同様にボスの中へと拡大する。

いくつかの構成において、統合されたトラスシステムは、電力及びデータシステムの両方を電気的に接続する。さらなる構成において、トラスの相互接続はまた、統合されたトラスシステムの１以上の層の間の機械的な接続を提供することができる。付加的な構成において、トラスの相互接続は、複数の挿入及び抜き取りのために構成され、トラスの相互接続の再使用を可能にする。

図１３は、ＭＥＣ４４、４６、４８の多層的な統合されたトラスシステム５００の分解斜視図を示している。統合されたトラスシステム５００は、絶縁層５０２ａ‐５０２ｂ（以後、集団的及び／又は一般的に「絶縁層５０２」として言及される）及び転送層５０４ａ‐５０４ｂ（以後、集団的及び／又は一般的に「転送層５０４」として言及される）を含む。いくつかの構成において、絶縁層５０２及び転送層５０４は、絶縁層が少なくとも部分的に転送層５０４を互いから電気的に分離するように、互いの間で交互に配置される。さらなる構成において、絶縁層５０２は、少なくとも部分的に、転送層５０４のうちの１以上を１以上の他の転送層５０４から物理的に分離するように構成される。また、いくつかの構成において、絶縁層の１以上は、乗客及び積荷のコンパートメントの間の煙又は水切りのバリアとして作用することができる。

ＭＥＣ４４、４６、４８の構成要素は、トラスシステム５００に取り外し可能に固定される。例えば１次ＭＥＣ４４の高電力部１２０に対応する、図３の電力バスネットワークシステム９０の一部分は、ＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃを伴って、トラスシステム５００の最も上の表面の絶縁層５０２ａに設置されるＬＲＵ５２の中に収納される。また、電力バスネットワークシステム９０を有するＬＲＵ５２の内側は、全ての接触器２１６、２１８、２２０、２２２、２３２、２５０、２６０、及び２７８を制御するために、ＣＮＩモジュール１６２からチャネルＡ及びＢのデータ入力を受信するマイクロプロセッサである。

３相の１次電力５０６ａ‐ｄ（以後、集団的及び／又は一般的に「３相の１次電力５０６」として言及される）は、主要な発電機３４、３６のうちの一方から電力バスネットワークシステム９０の内側のＰＰＳＮＤｓ３０２ａ‐ｃへ提供される。相Ａの電力５０６ａ、相Ｂの電力５０６ｂ、又は相Ｃの電力５０６ｃ、又は３つの全ては、出力接続３９０ａ‐ｃから絶縁層５０２を通って、トラスシステム５００の１以上の転送層５０４に送られる。３相の１次電力５０６の中立的な５０６ｄはまた、絶縁層５０２を通じてトラスシステム５００の１以上の転送層５０４に送られる。通信データは、１つのＭＥＣ４４、４６、４８から２つのデータチャネル１８８、１９０（一般的に、チャネルＡ及びＢとして言及される）を横断して、任意の他のＭＥＣ４４、４６、４８に送られる。図１３の中において示されるように、トラスシステム５００の設置構造は、トラスシステム５００に対して設置されるシステムの構成要素に、別々の通信チャネルを提供するように構成される別々の層を提供する。データチャネル１８８、１９０の両方は、絶縁層５０２を通って、トラスシステム５００の１以上の転送層５０４に送られる。例えば、転送層５０４ａはデータ転送経路５３６を含み、かつ転送層５０４ｂはデータ転送経路５３８を含む。データ転送経路５３６、５３８は、転送層５０４ｃなどの１以上の層５０２、５０４によって、互いから分離される。ＰＰＳＮＤｓ３０２を有する電力バスネットワークシステム９０及びＣＮＩモジュール１６２の間を行ったり来たりするデータ通信は、データチャネル１８８、１９０を横断して行ったり来たりするように送られる。データチャネル１８８は、転送層５０４ａの転送経路５３６を通過し、かつデータチャネル１９０は、転送層５０４ｂの転送経路５３８を通過する。

いくつかの構成において、転送層５０４は、１以上の電力又はデータの転送経路、又はその両方を含むように構成される。例えば、転送層５０４ｃは、３相の電力５０６のうちの相Ｂの電力５０６ｂ及び中立的な５０６ｄに対応する電力の転送経路５１２ａ及び５１２ｂを含む。電力の転送経路５１２ａは、相Ｂの電力を受信し、それは例えば２３０ＶＡＣであり、かつそれを図１３の中において示されるＣＮＩモジュール１６２などのトラスシステム５００に設置されている別のＬＲＵ５２に移送する。転送経路５１２ｂは、中立的な５０６ｄを横断してＣＮＩモジュール１６２からＰＰＳＮＤｓ３０２のうちの１つへ戻るような、電流リターン経路である。

各々のＭＥＣ４４、４６、４８はまた、ＭＥＣｓ４４、４６、４８からの２次電力を分散するための、少なくとも１つの電力分散モジュール１７０を含む。各々の分散モジュール１７０は、１以上のＬＲＵｓ５２として構成される。各々の分散モジュール１７０は、好ましくは、３相の全てを受信するが、それらをバランスの取れたやり方で単一の相の進みへ分散する。図１３の中において示されるように、相Ａ５０６ａ及び相Ｂ５０６ｂは、トラスシステム５００の２つの異なる転送層５０４を通して提供され、かつその後、分散モジュール１７０へ送られる。その後、各々の分散モジュール１７０は、単一の相の２次電力を、各々の特定のＭＥＣ４４、４６、４８の割り当てられた区域の範囲内で、低い電力の装置負荷５０に分散する。各々のＭＥＣ４４、４６、４８に関連する装置負荷５０は、好ましくは、３つの全ての電力の相にわたって均等に分散される。好ましくは、低い電力の装置負荷５０の各々は、撚線導体のペアを有する分散モジュール１７０に接続される。本出願は、図面の１以上において特定の数の接続を描いているが、任意の数の装置負荷５０が、利用可能な２次電力の量に影響を受けるＭＥＣ４４、４６、４８によって担われても良い。

図１４は、トラスシステムのいくつかの層を有する１次ＭＥＣ４４を示している。１次ＭＥＣ４４は、ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分散モジュール１７０、及びＰＰＮＳＤ３０２を含む。１次ＭＥＣｓ４４はＰＰＳＮＤ３０２を含み、かつＭＥＣｓ４６、４８は含まない。２次ＭＥＣ４６は、ＰＰＳＮＤ３０２がないということを例外として、図１０Ｂの中のＭＥＣ４４に類似するやり方で描かれることができる。２つのＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分散モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２は、トレースに対して電気的に相互接続され、又は相互接続のメカニズム５６２を挿入することによって、転送層５０４の中で金属化された相互接続である。相互接続のメカニズム５６２は、ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分散モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２の各々を通して挿入され、かつ転送層５０４の各々の中のビア５６６の中へ挿入される。

トラスシステムは、チャネルＡのためのトレース５３６を有する転送層５０４ａ及びチャネルＢのためのトレース５３８を有する転送層５０４ｂを含む。ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、分散モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２の各々は、専用のチャネルＡのトレース５３６及び専用のチャネルＢのトレース５３８に接続される。しかしながら、各々の転送層５０４の上のトレース５３６、５３８の数は、プロトコルに応じる。他の実施形態において、ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、分散モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２は、全て、同じチャネルＡのトレース５３６及び同じチャネルＢのトレース５３８に接続され得る。

図１４の中のトラスシステムはまた、転送層５０４ｃ、５０４ｄ、５０４ｅ、及び５０４ｆを含む。転送層５０４ｃは、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラスシステム及びそれに接続されるシステムに電力を供給するために、２３０ＶＡＣなどの３相の１次電力５０６を伴うトレース５７０を含む。それぞれのトレース５７０は、相Ａの電力５０６ａ、相Ｂの電力５０６ｂ、相Ｃの電力５０６ｃ、及び中立的な５０６ｄに対応する。２つのＴＲＵｓ１３２、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、及びＰＰＳＮＤ３０２は、ビア５６６を通して相互接続のメカニズム５６２を有する転送層５０４ｃのトレース５７０に接続される。３相の１次電力５０６は、発電機３４、３６からＰＰＳＮＤ３０２を通して転送層５０４ｃへ提供される。その後、２つのＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、及びＣＮＩモジュール１６２は、転送層５０４ｃのトレース５７０から３相の１次電力５０６を受信することによって電力供給される。

２次電力は、ＴＲＵｓ１３４、１４２及びＡＴＵ１３８から転送層５０４ｄ、５０４ｅ、５０４ｆへ分散される。転送層５０４ｄ、５０４ｅは２８ＶＤＣなどの低い電圧の層であり、かつ各々は正のトレース５７４、負のトレース５７６、及び中性のトレース５７８を含む。転送層５０４ｅなどの、これらの転送層５０４のうちの１つは、ＲＡＴ１２８又は第２のＴＲＵ１４２を介して燃料電池から予備の電力を提供する。転送層５０４ｄ、５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８からの２８ＶＤＣの電力は、分散モジュール１７０へ分散される。転送層５０４ｆは、相Ａの電力５８０、相Ｂの電力５８２、相Ｃの電力５８４、及び中立的な５８６を含む、１１５ＶＡＣなどの低い電圧の３相の層である。転送層５０４ｆのトレースからの１１５ＶＡＣの電力はまた、分散モジュール１７０に対して分散される。

分散モジュール１７０は、撚線導体及びシールド導体のペア３１４を有する装置負荷５０に対して２次電力を分散するために、２次電力のための転送層５０４ｄ、５０４ｅ、５４０ｆのトレースに接続され、かつまたチャネルＡ及びＢ２０２、２０４のためのトレース５３６、５３８に接続される。分散モジュール１７０は、１次電力が分散モジュール１７０から分散されないので、３相の１次電力５０６を有する転送層５０４ｂに接続されない。トラスの転送層５０４ａ、５０４ｂのチャネルＡ及びＢからの通信データは、装置負荷５０を担うために、撚線導体及びシールド導体のペア３１４に対して、分散モジュール１７０がいつ２次電力をオン及びオフするかを制御する。

図１４の中において示されるように、ＣＮＩモジュール１６２は、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラスシステムの全部の層５０４の中の全部のトレースに接続される。ＣＮＩモジュール１６２に対して複数の電圧入力が存在するので、電力レギュレーターは、必要とされる電圧への変換を実行する。層５０４の１以上の上の任意のトレースが電力供給される場合、ＣＮＩモジュール１６２はアクティブになる。例えば、全てのＭＥＣｓ４４、４６が１次電力を失う場合、電力はＲＡＴ１２８又は燃料電池を用いて予備のＭＥＣ４８に対して提供され、それによって、電力を予備の層５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８に対して提供する。転送層５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８の中の電力は、ＣＮＩモジュール１６２をアクティブにする。ＣＮＩモジュール１６２はまた、転送層５０４ａ、５０４ｂのトレース５３６、５３８の各々から、チャネルＡ及びＢの両方から、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６と使用するための通信データを受信する。

図１４は、好ましくは、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラスシステムの転送層５０４の上に位置決めされる、バリア５８８を描いている。図１７の中において示されるようにトラスシステムがフロア構造の範囲内において位置決めされた場合、バリアは、積荷のコンパートメントからの煙が乗客用のコンパートメントに入ってくることを妨げる煙バリアとして、及び／又は航空機１０のどこかの場所から滴り落ちる水を妨げるための水切りバリアとして働く。例えば、バリア５８８は、水がＭＥＣ４４、４６、４８の電気的な構成要素の上に滴り落ちることを妨げることができる。代替的に、又はバリア５８８に加えて、絶縁層５０２の１以上が煙及び／又は水切りのバリアとなり得る。例えば、トラスシステムの一番上の絶縁層５０２は、水及び煙に対するバリアとして働くように構成されることができる。

既存の複合材の航空機において、電流リターンネットワークは、フォールト電流リターン経路、身の安全を保護する経路、及び航空機システムのための避雷保護経路を提供する。しかしながら、上で説明されたように、電流リターンネットワークはまた、航空機に対する望ましくない致命的な量のワイヤーの重量を提供する。

これらの既知の航空機の電流リターンネットワークはまた、大きな電圧のオフセットに対して脆弱である。ＡＣ及びＤＣの両方の電圧が、電流リターンネットワークの上で測定される。電流リターンネットワークの上の航空機の中全部の装置負荷の全てのリターン電流は累積され、かつそれ故、電源接地点から負荷接地点への測定される電流リターンに沿って、電圧降下が生成される。電流リターンネットワークに沿った異なる点における電圧降下は、電源接地点から航空機の後ろへ向かって、電流リターンネットワークのインピーダンス及びそれを通る電流に比例して増加する。

図１５は、概して、３相（Φ）の１次電力５０６が主要な発電機３４、３６のうちの１以上から複数の孤立したＴＲＵｓ１３４及び孤立していないＡＴＵｓ１３８へ送られることを、示している。ＴＲＵｓ１３４及びＡＴＵｓ１３８は、図１５の中において最も良く示されるような分散型のアーキテクチャの部分として、航空機１０の中全体に分散される。少なくとも１つのＴＲＵ１３４及び少なくとも１つのＡＴＵ１３８が、ＭＥＣｓ４４、４６、４８のうちの１つに対応する。ＴＲＵｓ１３４は孤立しているので、それらは便利な時にいつでも地面に置かれることができる。また、ＴＲＵｓ１３４が分散されるので、ＴＲＵｓ１３４は、種々の位置において地面に置かれることができ、かつそれ故、それらのＤＣリターン電流は、各々のそれぞれのＭＥＣ４４、４６、４８に対して局所的なままである。しかしながら、リターン電流はもはや累積的ではなく、そのことはＤＣオフセット電圧がゼロとなることをもたらす。

図１６は、概して、ＡＴＵ１３８又はＴＲＵ１３４のそれぞれからのＡＣ又はＤＣの電力のいずれかの分散を示している。しかしながら、より具体的に上述されたように、１次電力５０６は、先ず電力変換装置に分散され、かつその後、導体が実質的に等しいが反対向きの電流を運ぶ、複数の導体ケーブルを有する低い電力の装置負荷５０の各々と接続される分散モジュール１７０に分散される。適用に際して、導体によって運ばれる電流の中に小さな差異が存在し得る。ケーブルは、それがまた遮断され得る撚線導体のペアであり得る、導体のペアであっても良い。例えば、撚線導体及びシールド導体のペア３１４は、電源導体３１０及び中立的な若しくはリターン導体３１２を含む。中立的な導体は、３相の給電線を伴って経路選択される。

１次電力５０６を変換した後、ＡＣ電力は、各々のＡＴＵ１３８から、電源導体３１０を有するＡＣ装置負荷５０ａに分散され、かつ電流は、各々のＡＣ装置負荷５０ａから、撚線導体及びシールド導体のペア３１４の対応するリターン導体３１２の上に戻される。ＤＣ電力は、各々のＴＲＵ１３４から、電源導体３１０を有する装置負荷５０ｂに提供される。電流は、各々のＤＣ装置負荷５０ｂから、撚線導体及びシールド導体のペア３１４の対応するリターン導体３１２の上に戻される。

相Ａの電力５０６ａ、相Ｂの電力５０６ｂ、及び相Ｃの電力５０６ｃは、発電機３４、３６から分散される。３相の１次電力５０６のための発電機３４、３６からの４番目のワイヤーはまた、中立的な導体５０６ｄとして描かれている。ＡＣの装置負荷５０ａの各々は、中立的な導体５０６ｄに接続される破線によって描かれているシールド終端ワイヤー５９０を含み、かつＤＣの装置負荷５０ｂの各々は、中立的な導体５０６ｄに接続される破線によってまた描かれているシールド終端ワイヤー５９２を含む。装置負荷５０ａ及び５０ｂの各々は、シールド終端ワイヤー５９０及び５９２をそれぞれ有する中立的な導体５０６ｄに接続されているが、負荷リターン電流は、もはや累積的ではない。図１６において、中立的な導体５０６ｄの部分は、局所的な２次電力分散のための撚線導体のペアの小さいループを使用する結果として電圧の差異がゼロになることを単に示すために、電流リターンネットワーク（ＣＲＮ）として現れるように構成される。航空機１０のＭＥＣｓ４４、４６、４８の間に分散される３相の１次電力５０６の中立的な導体５０６ｄは、ＣＲＮの部分として典型的に利用される導体よりもかなり小さく、単純に安全用アース端子バス（ＳＧＢ）として言及される。それ故、ＣＲＮは、撚線導体のペアによって提供される局所的な２次電力分散を有する複合材の航空機１０の中で、もはや必要とされない。撚線導体及びシールド導体のペア３１４は今や、電流リターンを提供する。また、撚線導体及びシールド導体のペア３１４によって生成されるループの断面積は、複合材の航空機１０に対する避雷の脅威を低減するＣＲＮのより大きいワイヤーループによって生成される断面積よりもかなり小さい。比較すると、撚線のペアの導体は、約１６から約２０の間の米国電線規格（ＡＷＧ）であり、一方、ＣＲＮの導体は、約２ＡＷＧ又はそれより大きい直径である。

図１６は、航空機１０の前方、中間、及び後方のセクションの範囲内に分散される１次ＭＥＣｓ４４の間の発電機３４、３６からの１次電力の分散を示している。各々の１次ＭＥＣ４４は、上述されるように、装置負荷５０ｂ及び５０ａのそれぞれを担うための、ＴＲＵ１３４及びＡＴＵ１３８を含んでいる。電力は、各々のＭＥＣ４４から、撚線導体及びシールド導体のペア３１４を有する各々の装置負荷５０へ分散される。図１６はまた、補助的な負荷５２０のために２３０ＶＡＣを提供するＭＥＣｓ４４のペアを描いている。図１２Ａから図１２Ｃ及び付随の文字の中において言及されているように、補助的な負荷へ及びからの２３０ＶＡＣの電力は、１次ＭＥＣ４４のＰＰＳＮＤｓ３０２の接触器２３２、２７８によって制御される。

図１６はまた、前方のほとんどの１次ＭＥＣによって担われる、アビオニクスなどの、複数のＬＲＵｓ５２を示している。図１６はまた、予備の電力を提供するためのバッテリ５９８を示している。図１６は、予備の電力を前方のほとんどの１次ＭＥＣ４４のみに対して提供するバッテリ５９８を描いているが、バッテリの予備の電力は好ましくは全ての１次ＭＥＣｓ４４に提供される。

図１７は、上で説明されたように１以上の電力及びデータの移送経路を提供するために、航空機の製造の中において使用される、統合されたトラスシステム６００を示している。１以上のＭＥＣｓ４４、４６、４８は、ビークルシステム、ＭＥＣ４４、４６、４８の構成要素、装置負荷５０、ＬＲＵｓ５２、又は他の装置のうちの全て又は部分を取り付けるための、支持又は設置構造としてのトラスシステム６００を含む。

トラスシステム６００の設置構造は、単一のユニタリーピース（ａ ｓｉｎｇｌｅ ｕｎｉｔａｒｙ ｐｉｅｃｅ）として航空機１０の中に設置される統合された設置構造を生成するために、一緒に積み重なる、取り外し可能に接続する、又はロックする別々の構造的な要素のマルチパート又はモジュール式アセンブリとなることができる。各々の構造的な要素は、上述されたように、１以上の転送層及び１以上の絶縁層を有している。マルチパートのトラスシステム６００の各々の構造的な要素は、航空機１０から損傷を受けていない構造的な要素を除去することなしに、損傷を受けた構造的な要素を修理又は交換することを可能にするために、互いから取り外すことが可能である。各々の構造的な要素の１以上の層はまた、交換されることができる。トラスシステム６００の１つの要素は、全体のトラスシステム６００を除去する必要なしに、取り換えられることができる。また、トラスシステム６００の全て又は少なくとも一部はまた、フロアビーム又は機体フレームの部材などの、航空機１０の支持構造から取り外し可能である。代替的に、トラスシステム６００は、その全体において設置され又は交換される、単一のモノリシック構造として製造される。

トラスシステム６００は、フレーム部材の間の機体の側壁の中で画定される薄い構造体積の範囲内で、かつフレーム部材の深さによって延伸するように構成され、又は航空機１０の乗客用及び積荷用のコンパートメントの間のフロアの中の空間の中において画定される薄い構造体積の範囲内で、かつフロアビームの深さによって延伸するように構成される。代替的に、トラスシステム６００などのトラスは、従来の装置ベイの範囲内に埋め込まれるように構成される物理的な形状を有することができる。航空機１０の側壁の中に設置されるトラスシステム６００は、好ましくは、航空機１０の機体の曲線に対応する。図１７はまた、シートレール６１０の下の、かつ横断するフロアビーム６０８の間の、航空機１０の側壁から側壁へと延伸するように構成される、トラスシステム６００に向かって上方向に見た場合の底面図である。トラスシステム６００などのトラスシステムを有する航空機１０のフロア又は側壁の中に位置決めされるＭＥＣ４４、４６、４８は、ＭＥＣ４４、４６、４８の近傍に存在する、航空機１０の乗客用のコンパートメント及び積荷用のコンパートメントの範囲内の装置負荷５０を担うことができる。

トラスシステム６００は、電力分散モジュール１７０などの構成要素を設置するための広い表面を提供するために、２つの内側の隣接するフロアビーム６０８の最上部を超えて延伸する狭い中間部分、及び２つの内側の隣接するフロアビーム６０８の両方の側からさらに外側へ向かって次のフロアビーム６０８へ延伸する対向する端部の部分を有するように構成される。１以上の実施形態において、トラスシステムは、隣接するフロアビーム６０８の間、又は互いからずらされるフロアビーム６０８の間の幅及び長さを有するように構成され、積荷用のコンパートメントからの煙が乗客用のコンパートメントに入ってくることを妨げるための煙バリアとして、及び／又はＭＥＣ４４、４６、４８の範囲内において電気構成要素の上に水が滴り落ちることを妨げるための水切りバリアとして、働くために適切である。

図１７はまた、１次ＭＥＣ４４のトラスシステム６００に設置される、ＣＮＩモジュール１６２、電力分散モジュール１７０、ＴＲＵｓ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、及びＰＰＳＮＤｓ３０２を示している。ＴＲＵ１３４は、ＰＰＳＮＤｓ３０２の出力接続３９０から２３０ＶＡＣを受信する。ＴＲＵｓ１３４は、分散モジュール１７０に電力を供給するために、２８ＶＤＣで電力バスに接続する。各々の電力分散モジュール１７０は、１次ＭＥＣ４４と関連する装置負荷５０と相互作用するための接続５９６を有している。

トラスシステム６００の各々の構造的な要素は、上述されたように、１以上の転送及び絶縁の層を有している。転送層のうちの１つは、高い電圧の電力をＭＥＣ４４、４６、４８の一部分からその同じＭＥＣ４４、４６、４８の別の部分に移送するように構成される。例えば、高い電圧の電力は、転送層を横断してトラスシステム６００の内側に提供され、ＬＲＵ５２として構成され、トラスシステム６００の表面に設置されるＰＰＳＮＤｓ３０２へと至る。低い電圧の２次電力はまた、トラスシステム６００の別の転送層を通って、トラスシステム６００の表面に設置される低い電力の装置負荷５０へ提供される。また、通信データは、トラス６００の転送層を横断して、トラスシステム６００の表面に設置される航空機のシステムの構成要素に提供されることができる。トラスシステム６００の１つの転送層は、トラスシステム６００の表面に設置されるシステムの構成要素に対してチャネルＡを提供することができ、かつ別の転送層は、その同じシステムに対してチャネルＢを提供することができる。

今度は図１８を参照すると、避雷の脅威及び複合材のビークルの中のワイヤー導体の重量を低減するための一連の方法の一構成を示している。特段の表示がなければ、図面の中において示されかつ本明細書の中において説明されるよりも多くの又は少ないオペレーションが実行され得る。加えて、特段の表示がなければ、これらのオペレーションはまた、本明細書の中において説明されるものとは異なる順番で実行され得る。

一連の方法７００はオペレーション７０２において始まり、１以上の電源が１次電力を発生する。オペレーション７０４は、電力を装置負荷５０に分散するために、ＭＥＣｓ４４、４６、４８を複合材のビークルの中全体に空間的に分散することを含む。オペレーション７０６は、電力を装置負荷５０に分散するために、各々のＭＥＣ４４、４６．４８の中に電力変換機能を提供することを含む。オペレーション７０８は、装置負荷５０を導体のペア３１４を用いて一番近いＭＥＣ４４、４６、４８に結合することを含む。オペレーション７１０において、導体のペア３１４によって画定されるループの長さが、各々のＭＥＣ４４、４６、４８及び関連する装置負荷５０の間で最小化される。

条項１
ビークルのための電力分散システムであって、前記システムは：複合材の前記ビークルの中全体で空間的に分散される複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を備え、前記複数のＭＥＣｓは前記複合材のビークルの中全体の複数の装置負荷に電力を分散し、前記複合材のビークルの範囲内の前記装置負荷の各々は前記複数のＭＥＣｓのうちの一番近いＭＥＣによって担われ；及び複数の多重導体ケーブルを備え、各々の多重導体ケーブルは多重の電源導体及び中立的な導体を備え、ここで、前記電源導体及び前記中立的な導体は実質的に等しいが反対向きの電流を運び、各々の装置負荷は、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の多重導体ケーブルの間の前記電源導体及び前記中立的な導体によって画定されるループの長さが最小化されるように、前記多重導体ケーブルのうちの１つを用いて前記一番近いＭＥＣに結合される、システム。

条項２
前記複数の多重導体ケーブルうちの各々は、導体のペアである、条項１に記載の電力分散システム。

条項３
前記導体のペアのうちの各々は、撚線導体のペアである、条項２に記載の電力分散システム。

条項４
前記ビークルは、一緒に結合されて、かつ隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記ビークルは特段の定めがなければ前記ビークルの複数のビークルのセクションの間のセクション区切りを横断して延伸する電流リターンネットワークを持たない、条項１に記載の電力分散システム。

条項５
前記ビークルは、一緒に結合されて、隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記多重導体ケーブルはセクション区切りを横断して延伸しない、条項１に記載の電力分散システム。

条項６
それぞれのビークルのセクションの範囲内の１以上の前記ＭＥＣｓに対する電力入力の上にトランソーブをさらに備える、条項１に記載の電力分散システム。

条項７
隣接するＭＥＣｓの間で結合される安全用アース端子バスをさらに備える、条項１に記載の電力分散システム。

条項８
前記中立的な導体は、３相の給電線を用いて経路選択される、条項１に記載の電力分散システム。

条項９
前記ビークルは、複合材の機体の外板を備える、条項１に記載の電力分散システム。

条項１０
複合材のビークルに対する避雷の脅威を低減させる方法であって、前記方法は：前記複合材のビークルの中全体の複数の装置負荷に対して電力を分散させるために、前記複合材のビークルの中全体にモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を空間的に分散させること；及び導体のペアを用いて各々の装置負荷を一番近いＭＥＣに結合することを含み、各々の導体のペアは等しいが反対向きの電流を運ぶための電源導体及び中立的な導体を備える、方法。

条項１１
電源導体及び中立的な導体を一緒に撚り合わせて、導体のペアを形成することをさらに含む、条項１０に記載の方法。

条項１２
各々のＭＥＣが関連する装置負荷を担うために各々のそれぞれのビークルのセクションの範囲内のみにおいて、２次電力を分散することをさらに含む、条項１０に記載の方法。

条項１３
複合材の航空機の中においてリターン電流を最小化しかつ専用のリターン経路を有する必要性を消去するためのシステムであって、前記システムは：前記複合材の航空機の中全体に空間的に分散される複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）；前記複合材の航空機の中全体の複数の装置負荷；及び前記ＭＥＣｓから前記装置負荷へ電力を分散するための複数の導体のペアを備え、各々の装置負荷は各々の装置負荷及び一番近いＭＥＣの間の各々の導体のペアの長さを最小化するために前記一番近いＭＥＣによって電力供給される、システム。

条項１４
前記複合材の航空機は、一緒に結合されて、本体及び隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記ＭＥＣｓから前記装置負荷への導体のペアはセクション区切りを横断しない、条項１３に記載のシステム。

条項１５
前記導体のペアは、撚線導体及びシールド導体のペアである、条項１３に記載のシステム。

条項１６
各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の導体のペアの電源導体及び中立的な導体によって画定されるループの長さが最小化される、条項１３に記載のシステム。

条項１７
複合材のビークルに対する避雷の脅威を低減させるシステムであって、前記システムは：前記複合材のビークルの中全体に空間的に分散される複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を備え、前記複数のＭＥＣｓは前記複数のビークルの中全体の複数の装置負荷に電力を分散し、前記複合材のビークルの範囲内の前記装置負荷の各々は一番近いＭＥＣによって担われ；及び複数の撚線導体及びシールド導体のペアを備え、各々の撚線導体及びシールド導体のペアは電源導体及び中立的な導体を備え、前記電源導体及び前記中立的な導体は等しいが反対向きの電流を運び、各々の装置負荷は、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の撚線導体及びシールド導体のペアの前記電源導体及び前記中立的な導体によって画定されるループの長さが最小化されるように、前記撚線導体及びシールド導体のペアのうちの１つを用いて前記一番近いＭＥＣと結合され、前記複合材のビークルは一緒に結合されてかつ隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記複合材のビークルは特段の定めがなければ前記複合材のビークルの複数のビークルのセクションの間のセクション区切りを横断して延伸する電流リターンネットワークを持たず、かつ前記複数の撚線導体及びシールド導体のペアはセクション区切りを横断して延伸しない、システム。

条項１８
各々のＭＥＣが関連する装置負荷を担うために各々のそれぞれのビークルのセクションの範囲内のみにおいて、２次電力を分散することをさらに含む、条項１７に記載のシステム。

上述の主題は、例示的な方法によってのみ提供されており、かつ限定的なものと解釈されるべきではない。図解されかつ説明された例示的な実施形態及び用途にしたがうことなく、かつ以下の特許請求の範囲の中で説明される本開示の正しい精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更が本明細書の中で説明された主題に対して行われ得る。

１０ 航空機
１２ 前方のセクション
１４ 中間のセクション
１６ 後方のセクション
１８ セクション区切り
２０ セクション区切り
２２ セクション区切り
３０ 左側のエンジン
３２ 右側のエンジン
３４ａ 左側発電機
３４ｂ 左側発電機
３６ａ 右側発電機
３６ｂ 右側発電機
３８ 動翼破裂区域
４０ａ １次給電線
４０ｂ １次給電線
４２ａ １次給電線
４２ｂ １次給電線
４４ １次ＭＥＣ
４６ ２次ＭＥＣ
４８ 予備のＭＥＣ
５０ 装置負荷
５２ ライン交換ユニット（ＬＲＵ）
５４ 補助電源ユニットの発電機
５６ 外部電源ユニット
７６ 前方のタイバス
７８ 後方のタイバス
８０ 中間のタイバス
９０ １次電力バスネットワークシステム
９６ａ‐ｃ １次電力スイッチングバス
９８ 分散フィード
１００ 分散フィード
１０２ クロスタイ
１０４ クロスタイ
１０６ クロスタイ
１０８ クロスタイ
１２０ 高電力部
１２２ 低電力部
１２８ ラムエアタービン（ＲＡＴ）
１３０ 電力タイ
１３４ 変圧整流器ユニット（ＴＲＵ）
１３６ バス
１３８ 自動ステップダウン変換ユニット（ＡＴＵ）
１４０ 低い電力のＡＣ出力バス
１４２ 第２のＴＲＵ
１４８ バックアップバス
１６０ 予備のバス
１６２ コンピューティング及びネットワークインターフェース（ＣＮＩ）モジュール
１６６ ブレーカーモジュール
１６８ 発電機制御ユニットＧＣＵ
１７０ 電力分散モジュール
１８２ａ‐ｂ ネットワークスイッチ
１８４ａ‐ｂ ネットワークスイッチ
１８６ａ‐ｂ ネットワークスイッチ
１８８ チャネルＡ
１９０ チャネルＢ
１９２ データライン
１９６ データライン
２０２ チャネルＡ
２０４ チャネルＢ
２０６ ポート
２０８ ポート
２１０ 接続
２１０ａ‐ｃ 接触器
２１２ 接続
２１４ 接続
２１６ 接触器
２１８ａ‐ｃ 接触器
２２０ａ‐ｃ 接触器
２２２ａ‐ｃ 接触器
２２４ 接続
２３２ 接触器
２３４ タイ
２３６ ＡＴＲＵ
２３８ 電源レギュレーター
２４０ バス
２４２ プロセッサ
２４４ プロセッサ
２４６ 電力レギュレーター
２４８ バーコードリーダ
２５０ａ‐ｃ 接触器
２５２ 接続
２６０ａ‐ｃ 接触器
２６２ 接続
２７０ タイ
２７２ 自動変圧整流器ユニット（ＡＴＲＵ）
２７４ バス
２７８ 接触器
２８０ レギュレーター
２８４ ＤＣ電力入力
２８６ 電力出力
２８８ 電力入力
２９０ 静止インバーター
２９４ バッテリバス
２９６ 接触器
３０２ １次電力スイッチングネットワーク装置
３１０ 電源導体
３１２ リターン導体
３１４ 撚線導体及びシールド導体のペア
３４０ａ‐ｃ 出力接続
３４２ａ‐ｃ 出力接続
３９０ａ‐ｃ 出力接続
５００ トラスシステム
５０２ａ‐ｂ 絶縁層
５０４ａ‐ｄ 転送層
５０６ａ‐ｄ ３相の１次電力
５１２ａ‐ｂ 転送経路
５２０ 補助的な負荷
５３６ 転送経路、トレース
５３８ 転送経路、トレース
５８２ 相Ｂの電力
５９０ シールド終端ワイヤー
５９２ シールド終端ワイヤー
５９６ 接続
５９８ バッテリ
６００ トラスシステム
６０８ フロアビーム
６１０ シートレール
７００ 一連の方法
７０２ オペレーション
７０４ オペレーション
７０６ オペレーション
７０８ オペレーション
７１０ オペレーション

Claims (10)

1. 複合材のビークルのための電力分散システムであって、前記システムは：
   前記複合材のビークルの中全体に空間的に分散される複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を備え、前記複数のＭＥＣｓは前記複合材のビークルの中全体の複数の装置負荷に電力を分散し、前記複合材のビークルの範囲内の前記装置負荷の各々は前記複数のＭＥＣｓのうちの一番近いＭＥＣによって担われ；及び
   複数の多重導体ケーブルを備え、各々の多重導体ケーブルは多重の電源導体及び中立的な導体を備え、前記電源導体及び前記中立的な導体は実質的に等しいが反対向きの電流を運ぶように構成されており、各々の装置負荷は、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の多重導体ケーブルの前記電源導体及び前記中立的な導体によって画定されるループの長さを最小化するように、前記多重導体ケーブルのうちの１つを用いて前記一番近いＭＥＣに結合され、
   前記ビークルは、一緒に結合されて、かつ隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記ビークルは前記ビークルの複数のビークルのセクションの間のセクション区切りを横断して延伸する電流リターンネットワークを持たない、
   システム。
2. 複合材のビークルのための電力分散システムであって、前記システムは：
   前記複合材のビークルの中全体に空間的に分散される複数のモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を備え、前記複数のＭＥＣｓは前記複合材のビークルの中全体の複数の装置負荷に電力を分散し、前記複合材のビークルの範囲内の前記装置負荷の各々は前記複数のＭＥＣｓのうちの一番近いＭＥＣによって担われ；及び
   複数の多重導体ケーブルを備え、各々の多重導体ケーブルは多重の電源導体及び中立的な導体を備え、前記電源導体及び前記中立的な導体は実質的に等しいが反対向きの電流を運ぶように構成されており、各々の装置負荷は、各々のＭＥＣ及び関連する装置負荷の間の各々の多重導体ケーブルの前記電源導体及び前記中立的な導体によって画定されるループの長さを最小化するように、前記多重導体ケーブルのうちの１つを用いて前記一番近いＭＥＣに結合され、
   前記ビークルは、一緒に結合されて、隣接するビークルのセクションの間のセクション区切りを画定する複数のビークルのセクションを備え、かつ前記多重導体ケーブルはセクション区切りを横断して延伸しない、
   システム。
3. 前記各々のＭＥＣが、関連する装置負荷を担うために各々のそれぞれのビークルのセクションの範囲内のみにおいて、２次電力を分散する、請求項１又は２に記載の電力分散システム。
4. それぞれのビークルのセクションの範囲内の１以上の前記ＭＥＣｓに対する電力入力の上にトランソーブをさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電力分散システム。
5. 前記複数の多重導体ケーブルのうちの各々は、導体のペアである、請求項１から４のいずれか一項に記載の電力分散システム。
6. 前記導体のペアのうちの各々は、撚線導体のペアである、請求項５に記載の電力分散システム。
7. 隣接するＭＥＣｓの間で結合される安全用アース端子バスをさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の電力分散システム。
8. 前記中立的な導体は、３相の給電線を用いて経路選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力分散システム。
9. 前記ビークルは、複合材の機体の外板を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の電力分散システム。
10. ビークルの中全体の複数の装置負荷に電力を分散させるために、前記ビークルの中全体にモジュール装置センター（ＭＥＣｓ）を空間的に分散させること；及び
    各々の装置負荷を一番近いＭＥＣに結合することを含む方法であって、
    前記ビークルは、複合材のビークルであり、
    前記方法は、前記ビークルに対する避雷の脅威を低減させる方法であって、
    各々の装置負荷は、導体のペアによって一番近いＭＥＣに結合されており、
    各々の導体のペアは等しいが反対向きの電流を運ぶための電源導体及び中立的な導体を備えており、
    前記ビークルは、一緒に結合された複数のビークルのセクションを備え、前記各々のＭＥＣが、関連する装置負荷を担うために各々のそれぞれのビークルのセクションの範囲内のみにおいて、２次電力を分散する、方法。

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