RU175530U1

RU175530U1 - HIGH-RELIABLE FAILURE-SAFE ELECTRIC DRIVE OF REVERSE DEVICE

Info

Publication number: RU175530U1
Application number: RU2017112383U
Authority: RU
Inventors: Михаил Евгеньевич Федосовский; Вадим Игоревич Дунаев
Original assignee: Акционерное общество "Диаконт"
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2017-12-07

Abstract

Настоящая полезная модель относится к авиастроению и применяется в составе реверсивного устройства двигательных установок реактивных самолетов.Технический результат достигается за счет создания высоконадежного отказобезопасного электропривода реверсивного устройства, включающего в себя как минимум один блок управления, как минимум два электромеханических исполнительных устройства - электромеханизма, каждый из которых представляет собой привод (актуатор) линейного перемещения, а также линии связи между ними, и отличающийся тем, что количество и мощность электромеханизмов выбраны с учетом их резервирования, обеспечивающего сохранение работоспособности электропривода при отказе любого из них; при этом в конструкции каждого из электромеханизмов использованы как минимум один электродвигатель, ротор которого непосредственно соединен с валом винтового преобразователя вида движения, как минимум с одним основным датчиком положения, как минимум с одним резервным датчиком положения, а также с электромагнитной тормозной муфтой, имеющей в своем составе по меньшей мере две резервированные обмотки привода растормаживания муфты; а также тем, что каждый из электромеханизмов имеет приводы ручного растормаживания и перемещения его штока; в конструкции блока управления использовано резервирование составляющих его модулей, осуществляемое за счет использования как минимум двух центральных модулей управления, как минимум двух модулей диагностики, как минимум двух многоканальных модулей управления тормозными муфтами, модулей управления электродвигателем, количество которых, так же как и количество каналов каждого из многоканальных модулей управления тормозными муфтами, соответствует количеству электромеханизмов, использования независимых линий связи между указанными модулями и валидации сигналов управления, формируемых резервированными центральными модулями управления, осуществляемой модулями управления тормозными муфтами и модулями управления электродвигателем, а также использования независимых линий связи для питания резервированных обмоток каждой из электромагнитных тормозных муфт каждого из электромеханизмов, и независимых линий связи для передачи сигналов основного и резервного датчиков пложения каждого из электромеханизмов, при этом обработка сигналов основного и резервного датчиков положения осуществляется модулями, выполняющими разные основные функции.This utility model relates to the aircraft industry and is used as part of the reversing device of jet engine propulsion systems. The technical result is achieved by creating a highly reliable fail-safe electric drive of the reversing device, which includes at least one control unit, at least two electromechanical actuators - electromechanisms, each of which represents a drive (actuator) of linear displacement, as well as communication lines between them, and characterized in that o the number and power of electromechanisms are selected taking into account their redundancy, ensuring the preservation of the operability of the electric drive in case of failure of any of them; at the same time, at least one electric motor is used in the design of each of the electromechanisms, the rotor of which is directly connected to the shaft of the screw transducer of the type of movement, at least one main position sensor, at least one backup position sensor, and also with an electromagnetic brake clutch having composition of at least two redundant windings of the clutch release brake; as well as the fact that each of the electromechanisms has manual brake release and displacement of its rod; the design of the control unit used redundancy of its component modules, which is carried out through the use of at least two central control modules, at least two diagnostic modules, at least two multi-channel brake clutch control modules, electric motor control modules, the number of which, as well as the number of channels of each of multi-channel brake clutch control modules, corresponds to the number of electromechanisms, the use of independent communication lines between the indicated modules and validation of control signals generated by redundant central control modules implemented by brake clutch control modules and motor control modules, as well as using independent communication lines to power redundant windings of each of the electromagnetic brake clutches of each of the electromechanisms, and independent communication lines for transmitting the signals of the main and backup position sensors of each of the electromechanisms, while processing the signals of the primary and backup sensors provisions made modules that perform various basic functions.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящая полезная модель относится к авиастроению и применяется в составе реверсивного устройства двигательных установок реактивных самолетов.This utility model relates to aircraft manufacturing and is used as part of the reversing device of propulsion systems of jet aircraft.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Известно электромеханическое реверсивное устройство тяги турбореактивного двигателя с непрерывным управлением положением (патент US 6926234 В2), состоящий из двух заслонок, перемещаемых между открытым положением и закрытым положением реверсивного устройства, причем каждая из этих заслонок управляется соответствующим электронным блоком управления; датчиком для каждой заслонки, измеряющим, по меньшей мере, данные положения относительно указанной заслонки, причем упомянутый, по меньшей мере, один датчик каждой заслонки соединен с упомянутым электронным блоком управления, который управляет заслонкой, чтобы передавать данные положения заслонки в нее. Блоки соединены друг с другом для обмена упомянутыми позиционными данными. Реверсивное устройство дополнительно содержит цифровое устройство управления двигателем полного действия (FADEC), имеющее два канала, каждый из которых соединен с обоими электронными блоками управления, чтобы принимать данные положения от каждой из заслонок от указанных электронных блоков вместе с данными, касающимися рабочего состояния каждого из упомянутых электронных блоков. Электронные блоки, каналы соединены друг с другом, чтобы обмениваться данными положения заслонок и данными состояния электронного блока, чтобы пилот самолета непрерывно информировался о положениях заслонок и состояниях упомянутых электронных блоков.Known electromechanical reversible thrust device of a turbojet engine with continuous position control (patent US 6926234 B2), consisting of two dampers, moved between the open position and the closed position of the reversing device, each of these dampers is controlled by a corresponding electronic control unit; a sensor for each damper measuring at least position data with respect to said damper, said at least one sensor of each damper being connected to said electronic control unit that controls the damper to transmit the damper position data therein. The blocks are interconnected to exchange said positional data. The reversing device further comprises a full-engine digital engine control device (FADEC) having two channels, each of which is connected to both electronic control units, in order to receive position data from each of the dampers from said electronic units together with data regarding the operating state of each of the aforementioned electronic blocks. The electronic units, channels are connected to each other in order to exchange the position data of the shutters and the status of the electronic unit, so that the pilot of the aircraft is constantly informed about the positions of the shutters and the states of the said electronic blocks.

Недостатком вышеописанного технического решения являетсяThe disadvantage of the above technical solution is

- высокая сложность и стоимость изготовления электромеханического реверсивного устройство тяги турбореактивного двигателя с механической синхронизацией при помощи гибких валов из-за большого количества сложных элементов;- high complexity and cost of manufacturing an electromechanical reversible thrust device of a turbojet engine with mechanical synchronization using flexible shafts due to the large number of complex elements;

- невозможность использования предложенного электромеханического реверсивного устройства при отказе хотя бы одного из двух замков или канала управления, им приводящего к блокировке всего реверсивного устройства.- the inability to use the proposed electromechanical reversing device in case of failure of at least one of the two locks or the control channel, which leads to the blocking of the entire reversing device.

Известен привод реверса тяги с автоматическим замком и механизмом предотвращения блокировки замка (US 6786039 В2), который включает в себя один или несколько исполнительных механизмов, каждый из которых имеет запирающий механизм, который предотвращает непреднамеренное движение исполнительного механизма и, таким образом, непреднамеренное движение реверса тяги. Каждый из исполнительных механизмов дополнительно содержит узел блокировки замка, который входит в зацепление с замком и предотвращает его перемещение в его заблокированное положение до тех пор, пока привод не будет перемещен в положение укладки. При перемещении в положение укладки узел блокировки замка отключает замок, и замок автоматически переходит в свое заблокированное положение.Known drive reverse thrust with automatic lock and mechanism to prevent locking of the lock (US 6786039 B2), which includes one or more actuators, each of which has a locking mechanism that prevents inadvertent movement of the actuator and, thus, inadvertent movement of the reverse of the thrust . Each of the actuators additionally contains a lock lock assembly that engages with the lock and prevents it from moving to its locked position until the drive is moved to the stacking position. When moving to the stacking position, the lock-lock assembly disengages the lock and the lock automatically switches to its locked position.

Недостатком вышеописанного технического решения является высокая сложность и стоимость изготовления привода реверса тяги с механической синхронизацией при помощи гибких валов и автоматическим замком и механизмом предотвращения блокировки замка из-за большого количества сложных элементов.The disadvantage of the above technical solution is the high complexity and cost of manufacturing a drive reverse thrust with mechanical synchronization using flexible shafts and an automatic lock and a mechanism to prevent locking of the lock due to the large number of complex elements.

Известна электрическая система управления реверсивным устройством тяги турбореактивного двигателя, включающая электромеханическое приводное устройство и блокирующее устройство, которые управляются электронным блоком управления (US 5960626 А), имеющая, по меньшей мере, один подвижный узел, перемещаемый между положение "прямая тяга" и положением "обратная тяга", причем система содержит:A known electric control system for a reversible thrust device of a turbojet engine, including an electromechanical drive device and a locking device, which are controlled by an electronic control unit (US 5960626 A), having at least one movable unit, moved between the forward thrust position and the reverse position traction ", and the system contains:

A) по меньшей мере одно электромеханическое приводное устройство, механически соединенное с, по меньшей мере, одним подвижным узлом, так что приведение в действие электромеханического приводного устройства перемещает по меньшей мере один компонент между положением "прямая тяга" и положением "обратная тяга", причем электромеханическое приводное устройство содержит линейный привод с винтовой парой, имеющий подвижный элемент, перемещающий по меньшей мере один узел между положением "прямая тяга" и положением "обратная тяга" и электрический приводной электродвигатель, электрически соединенный с электронным блоком управления;A) at least one electromechanical drive device mechanically connected to at least one movable unit, such that the actuation of the electromechanical drive device moves at least one component between the forward link position and the reverse link position, wherein The electromechanical drive device comprises a linear drive with a screw pair having a movable element moving at least one assembly between the forward link position and the reverse link position and an electric rivodnoy motor electrically connected to the electronic control unit;

B) электронный блок управления электрически соединен с, по меньшей мере, одним электромеханическим приводным устройством и с системой управления турбореактивным двигателем для передачи управляющих сигналов на, по меньшей мере, одно электромеханическое приводное устройство, чтобы тем самым управлять перемещением по меньшей мере одного узла между положением "прямая тяга" и положением "обратная тяга". B) the electronic control unit is electrically connected to at least one electromechanical drive device and to a turbojet engine control system for transmitting control signals to at least one electromechanical drive device, thereby controlling the movement of at least one node between the position “forward thrust” and “reverse thrust” position.

С) понижающий приводной механизм, соединенный между электродвигателем электродвигателя и линейным приводом с винтовым домкратом.C) a reduction drive mechanism connected between the electric motor of the electric motor and the linear drive with a screw jack.

Недостатком вышеописанного технического решения является:The disadvantage of the above technical solution is:

- невозможность использования электрической системы управления реверсивным устройством тяги турбореактивного двигателя при отказе канала управления тормоза любого из актуаторов, ведущего к полному ее отказу;- the inability to use the electrical control system of the reversible thrust device of a turbojet engine in case of failure of the brake control channel of any of the actuators, leading to its complete failure;

- а также наличие редуктора, что сказывается на сложности и стоимости изготовления, массогабаритных характеристиках, и может стать причиной снижения надежности в процессе эксплуатации.- as well as the presence of a gearbox, which affects the complexity and cost of manufacture, weight and size characteristics, and can cause a decrease in reliability during operation.

Известен способ синхронизации исполнительных механизмов подвижного обтекателя реверсивного устройства тяги (US 8955306 В2), состоящий из множества исполнительных механизмов обтекателя реверсивного устройства, в котором отклонение положения между соседними исполнительными механизмами измеряется в реальном масштабе времени, и профиль скорости, по меньшей мере, одного из смежных исполнительных механизмов регулируется, когда отклонение положения превышает заранее определенное. При этом профиль скорости определяет скорость ускорения, скорость плато и скорость замедления, а регулировка соседних исполнительных механизмов состоит в увеличении или уменьшении скорости ускорения, увеличении или уменьшении скорости плато и увеличении или уменьшении скорости замедления. Способ управления множеством исполнительных механизмов обтекателя реверсивного устройства, в котором отклонение положения между соседними исполнительными механизмами измеряется в реальном масштабе времени, и профиль скорости, по меньшей мере, одного из смежных исполнительных механизмов регулируется, когда отклонение положения превышает заранее определенный. В котором профиль скорости определяет скорость ускорения, скорость плато и скорость замедления, а регулировка соседних исполнительных механизмов состоит в увеличении или уменьшении скорости ускорения, увеличении или уменьшении скорости плато и увеличении или уменьшении скорости замедления. При этом рассматривается частный случай, в котором, когда способ управления выходит из упомянутого измерения, что один из соседних исполнительных механизмов запаздывает по отношению к другим исполнительным механизмам, последний привод ускоряется.A known method of synchronizing the actuators of a movable fairing of a reversing thrust device (US 8955306 B2), consisting of a plurality of actuating mechanisms of a fairing of a reversing device, in which the position deviation between adjacent actuating mechanisms is measured in real time, and the velocity profile of at least one of the adjacent actuators is adjusted when the position deviation exceeds a predetermined one. The speed profile determines the acceleration speed, plateau speed and deceleration rate, and the adjustment of neighboring actuators consists in increasing or decreasing the acceleration speed, increasing or decreasing the plateau speed and increasing or decreasing the deceleration rate. A method for controlling a plurality of actuators for a fairing fairing of a reversing device, in which the position deviation between adjacent actuators is measured in real time, and the velocity profile of at least one of the adjacent actuators is adjusted when the position deviation exceeds a predetermined one. In which the velocity profile determines the acceleration speed, plateau speed and deceleration rate, and the adjustment of adjacent actuators consists in increasing or decreasing the acceleration speed, increasing or decreasing the plateau speed and increasing or decreasing the deceleration rate. In this case, a special case is considered in which, when the control method leaves the above-mentioned measurement, that one of the neighboring actuators is delayed in relation to the other actuators, the last drive is accelerated.

Недостатком вышеописанного технического решения является использование порогового способа синхронизации, что сказывается на ее точности по сравнению со способом непрерывного регулирования.The disadvantage of the above technical solution is the use of a threshold synchronization method, which affects its accuracy compared to the continuous control method.

Известны система и способ определения положения реверсивного устройства тяги (US 6681559 В2). Система содержащит датчик, определяющий вращательное положение двигателя, при этом система включает в себя исполнительный механизм, двигатель, датчик положения двигателя и электронный блок управления. Электронный блок управления преобразует вращательное положение двигателя в систему реверса тяги, используя, например, алгоритм суммирования и логику сброса.A known system and method for determining the position of a reversible traction device (US 6681559 B2). The system contains a sensor that determines the rotational position of the engine, while the system includes an actuator, an engine, an engine position sensor and an electronic control unit. The electronic control unit converts the rotational position of the engine into a traction reversal system, using, for example, a summing algorithm and reset logic.

Система для определения положения компонента реверсора тяги реактивного двигателя, содержащая двигатель; по меньшей мере, один привод, соединенный с двигателем и предназначенный для перемещения компонента реверсора тяги в ответ на вращение двигателя; первый датчик вращательного положения, выполненный с возможностью определения вращательного положения двигателя и подачи первого сигнала его вращательного положения, представляющего его; а также схему, соединенную для приема, по меньшей мере, первого сигнала поворотного положения и предназначенную для определения положения компонента реверсора тяги на основе, по меньшей мере, частично, первого сигнала вращательного положения, действительным.A system for determining the position of a thrust reverser component of a jet engine, comprising: an engine; at least one drive connected to the engine and designed to move the thrust reverser component in response to the rotation of the engine; a first rotational position sensor configured to detect a rotational position of the engine and supply a first signal of its rotational position representing it; and also a circuit connected to receive at least a first rotary position signal and intended to determine a position of a thrust reverser component based at least in part on a first rotational position signal, valid.

- высокая сложность и стоимость изготовления привода реверса тяги с механической синхронизацией при помощи гибких валов из-за большого количества сложных элементов;- the high complexity and cost of manufacturing a drive reverse thrust with mechanical synchronization using flexible shafts due to the large number of complex elements;

- невозможность применения предложенного метода в конструкциях привода реверса тяг,и не использующих для синхронизации гибкие валы.- the impossibility of applying the proposed method in the design of the drive reverse gear, and not using synchronization flexible shafts.

По своим техническим признакам, являющимся ближайшими к заявляемому техническому решению, за прототип взят электропривод реверсивного устройства для перспективных двухконтурных турбореактивных авиационных двигателей (статья Волокитина Е.В., Тебеньков Ф.Г. научно-технический журнал «Электроника и электрооборудование транспорта» №3, 2013, стр. 30). В статье описан электропривод реверсивного устройства, являющийся многодвигательным, с тремя электродвигателями, обеспечивающими синхронное движение трех исполнительных органов - штоков электромеханизмов, состоящий из трех одинаковых электромеханических каналов. В состав его входят три блока управления, три электромеханизма, обеспечивающие поступательное движение выходных штоков. Электромеханизм включает в себя бесконтактный электродвигатель, редуктор, преобразователь вида движения, датчики обратной связи по положению. Блок управления реализует трехконтурную систему подчиненного регулирования и содержит контур регулирования положения, контуры скорости и тока. Система регулирования построена по принципу векторного управления с раздельным управлением частотой вращения и моментом электродвигателя. Алгоритм управления обеспечивает синхронизированное перемещение штоков электромеханизмов и заданную точность текущего положения ходовых винтов, а также позиционирование в крайних положениях.According to its technical features, which are closest to the claimed technical solution, the prototype is an electric reversing device for promising dual-circuit turbojet aircraft engines (article Volokitina EV, Tebenkov FG scientific and technical journal "Electronics and electrical equipment of transport" No. 3, 2013, p. 30). The article describes the electric drive of the reversing device, which is multi-motor, with three electric motors that provide synchronous movement of three actuators - the rods of electromechanisms, consisting of three identical electromechanical channels. It consists of three control units, three electromechanisms, providing translational movement of the output rods. The electromechanism includes a non-contact electric motor, gearbox, motion type transducer, position feedback sensors. The control unit implements a three-loop system of subordinate regulation and contains a position control loop, speed and current loops. The control system is built on the principle of vector control with separate control of the speed and torque of the electric motor. The control algorithm provides synchronized movement of the rods of electromechanisms and a given accuracy of the current position of the spindles, as well as positioning in extreme positions.

- наличие редуктора, что сказывается на сложности и стоимости изготовления, массогабаритных характеристиках, и может стать причиной снижения надежности в процессе эксплуатации;- the presence of the gearbox, which affects the complexity and cost of manufacturing, weight and size characteristics, and can cause a decrease in reliability during operation;

- информация о способах сохранения работоспособности и отказобезопасности в статье не раскрыта.- information on how to maintain operability and fail-safe is not disclosed in the article.

Задачами заявляемой полезной модели является предложение простой конструкции высоконадежного отказобезопасного электропривода реверсивного устройства тяги двигательных установок реактивных самолетов, обеспечивающего сохранение работоспособности и безопасности его эксплуатации, при отказах его составных частей.The objectives of the claimed utility model is to offer a simple design highly reliable fail-safe electric drive reversible thrust device of the propulsion systems of jet aircraft, ensuring the preservation of the operability and safety of its operation, in the event of failure of its components.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИDISCLOSURE OF THE ESSENCE OF A USEFUL MODEL

Технический результат вышеприведенной задачи достигается за счет создания высоконадежного отказобезопасного электропривода реверсивного устройства, включающего в себя как минимум один блок управления, как минимум два электромеханических исполнительных устройства - электромеханизма, каждый из которых представляет собой привод (актуатор) линейного перемещения, а также линии связи между ними и отличающегося тем, что количество и мощность электромеханизмов выбраны с учетом их резервирования, обеспечивающего сохранение работоспособности электропривода при отказе любого из них; при этом в конструкции каждого из электромеханизмов использованы как минимум один электродвигатель, ротор которого непосредственно соединен с валом винтового преобразователя вида движения, как минимум с одним основным датчиком положения, как минимум с одним резервным датчиком положения, а также с электромагнитной тормозной муфтой, имеющей в своем составе по меньшей мере две резервированные обмотки привода растормаживания муфты; а также тем, что каждый из электромеханизмов имеет приводы ручного растормаживания и перемещения его штока; в конструкции блока управления использовано резервирование составляющих его модулей, осуществляемое за счет использования как минимум двух центральных модулей управления, как минимум двух модулей диагностики, как минимум двух многоканальных модулей управления тормозными муфтами, модулей управления электродвигателем, количество которых, так же как и количество каналов каждого из многоканальных модулей управления тормозными муфтами, соответствует количеству электромеханизмов, использования независимых линий связи между указанными модулями и валидации сигналов управления формируемых резервированными центральными модулями управления, осуществляемой модулями управления тормозными муфтами и модулями управления электродвигателем, а также использования независимых линий связи для питания резервированных обмоток каждой из электромагнитных тормозных муфт каждого из электромеханизмов и независимых линий связи для передачи сигналов основного и резервного датчиков положения каждого из электромеханизмов, при этом обработка сигналов основного и резервного датчиков положения осуществляется модулями ,выполняющими разные основные функции.The technical result of the above task is achieved by creating a highly reliable fail-safe electric drive reversing device, which includes at least one control unit, at least two electromechanical actuators - an electromechanism, each of which is a linear actuator (actuator), as well as communication lines between them and characterized in that the number and power of electromechanisms are selected taking into account their redundancy, ensuring the preservation of efficiently STI electric drive in case of failure of any of them; at the same time, at least one electric motor is used in the design of each of the electromechanisms, the rotor of which is directly connected to the shaft of the screw transducer of the type of movement, at least one main position sensor, at least one backup position sensor, and also with an electromagnetic brake clutch having composition of at least two redundant windings of the clutch release brake; as well as the fact that each of the electromechanisms has manual brake release and displacement of its rod; the design of the control unit used redundancy of its component modules, which is carried out through the use of at least two central control modules, at least two diagnostic modules, at least two multi-channel brake clutch control modules, electric motor control modules, the number of which, as well as the number of channels of each of multi-channel brake clutch control modules, corresponds to the number of electromechanisms, the use of independent communication lines between the indicated modules and validation of control signals generated by redundant central control modules implemented by brake clutch control modules and motor control modules, as well as using independent communication lines to power redundant windings of each of the electromagnetic brake clutches of each of the electromechanisms and independent communication lines to transmit signals from the primary and secondary sensors the position of each of the electromechanisms, while processing the signals of the primary and secondary sensors provisions made modules that perform various basic functions.

Указанный признак позволяет обеспечить сохранение работоспособности и безопасности эксплуатации электропривода реверсивного устройства при отказах его составных частей.This feature allows you to ensure the health and safety of operation of the electric drive of the reversing device in case of failure of its components.

Возможен вариант технического развития, заключающийся в том, что в качестве винтового преобразователя вида движения может быть использован ролико-винтовой, шарико-винтовой или любой другой преобразователь движения из вращательного в поступательное. Указанный признак позволяет расширить номенклатуру возможных для использования комплектующих.A possible variant of technical development is that a roller-screw, ball-screw or any other motion converter from rotational to translational can be used as a screw transducer of the type of movement. This feature allows you to expand the range of possible components for use.

Возможен вариант технического развития, заключающийся в том, что между электродвигателем и преобразователем вида движения может использоваться понижающий редуктор. Указанный признак позволяет снизить требования к величине крутящего момента электродвигателя.A possible variant of technical development is that a reduction gearbox can be used between the electric motor and the type of motion converter. This feature allows you to reduce the requirements for the magnitude of the torque of the electric motor.

Возможен вариант технического развития, заключающийся в том, что в качестве резервированной электромагнитной тормозной муфты может быть использована как готовая, резервированная электромагнитная тормозная муфта, так и сборный кинематический блок, состоящий из как минимум одной электромагнитной тормозной муфты и как минимум одной электромагнитной муфты сцепления, соединенных каскадно, таким образом, что подача питания на обмотку хотя бы одной из них приводит к разрыву образованной ими кинематическая связи между валом винтового преобразователя вида движения и с корпусом электромеханизма. Указанный признак позволяет расширить номенклатуру возможных для использования комплектующих.A possible technical development option is that as a redundant electromagnetic brake clutch, either a ready-made, redundant electromagnetic brake clutch, or a prefabricated kinematic block consisting of at least one electromagnetic brake clutch and at least one electromagnetic clutch connected cascading, in such a way, that supplying power to the winding of at least one of them leads to a rupture of the kinematic connection formed by them between the screw shaft azovatelya kind of movement and with electric mechanism housing. This feature allows you to expand the range of possible components for use.

Возможен вариант технического развития, заключающийся в том, что в качестве основного датчика положения может быть использован как один абсолютный многооборотный датчик угла поворота, так и блок, состоящий из как минимум двух абсолютных однооборотных датчиков угла поворота, например оптических, магнитных, выполненных в виде вращающихся трансформаторов, и любых других, при этом вал одного из датчиков непосредственно связан с валом преобразователя вида движения, а вал второго датчика связан с ним через кинематическую (зубчатую) передачу, обеспечивающую соотношение углов их поворота как N:(N-1) или (N-1):N, где N - натуральное (целое и положительное) число, превышающее число оборотов вала преобразователя вида движения, соответствующего полному диапазону перемещения штока электромеханизма. Указанный признак позволяет расширить номенклатуру возможных для использования комплектующих.A technical development option is possible, consisting in the fact that as a basic position sensor can be used as one absolute multi-turn angle sensor, or a block consisting of at least two absolute single-turn angle sensors, for example optical, magnetic, made in the form of rotating transformers, and any others, while the shaft of one of the sensors is directly connected to the shaft of the transducer of the type of movement, and the shaft of the second sensor is connected to it through a kinematic (gear) transmission, providing a ratio of their rotation angles as N: (N-1) or (N-1): N, where N is a natural (integer and positive) number that exceeds the number of revolutions of the drive shaft of the type of movement corresponding to the full range of movement of the electromechanical rod. This feature allows you to expand the range of possible components for use.

Возможен вариант технического развития, заключающийся в том, что в качестве резервного датчика положения может быть использован как многооборотный, так и однооборотный, как абсолютный, так и инкрементный датчик угла поворота или вращения, например магнитоиндукционный, магнитный, оптический, на эффекте Холла, выполненный в виде вращающегося трансформатора, или любой другой. Указанный признак позволяет расширить номенклатуру возможных для использования комплектующих.A technical development option is possible, consisting in the fact that both a multi-turn and a single-turn, both absolute and incremental angle or rotation sensor, for example, magnetic induction, magnetic, optical, based on the Hall effect, can be used as a backup position sensor the form of a rotating transformer, or any other. This feature allows you to expand the range of possible components for use.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 показана условная структурная схема электропривода реверсивного устройства во взаимодействии с другими системами воздушного судна.In FIG. 1 shows a schematic structural diagram of an electric drive reversing device in conjunction with other systems of the aircraft.

На фиг. 2 показана кинематическая схема электромеханизма.In FIG. 2 shows a kinematic diagram of an electromechanism.

На фиг. 3 - пример реализации конструкции электромеханизма.In FIG. 3 - an example of the implementation of the design of the electromechanism.

На фиг. 4- показана структурная схема блока управления.In FIG. 4- shows a block diagram of a control unit.

Поз. 1 - электропривод реверсивного устройства.Pos. 1 - electric reversing device.

Поз. 2 - блок управления электропривода.Pos. 2 - electric drive control unit.

Поз. 3 - электромеханизм электропривода.Pos. 3 - electromechanism of the electric drive.

Поз. 4 (4а и 4b) - внутренние линии связи электропривода.Pos. 4 (4a and 4b) - internal communication lines of the electric drive.

Поз. 5 - линия связи, объединяющая несколько электроприводов в локальную систему управления.Pos. 5 - communication line, combining several electric drives into a local control system.

Поз. 6 - локальная система управления электроприводами.Pos. 6 - local control system of electric drives.

Поз. 7 - система электроснабжения воздушного судна.Pos. 7 - aircraft power supply system.

Поз. 8 - система управления воздушного двигателя.Pos. 8 - air engine control system.

Поз. 8а и 8b - каналы системы управления воздушного двигателя.Pos. 8a and 8b are channels of an air engine control system.

Поз. 9 - подвижные части реверсивного устройства.Pos. 9 - moving parts of the reversing device.

Поз. 10 - внешние силовые линии питания электропривода.Pos. 10 - external power supply lines of the electric drive.

Поз. 11 (11а и 11b) - внешние информационные линии управления электроприводом.Pos. 11 (11a and 11b) are external information lines for controlling the electric drive.

Поз. 12 (12а и 12b) - внешние информационные линии состояния электропривода.Pos. 12 (12a and 12b) are external information lines of the state of the electric drive.

Поз. 13 - внешние информационные линии связи электропривода с другими системами воздушного судна.Pos. 13 - external information lines of communication of the electric drive with other aircraft systems.

Поз. 14 - шток электромеханизма.Pos. 14 - stock of the electromechanism.

Поз. 15 - элемент крепления штока электромеханизма к подвижным частям реверсивного устройства.Pos. 15 - element for mounting the rod of the electromechanism to the moving parts of the reversing device.

Поз. 16 - карданный подвес электромеханизма к неподвижным частям реверсивного устройства.Pos. 16 - gimbal suspension of the electromechanism to the stationary parts of the reversing device.

Поз. 17 - электродвигатель.Pos. 17 - an electric motor.

Поз. 18 - винтовой преобразователь вида движения.Pos. 18 - screw transducer type of movement.

Поз. 19 - резервированная электромагнитная тормозная муфта.Pos. 19 - redundant electromagnetic brake clutch.

Поз. 19а и 19b - обмотки электромагнитного привода растормаживания тормозной муфты.Pos. 19a and 19b are windings of an electromagnetic brake release brake clutch actuator.

Поз. 20 - основной датчик положения.Pos. 20 - the main position sensor.

Поз. 20а и 20b - однооборотные абсолютные датчики угла поворота.Pos. 20a and 20b are single-turn absolute angle sensors.

Поз. 21 - узел обработки сигналов основного датчика положения.Pos. 21 is a signal processing unit of the main position sensor.

Поз. 22 - резервный датчик положения.Pos. 22 - backup position sensor.

Поз. 23 - хвостовик ручного привода перемещения штока.Pos. 23 - shank of a manual actuator for moving the rod.

Поз. 24 - хвостовик ручного привода растормаживания.Pos. 24 - shank of the manual brake release drive.

Поз. 25 - линия питания электродвигателя.Pos. 25 - power supply line of the electric motor.

Поз. 26 (26а и 26b) - линии питания обмоток электромагнитной тормозной муфты.Pos. 26 (26a and 26b) are power lines of the electromagnetic brake clutch windings.

Поз. 27 - сигнальная линия основного датчика положения.Pos. 27 - signal line of the main position sensor.

Поз. 28 - сигнальная линия резервного датчика положения.Pos. 28 - signal line backup position sensor.

Поз. 29 - центральный модуль управления электропривода.Pos. 29 - Central control module of the electric drive.

Поз. 30 (30а и 30b) - модуль диагностики электропривода.Pos. 30 (30a and 30b) is a drive diagnostic module.

Поз. 31 - модуль управления электродвигателем.Pos. 31 - motor control module.

Поз. 32 (32а и 32b) - многоканальный модуль управления тормозными муфтами.Pos. 32 (32a and 32b) is a multi-channel brake clutch control module.

Поз. 33 - датчики температуры блока управления.Pos. 33 - temperature sensors of the control unit.

Поз. 34 - внутренние групповые диагностические линии связи.Pos. 34 - internal group diagnostic communication lines.

Поз. 35 - внутренние линии управления электромеханизмами и обратной связи по их положениям.Pos. 35 - internal control lines of electromechanisms and feedback on their positions.

Поз. 36 - внутренние групповые линии управления тормозными муфтами.Pos. 36 - internal group lines of brake clutch control.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИIMPLEMENTATION OF A USEFUL MODEL

На фиг. 1 изображена условная структурная схема высоконадежного отказобезопасного электропривода (1) реверсивного устройства во взаимодействии с другими системами воздушного судна. Электропривод (1) реверсивного устройства предназначен для перемещения его подвижных частей (9), осуществляющих реверс тяги воздушного двигателя. Перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства осуществляется между положениями, соответствующими прямой и обратной тяге воздушного двигателя. Электропривод (1) реверсивного устройства состоит как минимум из одного электронного блока управления (2) и как минимум одного электромеханизма (3), которые соединены между собой его внутренними линиями связи (4).In FIG. 1 shows a schematic structural diagram of a highly reliable fail-safe electric drive (1) reversible device in conjunction with other aircraft systems. The electric drive (1) of the reversing device is designed to move its moving parts (9) that reverse the thrust of the air engine. The moving parts (9) of the reversing device are moved between the positions corresponding to the forward and reverse thrust of the air engine. The electric drive (1) of the reversing device consists of at least one electronic control unit (2) and at least one electromechanism (3), which are interconnected by its internal communication lines (4).

Электромеханизм (3) является исполнительным устройством, непосредственно осуществляющим перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства путем линейного перемещения своего выдвижного штока (14), связанного с ними при помощи крепежного элемента (15).The electromechanism (3) is an actuator that directly moves the movable parts (9) of the reversing device by linearly moving its retractable rod (14) associated with them using a fastener (15).

Блок управления (2) осуществляет управление, контроль и синхронизацию работы всех электромеханизмов (3) электропривода (1). Внутренние линии связи (4) электропривода (1) используются для передачи электрической энергии от блока управления (2) к электромеханизму (3) и сигналов его состояния и обратной связи в обратном направлении. Блок управления (2) электропривода (1) соединяется с системой электроснабжения воздушного судна (7) силовыми линиями связи (10), по которым получает от нее электрическую энергию для осуществления своей работы. Также блок управления (2) электропривода (1) соединяется с каждым из каналов (8а) и (8b) системы управления воздушного двигателя (8) отдельной независимой информационной линией связи, получает от них сигналы управления по информационным линиям связи (11) и передает сигналы своего состояния по информационным линиям связи (12) в обратном направлении. Кроме того, блок управления (2) электропривода (1), при необходимости, может обмениваться данными и с другими системами воздушного судна по дополнительным информационным линиям связи (13).The control unit (2) controls, monitors and synchronizes the operation of all electromechanisms (3) of the electric drive (1). Internal communication lines (4) of the electric drive (1) are used to transfer electric energy from the control unit (2) to the electromechanism (3) and its status and feedback signals in the opposite direction. The control unit (2) of the electric drive (1) is connected to the aircraft’s power supply system (7) by communication power lines (10), through which it receives electric energy from it to carry out its work. Also, the control unit (2) of the electric drive (1) is connected to each of the channels (8a) and (8b) of the air engine control system (8) by a separate independent information communication line, receives control signals from them via information communication lines (11) and transmits signals his condition on the information communication lines (12) in the opposite direction. In addition, the control unit (2) of the electric drive (1), if necessary, can exchange data with other aircraft systems via additional information communication lines (13).

При необходимости синхронизации нескольких электроприводов (1) реверсивного устройства одного воздушного двигателя или реверсивных устройств разных воздушных двигателей одного воздушного судна, они могут быть объединены линией связи (5) в локальную систему управления (6).If it is necessary to synchronize several electric drives (1) of a reversing device of one air engine or reversing devices of different air engines of one aircraft, they can be combined by a communication line (5) into a local control system (6).

На фиг. 2 изображена кинематическая схема электромеханизма (3) с элементами электрических связей его составных частей, а на фиг. 3 - пример реализации его конструкции. Электромеханизм (3) является исполнительным устройством, непосредственно осуществляющим перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства. Корпус электромеханизма (3) закреплен на неподвижных частях реверсивного устройства при помощи карданного подвеса (16), а его выдвижной шток (14) связан при помощи крепежного элемента (15) с подвижными частями (9) реверсивного устройства.In FIG. 2 shows a kinematic diagram of an electromechanism (3) with elements of electrical connections of its components, and in FIG. 3 - an example of the implementation of its design. The electromechanism (3) is an actuator directly moving the moving parts (9) of the reversing device. The electromechanism case (3) is fixed to the stationary parts of the reversing device with a gimbal (16), and its retractable rod (14) is connected by means of a fastening element (15) to the moving parts (9) of the reversing device.

Основу электромеханизма (3) составляет винтовой преобразователь вида движения (18), осуществляющий преобразование вращения своего вала в поступательное перемещение штока (14). Также в состав электромеханизма (3) входят непосредственно связанные с валом винтового преобразователя вида движения (18) как минимум один электродвигатель (17), резервированная электромагнитная тормозная муфта (19), как минимум один основной (20) и как минимум один резервный (22) датчики положения.The basis of the electromechanism (3) is a screw transducer of the type of movement (18), which converts the rotation of its shaft into the translational movement of the rod (14). Also, the electromechanism (3) includes at least one electric motor (17), a redundant electromagnetic brake clutch (19), at least one main (20) and at least one backup (22) directly connected to the shaft of the screw transducer type of movement (18) position sensors.

Резервированная электромагнитная тормозная муфта (19) заторможена в обесточенном состоянии и обеспечивает удержание вала винтового преобразователя вида движения (18) и соответственно штока (14) электромеханизма (3). Электромагнитная тормозная муфта (19) имеет как минимум две независимые обмотки (19а) и (19b) электромагнитного привода растормаживания, каждая из которых при подаче на нее питания по одной из силовых линий связи (26а) или (26b) способна обеспечить ее растормаживание. Для обеспечения физической независимости линий (26а) и (26b) питания обмоток (19а) и (19b) резервированной электромагнитной тормозной муфты (19) они прокладываются в составе разных кабелей или жгутов (4а) и (4b).The redundant electromagnetic brake clutch (19) is inhibited in the de-energized state and ensures the retention of the shaft of the screw transducer of the type of movement (18) and, accordingly, of the rod (14) of the electromechanism (3). The electromagnetic brake clutch (19) has at least two independent windings (19a) and (19b) of the electromagnetic brake release drive, each of which, when power is supplied to it via one of the power communication lines (26a) or (26b), can ensure its brake release. To ensure the physical independence of the power supply lines (26a) and (26b) of the windings (19a) and (19b) of the redundant electromagnetic brake clutch (19), they are laid in different cables or bundles (4a) and (4b).

При растормаживании электромагнитной тормозной муфты (19) и подаче питания по силовой линии связи (25) на электродвигатель (17) он осуществляет вращение вала винтового преобразователя вида движения (18), приводящего к линейному перемещению штока (14) электромеханизма (3).When braking the electromagnetic brake clutch (19) and applying power through the power line (25) to the electric motor (17), it rotates the shaft of the screw type drive transducer (18), resulting in linear displacement of the rod (14) of the electromechanism (3).

Основной датчик положения (20) служит для управления электродвигателем (17) и контроля положения штока (14), его сигнал передается по линии связи (27). В случае отказа основного датчика положения (20) для контроля за положением штока используется резервный датчик положения (22), сигнал которого передается по линии связи (28). Для обеспечения физической независимости сигнальной линий связи (28) резервного датчика положения (22) от сигнальной линий связи (27) основного датчика положения (20) они прокладываются в составе разных кабелей или жгутов (4а) и (4b) соответственно.The main position sensor (20) serves to control the motor (17) and control the position of the rod (14), its signal is transmitted via the communication line (27). In case of failure of the main position sensor (20), a backup position sensor (22) is used to control the position of the rod, the signal of which is transmitted via the communication line (28). To ensure the physical independence of the signal communication lines (28) of the backup position sensor (22) from the signal lines (27) of the main position sensor (20), they are laid in different cables or bundles (4a) and (4b), respectively.

Электромеханизм (3) снабжен хвостовиками под ключ ручных приводов перемещения штока и его растормаживания (23) и (24), соответственно, обеспечивающими в случае необходимости возможность перемещения его штока вручную.The electromechanism (3) is equipped with turnkey shanks for the manual actuators for displacing the rod and releasing it (23) and (24), respectively, providing, if necessary, the possibility of moving its rod manually.

На фиг. 4 изображена структурная схема блока управления (2), осуществляющего управление, контроль и синхронизацию работы электромеханизмов (3). В состав блока управления (2) входят как минимум один центральный модуль управления (29); модули диагностики (30) в количестве, равном или превышающем количество каналов системы управления (8) воздушного двигателя; модуль управления (31) электродвигателем (17) в количестве равном или превышающем количество электромеханизмов (3) в составе электропривода (1); многоканальные модули управления (32) тормозными муфтами (19), в количестве равном или превышающем количество обмоток каждой из них, количество каналов каждого из модулей управления (32) тормозными муфтами равно и или превышает количество электромеханизмов (3) в составе электропривода (1), а также датчики температуры (33) корпуса блока управления (2).In FIG. 4 shows a block diagram of a control unit (2) that controls, monitors and synchronizes the operation of electromechanisms (3). The control unit (2) includes at least one central control module (29); diagnostic modules (30) in an amount equal to or greater than the number of channels of the control system (8) of the air engine; the control module (31) of the electric motor (17) in an amount equal to or greater than the number of electrical mechanisms (3) in the electric drive (1); multi-channel control modules (32) for brake clutches (19) equal to or greater than the number of windings of each of them, the number of channels of each of the brake clutch control modules (32) is equal to or greater than the number of electric mechanisms (3) in the electric drive (1), as well as temperature sensors (33) of the control unit housing (2).

Каждый из центральных модулей управления (29) осуществляет прием и интерпретацию управляющих сигналов получаемых им от каждого из каналов системы управления (8) воздушного двигателя и, при необходимости, других систем воздушного судна по внешним информационным линиям связи (11) и (13) соответственно. Также каждый из центральных модулей управления (29) осуществляет обработку данных о текущих положениях штоков (14) каждого из электромеханизмов (3), получаемых ими по внутренним двунаправленным линиям связи (35) от каждого из модулей управления (31) электродвигателем; и сигналов резервных датчиков положения (22), получаемых ими по их сигнальным линиям связи (28). На основе принятых и обработанных данных каждый из центральных модулей управления (29) осуществляет формирование сигналов управления тормозными муфтами, поступающих по внутренним групповым линиям связи (36) блока управления (2) на входы каждого из каналов каждого из многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами; и команд задания скоростей, поступающих по внутренним двунаправленным линиям связи (35) на входы каждого из модулей управления (31) электродвигателем. Для формирования команд задания скорости, каждый из центральных модулей управления (29) осуществляет построение желаемой траектории движения штоков (14) всех электромеханизмов (3) и реализует алгоритмы регуляторов положений и синхронизации. Также каждый из центральных модулей управления (29) осуществляет контроль своего состояния и формирование соответствующих сигналов, поступающих по внутренним групповым диагностическим линиям связи (34) блока управления (2) на входы каждого из модулей диагностики (30).Each of the central control modules (29) receives and interprets control signals received by it from each of the channels of the control system (8) of the air engine and, if necessary, other aircraft systems via external information communication lines (11) and (13), respectively. Also, each of the central control modules (29) processes data on the current positions of the rods (14) of each of the electromechanisms (3) that they receive via internal bidirectional communication lines (35) from each of the electric motor control modules (31); and signals of backup position sensors (22) received by them via their signal communication lines (28). Based on the received and processed data, each of the central control modules (29) generates brake clutch control signals received via internal group communication lines (36) of the control unit (2) to the inputs of each channel of each of the multi-channel brake control clutch control modules (32) ; and commands for setting the speeds arriving via internal bidirectional communication lines (35) to the inputs of each of the control modules (31) of the electric motor. To form commands for setting the speed, each of the central control modules (29) constructs the desired trajectory of the rods (14) of all electromechanisms (3) and implements the algorithms of position and synchronization controllers. Also, each of the central control modules (29) monitors its condition and generates the corresponding signals received via internal group diagnostic communication lines (34) of the control unit (2) to the inputs of each of the diagnostic modules (30).

Каждый из каналов каждого из многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами осуществляет постоянный контроль целостности подключенной к нему электрической цепи, образованной одной из линий связи (26) и связанной с ней обмотки тормозной муфты (19); и валидацию управляющих сигналов, получаемых им по внутренним групповым линиям связи (36) блока управления (2) от всех центральных модулей управления (29). Также каждый из каналов каждого из многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами при поступлении по внутренним групповым линиям связи (36) блока управления (2) на его входы управляющих сигналов и прохождении ими валидации осуществляет формирование и контроль тока питания связанной с ним обмотки тормозной муфты (19). Также каждый из каналов каждого из многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами осуществляет формирование диагностических сигналов, в том числе, своей исправности, целостности цепи, связанных с ним обмотки тормозной муфты (19) и ее линии связи (26), а также статуса валидации входных управляющиих сигналов, полученных им от центральных модулей управления (29) по внутренним групповым линиям связи (36), и передает их по внутренним групповым диагностическим линиям связи (34) блока управления (2) на входы каждого из модулей диагностики (30).Each of the channels of each of the multi-channel control modules (32) of the brake clutches constantly monitors the integrity of the electrical circuit connected to it, formed by one of the communication lines (26) and the associated brake clutch winding (19); and validation of control signals received by internal group communication lines (36) of the control unit (2) from all central control modules (29). Also, each of the channels of each of the multi-channel control modules (32) of the brake clutches, upon receipt of control signals (2) via internal group communication lines (36) of the control unit and its validation through them, generates and monitors the power supply current of the brake clutch winding associated with it (19). Each of the channels of each of the multi-channel control modules (32) of the brake clutches also generates diagnostic signals, including its serviceability, the integrity of the circuit, the windings of the brake clutch (19) and its communication line (26) associated with it, and the validation status input control signals received from central control modules (29) via internal group communication lines (36), and transmits them via internal group diagnostic communication lines (34) to control unit (2) to the inputs of each of diagnostic modules (30).

Каждый из модулей управления (31) электродвигателем осуществляет прием и обработку поступающего по сигнальной линии связи (27) сигнала основного датчика положения (20), связанного с ним электромеханизма (3); и передачу соответствующих данных по внутренним двунаправленным линиям связи (35) блока управления (2) на вход каждого из центральных модулей управления (29); а также прием, обработку и валидацию команд задания скорости, поступающих на его входы по внутренним двунаправленным линиям связи (35) блока управления (2) от каждого из центральных модулей управления (29). Также каждый из модулей управления (31) электродвигателем, при поступлении по внутренним двунаправленным линиям связи (35) блока управления (2) на его входы команд задания скорости, и прохождении ими валидации, осуществляет их отработку, формируя передоваемые по силовым линиям (25) токи питания электродвигателя (17), обеспечивающие заданную скорость его вращения. Каждый из модулей управления (31) для управления скоростью вращения связанного с ним электродвигателем (17) реализует алгоритм векторного регулирования. Также каждый из модулей управления (31) электродвигателем осуществляет формирование диагностических сигналов, в том числе, своей исправности, исправности связанного с ним электромеханизма (3), текущего положения его штока (14) и температуры обмоток его электродвигателя (17), а также статуса валидации входных команд задания скорости, полученных им от центральных модулей управления (29) по внутренним двунаправленным линиям связи (35), и передает их по внутренним групповым диагностическим линиям связи (34) блока управления (2) на входы каждого из модулей диагностики (30).Each of the control modules (31) of the electric motor receives and processes the signal of the main position sensor (20) coming from the signal line (27), the associated electromechanism (3); and transmitting the corresponding data on the internal bidirectional communication lines (35) of the control unit (2) to the input of each of the central control modules (29); as well as receiving, processing, and validating speed command instructions received at its inputs via internal bidirectional communication lines (35) of the control unit (2) from each of the central control modules (29). Also, each of the electric motor control modules (31), upon receipt of control commands (2) via internal bidirectional communication lines (35) of the control unit (2) and speed validation by them, carries out their development, forming currents transmitted along power lines (25) power supply of the electric motor (17), providing a given speed of its rotation. Each of the control modules (31) for controlling the rotation speed of the associated electric motor (17) implements a vector control algorithm. Each of the electric motor control modules (31) also generates diagnostic signals, including its serviceability, operability of the associated electromechanism (3), the current position of its rod (14) and the temperature of its electric motor windings (17), as well as the validation status input commands for setting the speed received from central control modules (29) via internal bi-directional communication lines (35), and transmits them via internal group diagnostic communication lines (34) of control unit (2) to the inputs of each mode diagnostic leu (30).

Каждый из модулей диагностики (30) осуществляет прием и интерпретацию управляющих сигналов, получаемых им по внешним информационным линиям связи (11) от каждого из каналов системы управления (8) воздушного двигателя; а также информации, получаемой им по групповым диагностическим линиям связи (34) от каждого из модулей (29-32) блока управления (2); и сигналов датчиков температуры (33) его корпуса. Также каждый из модулей диагностики (30) осуществляет формирование и передачу на вход связанного с ним внешней информационной линией связи (12) канала системы управления (8) воздушного двигателя информации о текущем состоянии электропривода (1).Each of the diagnostic modules (30) receives and interprets control signals received by it via external information lines of communication (11) from each of the channels of the control system (8) of the air engine; as well as information received by him through group diagnostic communication lines (34) from each of the modules (29-32) of the control unit (2); and signals from temperature sensors (33) of its housing. Each of the diagnostic modules (30) also generates and transmits to the input of the channel of the control system (8) of the air engine the information about the current state of the electric drive (1) connected to it by an external communication line (12) of the channel of the control system of the air engine.

Заявляемое техническое решение, а именно высоконадежный отказобезопасный электропривод реверсивного устройства работает следующим образом.The claimed technical solution, namely a highly reliable fail-safe electric reversing device operates as follows.

Функционирование электропривода (1) реверсивного устройства осуществляется при подаче электропитания от системы электроснабжения (7) воздушного судна по внешним силовым линиям (10) на входы его блока управления (2). Количество внешних силовых линий (10) соответствует или превышает количество электромеханизмов (3) в составе электропривода (1), все они являются независимыми друг от друга. Для повышения надежности электропривод (1) также может одновременно получать электропитание от разных независимых бортовых сетей системы электроснабжения (7) воздушного судна, например от сети левого борта и от сети правого борта. Внутренняя подсистема электропитания блока управления (2) выполнена таким образом, что питание каждого из его модулей (31) управления элетродвигателем (17) каждого из электромеханизмов (3) осуществляется от своей независимой силовой линии - одной из силовых линий (10). Питание остальных модулей (29-32) из состава блока управления (2) осуществляется от как минимум одной внутренней шины питания, полученной объединением силовых линий (10) через устройства, обеспечивающие сохранение их независимости, например через элементы защиты от сверхтоков (предохранители, плавкие вставки, автоматические выключатели и т.п.) и отдельные изолированные преобразователи напряжений, или разделительные диоды. Это обеспечивает сохранение электропитания внутренних модулей (29-32) блока управления (2) и возможности выполнения ими своих функций, за исключением части модулей (31), даже в случае отсутствия электропитания в соответствующей части силовых линий (10). При этом отсутствие электропитания может быть вызвано как отказом элементов системы электроснабжения (7) воздушного судна или самих силовых линий (10), так и их отключением системой электроснабжения (7), вследствие их перегрузки или короткого замыкания вызванных, например, неисправностью соответствующей части модулей (31).The operation of the electric drive (1) of the reversing device is carried out when power is supplied from the power supply system (7) of the aircraft via external power lines (10) to the inputs of its control unit (2). The number of external power lines (10) corresponds to or exceeds the number of electromechanisms (3) in the electric drive (1), all of them are independent of each other. To increase reliability, the electric drive (1) can also simultaneously receive power from various independent on-board networks of the aircraft’s power supply system (7), for example, from the port side port and the port side port network. The internal power subsystem of the control unit (2) is designed in such a way that the power of each of its electric motor control modules (31) of each of the electromechanisms (3) is provided from its independent power line - one of the power lines (10). The remaining modules (29-32) from the control unit (2) are powered from at least one internal power bus obtained by combining power lines (10) through devices ensuring their independence, for example, through overcurrent protection elements (fuses, fuse links , circuit breakers, etc.) and individual isolated voltage converters, or isolation diodes. This ensures that the power supply of the internal modules (29-32) of the control unit (2) is preserved and that they can perform their functions, with the exception of some of the modules (31), even if there is no power in the corresponding part of the power lines (10). In this case, the lack of power supply can be caused both by the failure of the elements of the power supply system (7) of the aircraft or the power lines themselves (10), and their shutdown by the power supply system (7), due to their overload or short circuit caused, for example, by malfunction of the corresponding part of the modules ( 31).

Электропривод (1) осуществляет постоянный контроль своего текущего состояния, в том числе температуры блока управления (2), исправности его модулей (29-32), электромеханизмов (3) и положений их штоков (14). Он периодически передает соответствующую информацию в систему управления (8) воздушным двигателем по информационным линиям связи (12), а также, при необходимости, в другие системы воздушного судна по информационным линиям связи (13).The electric drive (1) constantly monitors its current state, including the temperature of the control unit (2), the health of its modules (29-32), electromechanisms (3) and the positions of their rods (14). It periodically transmits relevant information to the aircraft engine control system (8) via information communication lines (12), as well as, if necessary, to other aircraft systems via information communication lines (13).

Информация о текущем состоянии электропривода (1) реверсивного устройства формируется как минимум двумя независимыми модулями диагностики (30а) и (30b), каждый из которых связан независимой информационной линией связи (12а) и (12b) с соответствующим каналом (8а) и (8b), соответственно, системы управления (8) воздушного двигателя. Это позволяет обеспечить передачу соответствующей информации даже в случае отказа одного из каналов передачи данных, включающего в себя один модуль диагностики (30), канал системы управления (8) воздушным двигателем и соединяющую их линию связи (12), что соответственно обеспечивает надежность работы заявляемого технического решения.Information on the current state of the electric drive (1) of the reversing device is generated by at least two independent diagnostic modules (30a) and (30b), each of which is connected by an independent information line (12a) and (12b) with the corresponding channel (8a) and (8b) , accordingly, the control system (8) of the air engine. This allows you to ensure the transfer of relevant information even in the event of a failure of one of the data transmission channels, which includes one diagnostic module (30), the channel of the control system (8) of the air engine and the communication line connecting them (12), which accordingly ensures the reliability of the claimed technical solutions.

Информация о температуре блока управления (2) формируется датчиками температуры (33), закрепленными на внутренней поверхности его корпуса, и непосредственно связанными с модулями диагностики (30), которые осуществляют их обработку и передачу в систему управления (8) воздушного двигателя, и далее в другие системы воздушного судна. В случае приближения температуры блока управления (2) по показаниям датчиков (33) к верхнему предельному значению для составляющих его элементов, например вследствие пожара, модули диагностики (30) формируют и передают сигналы о перегреве блока управления (2). При получении данного сигнала система электроснабжения (7) воздушного судна отключает силовые линии (10) от источника электрической энергии. Это полностью исключает вероятность самопроизвольного включения электромеханимов (3) во время нахождения воздушного судна в воздухе из-за отказа блока управления (2) при пожаре или других не штатных воздействиях, приводящих к его перегреву.Information about the temperature of the control unit (2) is generated by temperature sensors (33), mounted on the inner surface of its housing, and directly connected with diagnostic modules (30), which process and transfer them to the control system (8) of the air engine, and then to other aircraft systems. If the temperature of the control unit (2) approaches according to the readings of the sensors (33) to the upper limit value for its constituent elements, for example, due to a fire, the diagnostic modules (30) generate and transmit signals about overheating of the control unit (2). Upon receipt of this signal, the aircraft power supply system (7) disconnects the power lines (10) from the source of electrical energy. This completely eliminates the possibility of spontaneous switching on of electrical machinery (3) while the aircraft is in the air due to a failure of the control unit (2) in the event of a fire or other irregular impacts leading to its overheating.

Информация о состоянии и исправности всех модулей (29-32) блока управления (2) поступает в каждый из модулей диагностики (30а) и (30b) по своей независимой групповой диагностической линии связи (34а) и (34b) соответственно. Для этого каждая из групповых диагностических линий связи (34а) и (34b) связывает каждый из модулей диагностики (30а) и (30b) с независимыми выходами каждого из модулей (29-32) блока управления (2). Количество групповых диагностических линий связи (34) соответствует количеству модулей диагностики (30), они также связывают между собой и сами модули диагностики (30). Это позволяет обеспечить передачу достоверной информации о состоянии модулей (29-32) блока управления (2) и электромеханизмов (3), даже в случае отказа одного из модулей диагностики (33) или элементов групповых диагностических линий связи (34).Information about the state and serviceability of all modules (29-32) of the control unit (2) enters each of the diagnostic modules (30a) and (30b) via its independent group diagnostic communication line (34a) and (34b), respectively. For this, each of the group diagnostic communication lines (34a) and (34b) connects each of the diagnostic modules (30a) and (30b) with the independent outputs of each of the modules (29-32) of the control unit (2). The number of group diagnostic communication lines (34) corresponds to the number of diagnostic modules (30), they also connect the diagnostic modules themselves (30). This allows for the transfer of reliable information about the state of the modules (29-32) of the control unit (2) and electromechanisms (3), even in the event of a failure of one of the diagnostic modules (33) or elements of group diagnostic communication lines (34).

Информация о текущем положении штоков (14) каждого из электромеханизмов (3) формируется как минимум одним основным (20), и как минимум одним резервным (22) датчиками положения. И основной (20) и резервный (22) датчики являются датчиками углового положения вала винтового преобразователя вида движения (18). Винтовой преобразователь вида движения (18) осуществляет как прямое преобразование вращения своего вала в поступательное перемещение штока (14) электромеханизма (3), так и обратное преобразование поступательного перемещение штока (14) во вращение своего вала и связанных с ним датчиков (20) и (22). Таким образом, показания угловых датчиков (20) и (22) содержат информацию о положении штока (14) электромеханизма (3).Information about the current position of the rods (14) of each of the electromechanisms (3) is generated by at least one primary (20), and at least one backup (22) position sensors. Both the primary (20) and backup (22) sensors are sensors of the angular position of the shaft of the screw transducer type of movement (18). A screw type motion converter (18) performs both direct conversion of the rotation of its shaft to the translational movement of the rod (14) of the electromechanism (3), and the inverse transformation of the translational movement of the rod (14) to the rotation of its shaft and the associated sensors (20) and ( 22). Thus, the readings of the angle sensors (20) and (22) contain information about the position of the rod (14) of the electromechanism (3).

Для однозначного определения положения штока (14) электромеханизма (3) сразу после подачи питания электропривода (1), без необходимости в процедуре поиска начала отсчета основной датчик положения (20) является абсолютным многооборотным датчиком угла поворота. Для этой цели может быть использован как готовый, абсолютный многооборотный, например оптический или магнитный, датчик угла поворота, так и блок, состоящий из как минимум двух абсолютных однооборотных датчиков угла поворота (20а) и (20b), например оптических, магнитных, выполненных в виде вращающихся трансформаторов и любых других. В этом случае вал одного из датчиков (20а) непосредственно связан с валом преобразователя вида движения (18), а вал второго датчика (20b) связан с ним через кинематическую (зубчатую) передачу, обеспечивающую соотношение углов их поворота как N:(N-1) или (N-1):N, где N - натуральное (целое и положительное) число, превышающее число оборотов вала преобразователя вида движения (18), соответствующего полному диапазону перемещения штока (14) электромеханизма (3). Тогда точное определение положения штока (14) электромеханизма (3) в пределах одного оборота вала (шага) преобразователя вида движения (18) осуществляется по первому из датчиков (20а). Однозначное определение количества целых оборотов преобразователя вида движения (18) и соответствующего ему перемещения штока (14), кратного шагу винтового преобразователя вида движения (18), осуществляется по монотонно изменяющейся в пределах диапазона его перемещения разнице показаний по крайней мере двух датчиков (20а) и (20b). Таким образом, точное положение штока (14) однозначно определяется как сумма двух указанных составляющих, первая из которых, при его перемещении, циклически изменяется от нуля до шага винтового преобразователя вида движения (18), а вторая изменяется ступенчато на величину этого же шага в пределах диапазона полного перемещения штока (14) электромеханизма (3). Для обработки сигналов основного датчика положения (20) в состав электромеханизма (3) может быть включен соответствующий электронный узел (21). В этом случае он также может хранить калибровочную информацию для основного датчика положения (20). Это обеспечивает взаимозаменяемость электромеханизмов (3), исключая необходимость сложной и трудоемкой юстировки основных датчиков положения (20) относительно начального положения их штоков (14). Далее сигнал основного датчика положения (20) по его линии связи (27) поступает в находящийся в блоке управления (2) модуль управления (31) электродвигателем (17) соответствующего электромеханизма (3), где осуществляется его обработка для получения данных о текущем положении его штока (14). Далее эта информация по групповым диагностическим линиям связи (34) поступает в модули диагностики (30), которые осуществляют их передачу в систему управления (8) воздушного двигателя.To unambiguously determine the position of the rod (14) of the electromechanism (3) immediately after energizing the electric drive (1), without the need for a reference procedure, the main position sensor (20) is an absolute multi-turn angle sensor. For this purpose, either a ready-made, absolute multi-turn, for example optical or magnetic, angle-of-rotation sensor, or a block consisting of at least two absolute single-turn angle of rotation sensors (20a) and (20b), for example optical, magnetic, made in in the form of rotating transformers and any others. In this case, the shaft of one of the sensors (20a) is directly connected to the shaft of the motion type transducer (18), and the shaft of the second sensor (20b) is connected to it through a kinematic (gear) transmission, providing the ratio of their rotation angles as N: (N-1 ) or (N-1): N, where N is a natural (integer and positive) number that exceeds the number of revolutions of the drive shaft of the motion type (18) corresponding to the full range of movement of the rod (14) of the electromechanism (3). Then, the exact determination of the position of the rod (14) of the electromechanism (3) within one revolution of the shaft (step) of the motion transducer (18) is carried out according to the first of the sensors (20a). An unambiguous determination of the number of whole revolutions of the motion type transducer (18) and the corresponding rod movement (14) that is a multiple of the step of the motion type transducer (18) is carried out by the difference in readings of at least two sensors (20a) monotonically varying within the range of its movement (20b). Thus, the exact position of the stem (14) is uniquely determined as the sum of the two indicated components, the first of which, when moving, cyclically changes from zero to the pitch of the screw transducer of the movement type (18), and the second changes stepwise by the value of the same step within range of full movement of the rod (14) of the electromechanism (3). To process the signals of the main position sensor (20), the corresponding electronic unit (21) can be included in the electromechanism (3). In this case, it can also store calibration information for the main position sensor (20). This ensures the interchangeability of electromechanisms (3), eliminating the need for complex and time-consuming adjustment of the main position sensors (20) relative to the initial position of their rods (14). Further, the signal of the main position sensor (20) via its communication line (27) is sent to the electric motor (17) control module (31) of the corresponding electromechanism (3) located in the control unit (2), where it is processed to obtain data on its current position stock (14). Further, this information via group diagnostic communication lines (34) enters the diagnostic modules (30), which transmit them to the control system (8) of the air engine.

В качестве резервного датчика положения (22) может быть использован любой известный датчик угла поворота: многооборотный или однооборотный, абсолютный или инкрементный. Использование в качестве резервного (22) - датчика, работа которого основана на ином физическом принципе по отношению к основному датчику положения (20), практически исключает вероятность их одновременного отказа. Сигналы резервных датчиков положения (22) передаются по линиям связи (28), независимым от линий связи (27) основных датчиков положения (20). Их физическая независимость достигается в том числе и прокладкой в составе разных кабелей или жгутов (4а) и (4b) соответственно. Таким образом, сигнал резервного датчика положения (22) по линии связи (28) поступает по крайней мере в один центральный модуль управления (29), находящийся в блоке управления (2), где и осуществляется его обработка для получения данных о текущем положении его штока (14). Для обработки сигналов резервных датчиков положения (22) разных электромеханизмов (3) используются разные центральные модули управления (29), что обеспечивает их независимость как друг от друга, так и от основных датчиков положения (20). Далее эта информация по групповым диагностическим линиям связи (34) поступает в модули диагностики (30), которые осуществляют их передачу в систему управления (8) воздушного двигателя.As a backup position sensor (22), any known rotation angle sensor can be used: multi-turn or single-turn, absolute or incremental. The use of a sensor as a backup (22), whose operation is based on a different physical principle with respect to the main position sensor (20), practically eliminates the possibility of their simultaneous failure. The signals of the backup position sensors (22) are transmitted via communication lines (28), independent of the communication lines (27) of the main position sensors (20). Their physical independence is achieved including laying in the composition of different cables or bundles (4a) and (4b), respectively. Thus, the signal of the backup position sensor (22) via the communication line (28) enters at least one central control module (29) located in the control unit (2), where it is processed to obtain data on the current position of its rod (fourteen). To process the signals of the backup position sensors (22) of various electromechanisms (3), different central control modules (29) are used, which ensures their independence both from each other and from the main position sensors (20). Further, this information via group diagnostic communication lines (34) enters the diagnostic modules (30), which transmit them to the control system (8) of the air engine.

Все электромеханизмы (3) закреплены на общей неподвижной части реверсивного устройства при помощи карданных подвесов (16), а все их штоки (14) связаны через крепежные элементы (15) с общей подвижной частью (9) реверсивного устройства. Таким образом, совокупность данных о положениях штоков (14) всех электромеханизмов (3) создает информационную избыточность, позволяющую достоверно определять положение подвижных частей реверсивного устройства во время всего полетного цикла, даже в случае отказа части из электромеханизмов (3). Это обеспечивает, в случае нештатного поведения реверсивного устройства, возможность своевременного информирования экипажа воздушного судна о его состоянии, и задействования соответствующих защитных механизмов, реализующихся системой управления (8) воздушного двигателя и другими системами воздушного судна.All electromechanisms (3) are mounted on a common stationary part of the reversing device using cardan suspensions (16), and all their rods (14) are connected through fasteners (15) to a common movable part (9) of the reversing device. Thus, the totality of data on the positions of the rods (14) of all electromechanisms (3) creates information redundancy that can reliably determine the position of the moving parts of the reversing device during the entire flight cycle, even in the event of a failure of a part of the electromechanisms (3). This provides, in case of abnormal behavior of the reversing device, the ability to timely inform the aircraft crew about its condition, and the use of appropriate protective mechanisms implemented by the control system (8) of the aircraft engine and other systems of the aircraft.

Каждый из электромеханизмов (3) содержит в своем составе резервированную электромагнитную тормозную муфту (19), заторможенную в обесточенном состоянии. Она содержит как минимум две обмотки (19а) и (19b) электромагнитного привода растормаживания, каждая из которых при подаче на нее питания, способна обеспечить ее растормаживание, в результате чего и обеспечивается ее резервирование. Для этой цели может быть использована как готовая, резервированная электромагнитная тормозная муфта, так и сборный кинематический блок, состоящий из как минимум одной тормозной муфты и как минимум одной муфты сцепления. В этом случае муфты соединяются каскадно, таким образом, что при подаче питания на обмотку хотя бы одной из них образованная ими кинематическая связь вала винтового преобразователя вида движения (18) с корпусом электромеханизма (3) - разрывается. Питание обмоток (19а) и (19b) резервированной электромагнитной тормозной муфты (19) осуществляется по независимым линиям связи (26а) и (26b) соответственно. Их физическая независимость достигается в том числе и прокладкой в составе разных кабелей или жгутов (4а) и (4b) соответственно. Формирование токов питания обмоток (19а) и (19b) резервированной электромагнитной тормозной муфты (19) также осуществляется от независимых модулей управления (32а) и (32b) тормозными муфтами, находящихся в блоке управления (2). Это могут быть как одноканальные, так и многоканальные модули. При этом общее количество каналов должно равняться как минимум произведению количества электромеханизмов (2) на количество обмоток тормозной муфты (19) из состава каждого из них. Наиболее оптимальным вариантом является использование многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами в количестве, равном количеству обмоток муфт (19), с количеством каналов в каждом из них, равном количеству электромеханизмов (3) в составе электропривода (1). Описанные меры практически исключают вероятность одновременного отказа сразу всех каналов растормаживания резервированной электромагнитной тормозной муфты (19), приводящего к невозможности растормаживания какого-либо из электромеханизмов (3), блокировке его штока (14) и невозможности перемещения подвижных частей (9) реверсивного устройства.Each of the electromechanisms (3) contains a redundant electromagnetic brake clutch (19), which is inhibited when de-energized. It contains at least two windings (19a) and (19b) of the electromagnetic brake release drive, each of which, when power is supplied to it, is able to ensure its disengagement, as a result of which its redundancy is ensured. For this purpose, either a ready-made, redundant electromagnetic brake clutch, or a prefabricated kinematic block consisting of at least one brake clutch and at least one clutch can be used. In this case, the couplings are connected in cascade, so that when power is supplied to the winding of at least one of them, the kinematic connection formed by them of the shaft of the screw type transducer of the movement type (18) with the electromechanism case (3) is broken. The windings (19a) and (19b) of the redundant electromagnetic brake clutch (19) are powered by independent communication lines (26a) and (26b), respectively. Their physical independence is achieved including laying in the composition of different cables or bundles (4a) and (4b), respectively. The formation of the supply currents of the windings (19a) and (19b) of the redundant electromagnetic brake clutch (19) is also carried out from independent control modules (32a) and (32b) of the brake clutches located in the control unit (2). It can be either single-channel or multi-channel modules. Moreover, the total number of channels should equal at least the product of the number of electromechanisms (2) by the number of brake clutch windings (19) from each of them. The most optimal option is to use multi-channel control modules (32) for brake clutches in an amount equal to the number of clutch windings (19), with the number of channels in each of them equal to the number of electromechanisms (3) in the electric drive (1). The described measures practically exclude the possibility of a simultaneous failure of all the brake release channels of a redundant electromagnetic brake clutch (19), which makes it impossible to brake any of the electromechanisms (3), block its stem (14) and the moving parts (9) of the reversing device cannot move.

При отсутствии команд от системы управления (8) воздушного двигателя на перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства, электропривод (1) обеспечивает удержание их в текущем положении от нежелательного перемещения под действием внешних сил. Удержание осуществляется заторможенными в обесточенном состоянии электромагнитными тормозными муфтами (19), входящими в состав каждого из электромеханизмов (3). Электромагнитная тормозная муфта (19) в обесточенном состоянии удерживает от поворота вал винтового преобразователя вида движения (18). Это обеспечивает удержание штоков (14) каждого из электромеханизмов (3) и связанных с ними через элемент крепления (15) подвижных частей (9) реверсивного устройства. В случае отказа электромагнитной тормозной муфты (19) одного или части из электромеханизмов (3), приводящего к невозможности ее затормаживания, удержание подвижных частей (9) реверсивного устройства, обеспечивается остальными электромеханизмами (3). В этом случае отсутствие недопустимых деформаций подвижных частей (9) реверсивного устройства обеспечивается необходимой жесткостью их конструкции.In the absence of commands from the control system (8) of the air engine to move the moving parts (9) of the reversing device, the electric drive (1) ensures that they are kept in the current position from unwanted movement under the influence of external forces. The hold is carried out by electromagnetic brake clutches (19), which are inhibited when de-energized, which are part of each of the electromechanisms (3). The electromagnetic brake clutch (19) de-energizes the shaft of the screw transducer of the type of movement (18) from rotation. This ensures the retention of the rods (14) of each of the electromechanisms (3) and the movable parts (9) of the reversing device associated with them through the fastening element (15). In case of failure of the electromagnetic brake clutch (19) of one or part of the electromechanisms (3), which makes it impossible to slow down, the retention of the moving parts (9) of the reversing device is ensured by the rest of the electromechanisms (3). In this case, the absence of unacceptable deformations of the moving parts (9) of the reversing device is ensured by the necessary rigidity of their design.

Каждый из электромеханизмов (3) содержит в своем составе электродвигатель (17), обеспечивающий вращение вала винтового преобразователя вида движения (18), осуществляющего его преобразование в поступательное движение штока (14). Токи питания электродвигателя (17) каждого из электромеханизмов (3) формируются соответствующим модулем управления (31), а их передача осуществляется по линии связи (25). При этом модуль управления (31) электродвигателем (17) обеспечивает заданную скорость его вращения. Для этого он постоянно получает по линии связи (27) информацию о текущем положении вала электродвигателя (17), формируемую основным датчиком положения (20). Эти данные используются в алгоритме управления двигателем, осуществляемом, например, по методу векторного регулирования. Количество модулей управления (31) электродвигателем (17) в составе блока управления (2) как минимум равняется количеству электромеханизмов (3) в составе электропривода (1). Мощность электродвигателя (17) каждого из электромеханизмов (3) и каждого из модулей управления им (31) выбрана таким образом, что при отказе любого одного или части из них остальные электромеханизмы (3) из состава электропривода (1) в состоянии обеспечить перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства. При этом отсутствие недопустимых деформаций подвижных частей (9) реверсивного устройства обеспечивается необходимой жесткостью их конструкции. При этом сохраняется контроль за текущим положением штоков (14) каждого из электромеханизмов (3), в том числе не осуществляющих перемещение. Контроль за текущим положением штоков (14) осуществляется по основным (20), а при их отказе по резервным (22) датчикам положения. Постоянный контроль текущих положений штоков (14) всех электромеханизмов (3) позволяет выявить возникновение близкой к недопустимой деформации подвижных частей (9) реверсивного устройства, которая может быть вызвана, например, их заклиниванием или блокировкой штока (14) какого-либо из электромеханизмов (3), и остановить его перемещение раньше чем механические напряжения в них достигнут критических значений.Each of the electromechanisms (3) contains in its composition an electric motor (17) that provides rotation of the shaft of the screw transducer of the type of movement (18), which converts it into translational motion of the rod (14). The power supply currents of the electric motor (17) of each of the electromechanisms (3) are formed by the corresponding control module (31), and their transmission is carried out via the communication line (25). In this case, the control module (31) of the electric motor (17) provides a predetermined speed of rotation. To do this, he constantly receives information on the current position of the motor shaft (17), formed by the main position sensor (20), through the communication line (27). These data are used in an engine control algorithm, carried out, for example, by the method of vector control. The number of control modules (31) of the electric motor (17) in the control unit (2) is at least equal to the number of electromechanisms (3) in the electric drive (1). The power of the electric motor (17) of each of the electromechanisms (3) and each of its control modules (31) is selected in such a way that, if any one or part of them fails, the remaining electromechanisms (3) from the electric drive (1) are able to provide movement of the moving parts (9) reversible device. In this case, the absence of unacceptable deformations of the moving parts (9) of the reversing device is ensured by the necessary rigidity of their design. At the same time, control is maintained over the current position of the rods (14) of each of the electromechanisms (3), including those not moving. Monitoring the current position of the rods (14) is carried out according to the main (20), and in case of their failure by the backup (22) position sensors. Constant monitoring of the current positions of the rods (14) of all electromechanisms (3) makes it possible to detect the occurrence of a reversing device that is close to unacceptable deformation of the moving parts (9), which can be caused, for example, by jamming or blocking the rod (14) of any of the electromechanisms (3 ), and stop its movement before the mechanical stresses in them reach critical values.

Каждый из электромеханизмов (3) также имеет в своем составе хвостовики ручных приводов и перемещения штока (23) и растормаживания (24), обеспечивающие возможность ручного перемещения его штока (14), в случае необходимости, при обслуживании реверсивного устройства.Each of the electromechanisms (3) also includes shanks for manual drives and rod movement (23) and brake release (24), which provide the possibility of manual movement of its rod (14), if necessary, when servicing a reversing device.

Сигналы управления, формируемые каждым из каналов (8а) и (8b) системы управления (8) воздушного двигателя, поступают по независимым линиям связи (11а) и (11b) на входы каждого из центральных модулей управления (29) электропривода, модулей управления (32) тормозными муфтами и модулей диагностики (30), находящихся в блоке управления (2). Для обеспечения безопасности полетов комбинация, составленная из управляющих сигналов, формируемых разными каналами (8а) и (8b) системы управления (8) воздушного двигателя, активирующая перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства в положение, соответствующее обратной тяге воздушного двигателя, выбирается такой, чтобы вероятность ее возникновения на входах блока управления (2) в случае отказа одного из каналов системы управления (8) воздушного двигателя или соответствующих линий связи (11) была минимально возможной, например это должны разрешать сигналы всех или большинства из каналов системы управления (8) воздушного двигателя. Для активации перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства в положение, соответствующее прямой тяге воздушного двигателя, напротив, должна быть минимизирована вероятность ее не выполнения в случае отказа одного из каналов системы управления (8) воздушного двигателя или соответствующих линий связи (11), например для этого должно быть достаточно сигнала одного или меньшинства из каналов системы управления (8) воздушного двигателя.The control signals generated by each of the channels (8a) and (8b) of the control system (8) of the air engine are supplied via independent communication lines (11a) and (11b) to the inputs of each of the central control modules (29) of the electric drive, control modules (32 ) brake clutches and diagnostic modules (30) located in the control unit (2). To ensure flight safety, a combination composed of control signals generated by different channels (8a) and (8b) of the air engine control system (8), activating the movement of the moving parts (9) of the reversing device to the position corresponding to the reverse thrust of the air engine, is chosen such so that the probability of its occurrence at the inputs of the control unit (2) in the event of a failure of one of the channels of the control system (8) of the air engine or corresponding communication lines (11) is minimized, for example, Must enable the signals of all or most of the channels of the control system (8) of the air engine. To activate the movement of the moving parts (9) of the reversing device to a position corresponding to the direct thrust of the air engine, on the contrary, the probability of its failure to be performed in case of failure of one of the channels of the control system (8) of the air engine or the corresponding communication lines (11), for example for this, a signal of one or a minority from the channels of the air engine control system (8) should be sufficient.

Управление работой электропривода (1) осуществляется как минимум одним центральным модулем управления (29), находящимся в блоке управления (2). Каждый из центральных модулей управления (29) обеспечивает прием и интерпретацию входных управляющих сигналов, получаемых блоком управления (2) от системы управления (8) воздушного двигателя по информационным линиям связи (11). Он обеспечивает формирования сигналов управления передаваемых по внутренним линиям связи (36) на входы модулей управления (32) тормозными муфтами (19), по которым осуществляется их растормаживание. Также он осуществляет построение траектории движения (задание профиля скорости) и формирование команд задания скорости, поступающих по внутренним двунаправленным линиям связи (35) на вход каждого из модулей управления (31) электродвигателями (17) каждого из электромеханизмов (3), обеспечивающие синхронное перемещение их штоков (14). Для этого он получает по внутренним двунаправленным линиям связи (35) от каждого из модулей управления (31) электродвигателями (17) каждого из электромеханизмов (3) данные о текущих положениях их штоков (14). Эти данные используется алгоритмами регуляторов среднего положения штоков (14) и синхронизации их положений.The operation of the electric drive (1) is controlled by at least one central control module (29) located in the control unit (2). Each of the central control modules (29) provides reception and interpretation of input control signals received by the control unit (2) from the control system (8) of the air engine via information communication lines (11). It provides the formation of control signals transmitted via internal communication lines (36) to the inputs of the control modules (32) by brake clutches (19), through which they are released. It also constructs a motion path (setting a speed profile) and forming speed setting commands arriving via internal bidirectional communication lines (35) to the input of each of the control modules (31) by electric motors (17) of each of the electromechanisms (3), which ensure their synchronous movement stocks (14). To do this, he receives data on the current positions of their rods (14) through internal bidirectional communication lines (35) from each of the control modules (31) by electric motors (17) of each of the electromechanisms (3). This data is used by the algorithms of regulators of the middle position of the rods (14) and synchronization of their positions.

Использование более одного центрального модуля управления (29) создает структурную избыточность блока управления (2), позволяющую осуществлять валидацию формируемых ими управляющих сигналов, и практически исключить отказ одного или части из них на безопасность работы электропривода (1). Валидация управляющих сигналов, формируемых центральными модулями управления (29), осуществляется их исполнителями - модулями управления (32) тормозными муфтами и модулями управления (31) электродвигателями. В случае двух центральных модулей управления (29) валидация может осуществляться при помощи дополнительного модуля, осуществляющего их арбитраж. В случае трех и более центральных модулей управления (29) валидация может осуществляться методом мажорирования формируемых ими управляющих сигналов. При любом количестве центральных модулей управления (29) для валидации формируемых ими управляющих сигналов могут быть использованы входные управляющие сигнала, получаемые от системы управления (8) воздушного двигателя, также подаваемые на входы модулей управления (32) тормозными муфтами. В этом случае при отсутствии на их входах комбинаций, активирующих перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства, формирование токов питания тормозных муфт осуществляться не будет, независимо от сигналов формируемых центральными модулями управления (29). В результате этого электромагнитные тормозные муфты (19) электромеханизмов (3) останутся заторможенными, а их штоки (14) - заблокированными, и даже в случае ложной подачи питания на их электродвигатели (17) несанкционированное перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства осуществлено не будет.The use of more than one central control module (29) creates structural redundancy of the control unit (2), allowing validation of the control signals generated by them, and virtually eliminating the failure of one or part of them to the safe operation of the electric drive (1). Validation of control signals generated by the central control modules (29) is carried out by their executors - control modules (32) with brake clutches and control modules (31) with electric motors. In the case of two central control modules (29), validation can be carried out using an additional module that carries out their arbitration. In the case of three or more central control modules (29), validation can be carried out by the majorization method of control signals generated by them. For any number of central control modules (29), the input control signals received from the control system (8) of the air engine and also supplied to the inputs of the control modules (32) by the brake clutches can be used to validate the control signals generated by them. In this case, if there are no combinations at their inputs that activate the movement of the moving parts (9) of a reversing device, the formation of brake clutch supply currents will not be carried out, regardless of the signals generated by the central control modules (29). As a result, the electromagnetic brake clutches (19) of the electromechanisms (3) will remain inhibited and their rods (14) will be blocked, and even in the case of a false power supply to their electric motors (17), unauthorized movement of the moving parts (9) of the reversing device will not be carried out .

При поступлении от системы управления (8) воздушного двигателя по информационным линиям связи (11) на входы блока управления (2) управляющих сигналов, соответствующих командам на перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства, и, в случае необходимости, при наличии соответствующих сигналов, поступающих по внешним информационным линиям (13) от других систем воздушного судна, электропривод (1) осуществляет соответствующее их перемещение. При этом функционирование электропривода (1) осуществляется в соответствии с описанием, приведенным далее.Upon receipt from the control system (8) of the air engine via information communication lines (11) to the inputs of the control unit (2) of control signals corresponding to commands for moving the moving parts (9) of the reversing device, and, if necessary, if there are corresponding signals, incoming via external information lines (13) from other aircraft systems, the electric drive (1) carries out their corresponding movement. In this case, the operation of the electric drive (1) is carried out in accordance with the description below.

Центральные модули управления (29) и модули диагностики (30) при получении на своих входах комбинаций управляющих сигналов, активирующих перемещение подвижных частей (9) реверсивного устройства в одно из крайних положений, проверяют не находятся ли они уже в данном положении. В случае нахождения подвижных частей (9) реверсивного устройства в требуемом положении центральные модули управления (29) не производят никаких действий, а модули диагностики (30) формируют и передают по линиям связи (12) в систему управления (8) воздушного двигателя сигналы, подтверждающие завершение перемещения. В случае если текущее положение подвижных частей (9) реверсивного устройства отлично от требуемого, реализуется следующий алгоритм:Central control modules (29) and diagnostic modules (30), upon receiving at their inputs combinations of control signals that activate the movement of the moving parts (9) of the reversing device to one of the extreme positions, check whether they are already in this position. If the movable parts (9) of the reversing device are in the required position, the central control modules (29) do not perform any actions, and the diagnostic modules (30) generate and transmit signals confirming via the communication lines (12) to the control system (8) of the air engine completion of the move. If the current position of the moving parts (9) of the reversing device is different from the required one, the following algorithm is implemented:

- Каждый из центральных модулей управления (29) формирует и передает по внутренним линиям связи (35) блока управления (2) в каждый из его модулей управления (31) электродвигателем (17) соответствующего электромеханизма (3) команду на силовое удержание его штока (14) в текущем положении. Получив соответствующие команды, каждый из модулей управления (31) осуществляет формирование и передачу по линиям питания (25) к электродвигателю (17) соответствующего электромеханизма (3), токов, обеспечивающих его удержание в текущем положении.- Each of the central control modules (29) generates and transmits, via internal communication lines (35) of the control unit (2), to each of its control modules (31) by the electric motor (17) of the corresponding electromechanism (3), a command to hold its rod (14) ) in the current position. Having received the appropriate commands, each of the control modules (31) generates and transmits via the power lines (25) to the electric motor (17) the corresponding electromechanism (3), the currents ensuring its retention in the current position.

- Далее, каждый из центральных модулей управления (29) формирует и передает по внутренним групповым линиям связи (36) блока управления (2) в каждый из его многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами (19) электромеханизмов (3), команды на их растормаживание. Получив соответствующие команды, каждый из модулей управления (32) осуществляет формирование и передачу по линиям питания (26) к электромагнитным тормозным муфтам (19) электромеханизмов (3), токов питания их обмоток, обеспечивающих их растормаживание.- Further, each of the central control modules (29) generates and transmits via internal group communication lines (36) of the control unit (2) to each of its multi-channel control modules (32) by brake clutches (19) of the electromechanisms (3), commands to them disinhibition. After receiving the appropriate commands, each of the control modules (32) generates and transfers via the power lines (26) to the electromagnetic brake clutches (19) of the electromechanisms (3), the power supply currents of their windings, which ensure their braking.

- Далее, после полного растормаживания электромагнитных тормозных муфт (19), каждый из центральных модулей управления (29) формирует и передает по внутренним линиям связи (35) блока управления (2) в каждый из его модулей управления (31) электродвигателем (17) соответствующего электромеханизма (3) команды задания текущей скорости, обеспечивающие плавный разгон до необходимой скорости, перемещение с установившейся скоростью, замедление, при подходе к заданному крайнему положению, до полной остановки в нем, и силовое удержание в этом положении его штока (14). Получая соответствующие команды, каждый из модулей управления (31) осуществляет формирование и передачу по линиям питания (25) к электродвигателю (17) соответствующего электромеханизма (3), токов, обеспечивающих его вращение с необходимой для этого скоростью.- Further, after the complete brake release of the electromagnetic brake clutches (19), each of the central control modules (29) generates and transmits via internal communication lines (35) of the control unit (2) to each of its control modules (31) with an electric motor (17) of the corresponding electromechanism (3) commands for setting the current speed, providing smooth acceleration to the required speed, moving at a steady speed, decelerating when approaching the given extreme position, until it stops completely in it, and force holding it in this position oka (14). Having received the appropriate commands, each of the control modules (31) generates and transfers the corresponding electromechanism (3) to the electric motor (17) to the electric motor (17), the currents ensuring its rotation at the required speed.

- Далее, каждый из центральных модулей управления (29) блока управления (2) снимает со входов каждого из его многоканальных модулей управления (32) тормозными муфтами (19) электромеханизмов (3) команды на их растормаживание, передававшиеся по его внутренним групповым линиям связи (36). Не получая более соответствующие команды, каждый из модулей управления (32) прекращает формирование и передачу по линиям питания (26) к электромагнитным тормозным муфтам (19) электромеханизмов (3), токов питания их обмоток, вследствие чего осуществляется их затормаживание.- Further, each of the central control modules (29) of the control unit (2) removes from the inputs of each of its multi-channel control modules (32) the brake clutches (19) of the electromechanisms (3) to release them, transmitted via its internal group communication lines ( 36). Without receiving more appropriate commands, each of the control modules (32) stops the formation and transmission along the power lines (26) to the electromagnetic brake clutches (19) of the electromechanisms (3), the power supply currents of their windings, as a result of which they are braked.

- Далее, после полного затормаживания электромагнитных тормозных муфт (19), каждый из центральных модулей управления (29) блока управления (2) снимает со входов каждого из его модулей управления (31) электродвигателем (17) соответствующего электромеханизма (3) команды на силовое удержание его штока (14) в текущем положении, передававшиеся по его внутренним линиям связи (35). Не получая более соответствующие команды, каждый из модулей управления (31) прекращает формирование и передачу по линиям питания (25) к электродвигателю (17) соответствующего электромеханизма (3) токов питания его обмоток, вследствие чего силовое удержание электродвигателем (17) прекращается. Теперь оно снова осуществляется электромагнитной тормозной муфтой (19) каждого из электромеханизмов (3).- Further, after the complete braking of the electromagnetic brake clutches (19), each of the central control modules (29) of the control unit (2) removes commands for power holding from the inputs of each of its control modules (31) by the electric motor (17) of the corresponding electromechanism (3) its rod (14) in the current position, transmitted via its internal communication lines (35). Without receiving more appropriate commands, each of the control modules (31) stops the formation and transmission along the power lines (25) to the electric motor (17) of the corresponding electromechanism (3) of the power supply currents of its windings, as a result of which the power holding by the electric motor (17) ceases. Now it is again carried out by an electromagnetic brake clutch (19) of each of the electromechanisms (3).

- Модули диагностики (30) формируют и передают по линиям связи (12) в систему управления (8) воздушного двигателя сигналы, подтверждающие завершение перемещения.- Diagnostic modules (30) generate and transmit signals confirming the completion of the movement through the communication lines (12) to the control system (8) of the air engine.

При необходимости увеличения количества электромеханизмов (3), осуществляющих перемещение общих подвижных частей (9) реверсивного устройства, помимо наращивания их количества в составе одного электропривода (1), также возможно использование нескольких электроприводов, объединенных в локальную систему управления и работающих синхронно. В этом случае все они связаны с одной общей системой управления (8) воздушного двигателя, а их синхронизация осуществляется при помощи дополнительной линии связи (5), объединяющей их блоки управления (2). Электроприводы (1) реверсивных устройств разных воздушных двигателей одного воздушного судна, например, при необходимости их синхронизации, также могут быть объединены при помощи линии связи (5) в локальную систему управления, но в этом случае каждый из них связан со своей системой управления (8) воздушного двигателя.If it is necessary to increase the number of electromechanisms (3) that move common moving parts (9) of the reversing device, in addition to increasing their number as part of one electric drive (1), it is also possible to use several electric drives combined into a local control system and working synchronously. In this case, they are all connected with one common control system (8) of the air engine, and their synchronization is carried out using an additional communication line (5), combining their control units (2). Electric drives (1) of reversing devices of different air engines of one aircraft, for example, if they need to be synchronized, can also be combined using a communication line (5) into a local control system, but in this case each of them is connected with its own control system (8 ) air engine.

Заявляемое техническое решение простой конструкции высоконадежного отказобезопасного электропривода реверсивного устройства тяги двигательных установок реактивных самолетов обеспечивает сохранение работоспособности и безопасности его эксплуатации при отказах его составных частей.The claimed technical solution of the simple design of a highly reliable fail-safe electric reversible thrust device for propulsion systems of jet aircraft ensures the preservation of the operability and safety of its operation in case of failure of its components.

Claims

1. Highly reliable fail-safe electric drive of a reversing device, which includes at least one control unit, at least two electromechanical actuators - an electromechanism, each of which is a linear displacement actuator (actuator), as well as a communication line between them, and characterized in that the number and power of electromechanisms are selected taking into account their redundancy, while at least one electric motor is used in the design of each of the electromechanisms, the rotor of which is not backhoes connected to the shaft of the screw drive type of movement, with at least one main position sensor, with at least one reserve position sensor and with the electromagnetic brake clutch having in its structure at least two redundant winding drive clutch release; as well as the fact that each of the electromechanisms has manual brake release and displacement of its rod; the design of the control unit used redundancy of its component modules, which is carried out through the use of at least two central control modules, at least two diagnostic modules, at least two multi-channel brake clutch control modules, electric motor control modules, the number of which, as well as the number of channels of each of multi-channel brake clutch control modules, corresponds to the number of electromechanisms, the use of independent communication lines between the indicated modules and validation of control signals generated by redundant central control modules implemented by brake clutch control modules and electric motor control modules, as well as using independent communication lines to power the redundant windings of each of the electromagnetic brake clutches of each of the electromechanisms and independent communication lines to transmit primary and backup signals position sensors of each of the electromechanisms, while processing the signals of the primary and secondary sensors to the position is carried out by modules that perform various basic functions.

2. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in claim 1 in that a roller-screw, ball-screw or any other motion converter from rotational to translational can be used as a screw type transducer.

3. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in p. 1 in that a reduction gear may be located between the electric motor and the type of motion converter.

4. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in p. 1 in that as a redundant electromagnetic brake clutch can be used as a ready-made redundant electromagnetic brake clutch.

5. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in claim 1 in that a prefabricated kinematic block consisting of at least one electromagnetic brake clutch and at least one electromagnetic clutch connected in cascade can be used as a redundant electromagnetic brake clutch.

6. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in p. 1 in that at least one absolute multi-turn rotation angle sensor can be used as the main position sensor.

7. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in p. 1 in that a block consisting of at least two absolute one-turn rotation angle sensors can be used as the main position sensor.

8. Highly reliable fail-safe electric drive, characterized in p. 1 in that both multi-turn and single-turn both absolute and incremental angle or rotation sensors can be used as a backup position sensor.