飞行器轮制动器的控制

文档序号:1424426 发布日期:2020-03-17 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 飞行器轮制动器的控制 (Control of aircraft wheel brakes ) 是由 马修·加德 大卫·里德 于 2019-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了用于控制飞行器轮制动器的应用的方法。该方法包括根据确定的关系来控制飞行器的第一轮制动器和飞行器的第二轮制动器的应用,以便控制第一轮制动器和第二轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间。该关系是在第一轮制动器的第一冷却特性与第二轮制动器的第二冷却特性之间确定的,第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据第一冷却特性冷却,第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据第二冷却特性冷却。还公开了用于执行该方法的系统和设备以及包括该设备的飞行器。(The invention discloses a method for controlling the application of aircraft wheel brakes. The method includes controlling application of first and second wheel brakes of the aircraft according to the determined relationship so as to control the time it takes for the first and second wheel brakes to reach respective particular temperatures. The relationship is determined between a first cooling characteristic of the first wheel brake, according to which the first wheel brake cools when in a first retracted position within the aircraft, and a second cooling characteristic of the second wheel brake, according to which the second wheel brake cools when in a second retracted position within the aircraft. Systems and apparatus for performing the method and an aircraft including the apparatus are also disclosed.)

飞行器轮制动器的控制

技术领域

本发明涉及飞行器轮制动器的控制。具体地但非排他地,本发明涉及控制飞行器轮制动器的应用,以便对该飞行器轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间进行控制。

背景技术

飞行器轮制动器被应用以提供制动,从而降低飞行器的速度。当应用制动器时,它们的温度可能会升高。为了飞行器的安全操作,在飞行器的所有制动器处于或低于被判定为对于出发而言安全的温度之前,飞行器不被允许出发以进行随后的飞行。这可以例如避免制动器升温至超过制动器的安全操作范围的温度。飞行器被许可进行随后的飞行所需的时间量可以称为周转时间。可以有利的是,以使得用于飞行器的有效操作的周转时间最小化方式操作飞行器可以是有利的。

发明内容

本发明的第一方面提供了控制飞行器轮制动器的应用的方法,该方法包括:根据确定的关系来控制飞行器的第一轮制动器和飞行器的第二轮制动器的应用,以便控制第一轮制动器和第二轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间,其中,该关系是在第一轮制动器的第一冷却特性与第二轮制动器的第二冷却特性之间确定的,第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据第一冷却特性冷却,第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据第二冷却特性冷却。

可选地,该方法可以包括至少确定第一冷却特性和/或第二冷却特性。

可选地,第一冷却特性可以基于指示第一轮制动器的磨损状态的第一磨损指示来确定;并且/或第二冷却特性可以基于指示第二轮制动器的磨损状态的第二指示来确定。

可选地,方法还可以包括确定第一冷却特性与第二冷却特性之间的关系。

可选地,相应的特定温度是相等的。

可选地,确定的关系指示当第一轮制动器移动至第一缩回位置并且第二轮制动器移动至第二缩回位置时的第一轮制动器与第二轮制动器之间的期望的温度差,预期该温度差使得轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间相等。

可选地,该方法包括:通过以实现期望的温度差值的方式将制动压力施加至第一轮制动器和第二轮制动器,从而在第一轮制动器与第二轮制动器中分配制动。

可选地,该方法包括:基于从与第一轮制动器相关联的第一温度传感器和与第二轮制动器相关联的第二温度传感器接收到的测量结果来调节施加至第一轮制动器和第二轮制动器的制动压力。

可选地,确定的关系指示比率,将根据该比率在第一轮制动器与第二轮制动器之间分配制动。

可选地,该方法包括:通过根据比率向第一轮制动器和第二轮制动器施加制动压力而在第一轮制动器与第二轮制动器中分配制动。

可选地,该方法包括:基于从与第一轮制动器相关联的第一制动器压力传感器和与第二轮制动器相关联的第二制动器压力传感器接收到的测量结果来调节施加至第一轮制动器和第二轮制动器的制动压力。

可选地,该方法包括:在第一轮制动器与第二轮制动器中分配制动,使得由第一轮制动器和第二轮制动器根据比率对扭矩起作用。

可选地,该方法包括:基于从与第一轮制动器相关联的第一扭矩传感器和与第二轮制动器相关联的第二扭矩传感器接收到的测量结果来调节施加至第一轮制动器和第二轮制动器的制动压力。

可选地,第一冷却特性包括第一冷却速率,第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据第一冷却速率冷却;并且第二冷却特性包括第二冷却速率,第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据第二冷却速率冷却。

可选地,第一轮制动器的冷却速率高于第二轮制动器的冷却速率。

可选地,控制第一轮制动器和第二轮制动器的应用包括:根据第一调节系数应用第一轮制动器;并且根据第二调节系数应用第二轮制动器。

本发明的第二方面提供了用于控制飞行器轮制动器的应用以控制飞行器轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间的系统,该系统包括一个或更多个处理器,所述一个或更多个处理器配置成:确定飞行器的第一轮制动器的第一冷却特性,第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据第一冷却特性冷却;确定飞行器的第二轮制动器的第二冷却特性,第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据第二冷却特性冷却;确定第一冷却特性与第二冷却特性之间的关系;并且根据所确定的关系控制第一轮制动器和第二轮制动器的应用。

本发明的第三方面提供了用于控制飞行器轮制动器的应用的设备,该设备包括处理器,该处理器配置成:根据确定的关系来控制飞行器的第一轮制动器和飞行器的第二轮制动器的应用,以便控制第一轮制动器和第二轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间,其中,该关系是在第一轮制动器的第一冷却特性与第二轮制动器的第二冷却特性之间确定的,第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据第一冷却特性冷却,第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据第二冷却特性冷却。

本发明的第四方面提供了包括根据第三方面的设备的飞行器。

附图说明

现在将参照附图以仅通过示例的方式对本发明的实施方式进行描述,在附图中:

图1是飞行器的示意图,示例配置在该飞行器上;

图2是图1的飞行器的起落架舱的示意图;

图3是示出了用于控制飞行器轮制动器的应用的方法的方框图;以及

图4是计算设备的示意图,示例配置在该计算设备上。

具体实施方式

以下公开涉及飞行器轮制动器的控制。更具体地但非排他地,本发明涉及以对飞行器轮制动器达到相应的特定温度所花费的时间进行控制的方式来对飞行器轮制动器进行控制。例如,可以对制动器进行控制,使得制动器几乎同时达到相应的特定温度。在制动器冷却时对制动器达到特定温度所花费的时间进行控制可以有利地减少所讨论的飞行器的周转时间。

图1是飞行器100的简化示意图。飞行器100包括多个起落架组件102。起落架组件102可以包括能够在起飞和着陆期间伸展的主起落架和前起落架。起落架组件102可以在不需要使用它们时,例如,在起飞与着陆之前的适当时间之间的时间缩回到相应的起落架舱(图1中未示出)中。

每个起落架组件102包括比如第一轮104a和第二轮104b的轮。飞行器100的多个轮可以与它们各自的轮制动器相关联,这种轮制动器布置成在应用时抑制它们各自的轮的旋转。飞行器100包括计算系统106,计算系统106可以包括一个或更多个处理器以及一个或更多个计算机可读存储介质。飞行器100还可以包括装置108、比如用于测量与飞行器100相关的特性或参数的仪器或传感器以及用于测量环境特性的仪器或传感器。在图1中,计算系统106和装置108均由单个块表示。然而,应理解,计算系统106和装置108的元件可以位于飞行器100上的各个不同位置。计算系统106和装置108可以位于飞行器100上的任何适当位置。

图2是起落架组件102在缩回到飞行器100的起落架舱200中时的示意图。在该示例中,当处于如图2所示的起落架缩回位置202时,与如图1所示的当起落架组件200伸展时相比,起落架组件102枢转大约90°。枢转运动由图2中的箭头208标示。为了表示起落架组件102在缩回时的方向,图2包括标记顶部和底部的箭头,其与在起落架组件102缩回时飞行器100的顶部部分和底部部分相对于起落架组件102的方向的位置一致。

在该示例中,第一轮104a与第一轮制动器204a(下文中的第一制动器204a)相关联。第一制动器204a相对于第一轮104a安装,以便在应用时抑制第一轮104a的旋转。第二轮104b与第二轮制动器204b(下文中的第二制动器204b)相关联。第二制动器204b相对于第二轮104b安装,以便在应用时抑制第二轮104b的旋转。

当起落架组件102处于起落架缩回位置202时,第一制动器204a处于第一缩回位置206a,并且第二制动器204b处于第二缩回位置206b。在该示例中,第二缩回位置206b在第一缩回位置206a上方。飞行器100包括用于将起落架组件102从伸展位置移动到缩回位置202的机构(未示出),例如,与起落架组件102相关联并且布置成使起落架组件102伸展和缩回的液压机构。

当飞行器100被处于如图1所示的伸展位置的起落架组件102支承在地面上时,可以应用第一制动器和第二制动器204a、204b。第一制动器和第二制动器204a、204b可以各自包括多个制动盘,所述多个制动盘包括压力板、反作用板以及若干转子和定子。制动盘可以包括多个转子和多个定子。在这样的示例中,第一制动器和第二制动器204a、204b是多盘式制动器。在其他示例中,第一制动器和第二制动器204a、204b可以不是多盘式制动器。应理解,飞行器起落架组件中使用的制动器的类型取决于所讨论的飞行器的特性、比如尺寸、承载能力等。

当应用第一制动器和第二制动器204a、204b以降低飞行器100的速度时,它们的温度可能会升高。当飞行器100被起落架组件102支承而沿着地面行进时,转子与它们各自的轮一起旋转,而定子、压力板和反作用板不旋转。当应用第一制动器和第二制动器204a、204b时,压力板被推向各自的反作用板,使得制动盘彼此接触并且摩擦起到抑制转子的旋转运动的作用,从而产生制动力。第一制动器和第二制动器204a、204b的部件升温的机制是摩擦作用。

第一制动器和第二制动器204a、204b可以根据第一制动器和第二制动器204a、204b之间各种因素的变化而不同地升温,这些因素比如是磨损状态、与制动器相关联的制动器冷却风扇的效能、所吸收的制动能量的量、制动器附近的环境温度、制动器附近的气流等。

第一制动器和第二制动器204a、204b可以是液压致动的或电致动的。也就是说,第一制动器和第二制动器204a、204b的相应制动盘可以通过液压系统或电气系统被推动到一起。尽管以下示例中的教导适用于电致动的制动器,但以下示例也处于液压致动的制动器的情况中,在该情况中,使用液压来将制动盘推动到一起。

飞行器100的每次飞行可以认为具有各种不同的阶段。飞行器100从出发口滑行至用于起飞的跑道期间的阶段可以被称为滑出阶段。在该阶段期间,第一制动器和第二制动器204a、204b可以用于降低飞行器100的速度。因此,第一制动器和第二制动器204a、204b的温度可以在滑出阶段期间升高。后续阶段——在该阶段期间,飞行器100在起飞后在空中飞行——可以被称为飞行阶段。如本文中所使用的,飞行阶段指的是在飞行器100从地面起飞时与飞行器100随后在着陆处触地时之间的阶段。一旦飞行器100已经起飞,起落架组件102缩回到起落架舱200中。虽然在飞行阶段期间,可能应用第一制动器和第二制动器204a、204b,例如,用以防止第一轮和第二轮104a、104b在起落架舱200内的旋转,或者,例如作为飞行系统测试的一部分,但不会应用第一制动器和第二制动器204a、204b以降低飞行器100的速度,并且因此,第一制动器和第二制动器204a、204b不太可能经历进一步的温度升高。因此,当起落架组件102处于起落架舱200内的缩回位置202时,第一制动器和第二制动器204a、204b可以在飞行阶段期间冷却。

在飞行阶段之后,第一制动器和第二制动器204a、204b可以在着陆以及随后滑行至到达口期间使用。着陆后的滑行可以称为滑入阶段。

第一制动器和第二制动器204a、204b可以各自具有用于操作的优选温度范围。为了安全操作,可以避免在高于这样的温度范围的温度下使用第一制动器和第二制动器204a、204b。例如,在能够允许飞行器100开始滑出阶段以进行后续飞行之前,可以要求第一制动器和第二制动器204a、204b处于或低于派出温度。例如,第一制动器和第二制动器204a、204b在飞行期间(例如在滑出、着陆和滑入期间)的应用可能导致它们的温度升高而高于派出温度。在第一制动器和第二制动器204a、204b处于或低于派出温度之前,可以不允许飞行器100滑出以进行随后的飞行。必须等待第一制动器和第二制动器204a、204b变得足够冷却以用于派出可能增加飞行器100的“周转时间”。

使给定制动器冷却给定温度量所需的时间量取决于各种因素,比如给定制动器的物理特性和给定制动器附近的环境条件。给定制动器的物理特性包括例如给定制动器的比热容和给定制动器的质量。与第二制动器204b相比,第一制动器204a可以以不同的速度冷却。例如,相较于第二制动器204b,在后续飞行之前,第一制动器204a可以需要较少的时间来冷却至派出温度。在这种情况下,由于第二制动器204b冷却至派出温度需要的额外时间,因此导致飞行器100的周转时间增加。有利的是,为了使周转时间最小化,确保第一制动器和第二制动器204a、204b几乎同时冷却至派出温度。

如所述的,当起落架组件102缩回到起落架舱200中时,可以允许第一制动器和第二制动器204a、204b在飞行阶段期间冷却。由于第一制动器和第二制动器204a、204b的相对位置,第一制动器和第二制动器204a、204b可以至少部分地在起落架舱200内以不同的速度冷却。例如,第一制动器204a的冷却速率可以高于第二轮制动器的冷却速率。在所述示例中,第一缩回位置206a(在飞行期间第一制动器204a设置于该位置)比第二缩回位置206b更靠近起落架舱门210。起落架舱200内的靠近起落架舱门210的区域可以例如由于起落架舱门210未形成大气密封而处于较低温度(特别是在高海拔处)。因此,紧邻第一缩回位置206a的环境可以比紧邻第二缩回位置206b的环境更冷。

此外,在所述示例中,第二缩回位置206b在第一缩回位置206a上方。来自第一制动器204a的热量可以朝向第二制动器204b上升,导致第二制动器204b比第一制动器204a冷却得更慢。第一制动器和第二制动器204a、204b冷却的方式也可能受到起落架舱200内的气流的影响。

图3是示出了用于对飞行器轮制动器、比如第一制动器和第二制动器204a、204b的应用进行控制的方法300的方框图。此处,在包括第一制动器和第二制动器204a、204b的所述示例的上下文中描述了方法300。方法300包括:根据确定的关系来对第一制动器204a和第二制动器204b的应用进行控制,以便对第一制动器和第二制动器204a、204b达到相应的特定温度所花费的时间进行控制。该关系是在第一制动器204a的第一冷却特性与第二制动器204b的第二冷却特性之间确定的,第一制动器204a在处于飞行器100内的第一缩回位置206a时根据第一冷却特性冷却,第二制动器204b在处于飞行器100内的第二缩回位置206b时根据第二冷却特性冷却。在下文中,在所述示例的上下文中描述了方法300。

现在将描述作为方法300的一部分执行的处理的具体示例。在方法300的方框302处,输入第一冷却特性与第二冷却特性之间的确定关系。第一冷却特性包括提供了下述方式的指示的信息,第一制动器204a在处于第一缩回位置206a时以该方式冷却。类似地,第二冷却特性包括提供了下述方式的指示的信息,第二制动器204b在处于第二缩回位置206b时以该方式冷却。

在一些示例中,第一冷却特性和第二冷却特性包括各自的参数、比如第一制动器204a的第一冷却速率和第二制动器204b的第二冷却速率,第一制动器204a在处于飞行器100内的第一缩回位置206a时根据第一制动器204a的第一冷却速率冷却,第二制动器204b在处于飞行器100内的第二缩回位置206b时根据第二制动器204b的第二冷却速率冷却。第一冷却速率和第二冷却速率、或其他相应参数——可以根据这些参数计算出第一冷却速率和第二冷却速率——可以根据计算流体动力学(CFD)模型来确定。CFD模型可以提供关于下述方式的信息,第一制动器和第二制动器204a、204b在分别处于第一缩回位置和第二缩回位置206a、206b中时以该方式冷却。在一些示例中,第一冷却速率和第二冷却速率、或其他相应参数——可以根据这些参数计算出第一冷却速率和第二冷却速率——可以根据从第一制动器和第二制动器204a、204b(或是例如来自同一制造商的等效制动器)所获得的经验数据来确定。

在一些示例中,第一冷却特性和第二冷却特性包括从相应的制动器冷却模型获得的信息。例如,用于第一制动器204a的第一制动器冷却模型可以用于预测第一制动器204a——在处于第一缩回位置206a时——从给定的起始温度冷却至给定的最终温度的冷却时间。第一制动器冷却模型可以用于预测第一制动器204a从各个起始温度冷却至各个最终温度的相应的时间量。在这些示例中,第一冷却特性可以包括例如一个或更多个查询表,该查询表指示了针对各组起始温度和最终温度的第一制动器204a的冷却时间。类似地,第二制动器冷却模型可以用于获得包括在第二冷却特性中的信息。

类似地,用于第二制动器204b的第二制动器冷却模型可以用于预测第二制动器204b——在处于第二缩回位置206b时——从各个起始温度冷却至各个最终温度的时间,并且第二冷却特性可以包括一个或更多个查询表,该查询表指示了针对各组起始温度和最终温度的第二制动器204b的冷却时间。

可以使用例如所述的CFD模型来生成第一制动器冷却模型和第二制动器冷却模型。在一些示例中,可以使用例如在处于第一缩回位置206a时的第一制动器204a和在处于第二缩回位置206b时的第二制动器204b的相应的CFD模型来生成第一制动器冷却模型和第二制动器冷却模型。在一些示例中,可以根据所述经验数据来生成第一制动器冷却模型和第二制动器冷却模型。在一些示例中,可以生成单个制动器冷却模型以用于第一制动器和第二制动器204a、204b两者,并且该单个制动器冷却模型用于确定包括在第一冷却特性和第二冷却特性中的信息。

方法300可以包括至少确定第一冷却特性和/或第二冷却特性。以下描述处于包括所描述的第一冷却速率的第一冷却特性以及包括所描述的第二冷却速率的第二冷却特性的上下文中。以下描述处于定义第一冷却速率的特定方式的上下文中。然而,在其他示例中,第一冷却速率可以以不同的方式定义,只要其提供了方式的指示,第一制动器204a在处于第一缩回位置206a时以该方式冷却。

可以使用在第一制动器204a处于第一缩回位置206a时的第一制动器204a的传热参数、第一制动器204a的比热容、以及第一制动器204a的质量来确定第一冷却速率。第一冷却速率α1可以以等式(1)表示如下。

Figure BDA0002193692760000091

在等式(1)中,m1是第一制动器204a的质量,c1是第一制动器204a的比热容,并且HTP1是第一制动器204a的传热参数(在下文中称为第一参数HTP1)。第一参数HTP1的值根据第一缩回位置206a附近的环境特性而变化。此后,紧邻第一缩回位置206a的环境被称为第一缩回位置206a的环境。可以针对各种不同的环境特性的的组来确定第一参数HTP1。然后,可以使用方框302处的确定的第一参数HTP1的值针对各种不同的环境特性的组来确定第一冷却速率α1。例如,可以针对预计在飞行期间在第一缩回位置206a处发生的环境特性的组来确定第一冷却速率α1。应理解,环境特性可以在飞行期间变化。

在一些示例中,第一参数HTP1可以被确定为飞行期间的时间的函数。例如,可以考虑第一缩回位置206a处的环境特性的变化,并且可以确定在飞行期间第一参数HTP1随着时间的变化。利用这一点,可以确定作为飞行期间的时间的函数的第一冷却速率α1

可以使用所描述的CFD模型或所描述的经验数据来确定针对给定的环境特性的组、或作为飞行期间的时间的函数的第一参数HTP1。可以使用适用于确定元件的冷却特性的任何技术来确定第一参数HTP1

在一些示例中,第一参数HTP1的值可以是预先确定的,并且作为方法300的一部分,其预先确定的值可以用于确定第一冷却速率α1的对应值。在一些示例中,作为方法300的一部分,可以确定第一参数HTP1的相关值。

在一些示例中,根据此处给出的等式(2),第一冷却速率α1可以用于确定第一制动器204a从第一当前温度冷却至特定温度的时间量。

在等式(2)中,TTC1是第一制动器204a从第一当前温度Tcurrent1冷却至特定温度Tspecified的时间,并且Tenv1是第一缩回位置206a附近的环境温度。

在一些示例中,第一制动器和第二制动器204a、204b各自的特定温度可以相等。所描述的特定温度Tspecified可以是在起落架组件102从起落架舱200伸展以用于飞行的着陆阶段时期望第一制动器和第二制动器204a、204b两者所处于的温度。特定温度Tspecified可以选择成使得在着陆之后的滑入阶段之后,第一制动器和第二制动器204a、204b大约同时达到派出温度。共用相同的特定温度Tspecified的第一制动器和第二制动器204a、204b假设由于在滑入阶段期间的制动,第一制动器和第二制动器204a、204b冷却至派出温度的时间差异可以忽略不计。然而,在不是这种情况的示例中,第一制动器204a和第二制动器204b可以分别具有不同的特定温度,所述特定温度选择成使得它们大约同时冷却至派出温度(例如,第一制动器和第二制动器204a、204b在滑入阶段期间不经历相等的使用,由于制动器质量的差异而不以相同的速度冷却等)。在以下示例中,为了简化说明,假设对于第一制动器和第二制动器204a、204b两者,特定温度Tspecified相同。

如所描述的,起落架舱200内的环境特性可以在飞行期间发生改变。因此,在一些示例中,可以通过确定和汇总用于起落架缩回时的起始温度与当起落架在随后的着陆阶段期间伸展时期望制动器处于的特定温度之间的中间温度步骤(例如使用对于相应的环境条件的组的适当的冷却速率)的若干冷却时间值来计算冷却时间。

作为方法300的一部分,可以确定第二制动器204b的第二冷却速率,第二制动器204b在处于第二缩回位置206b时根据第二制动器204b的第二冷却速率冷却。类似于第一冷却速率α1,第二冷却速率是提供下述方式的指示的参数,第二制动器204b在处于第二缩回位置206b时以该方式冷却。以下描述处于定义第二冷却速率的特定方式的上下文中。

可以使用在第二制动器204b处于第二缩回位置206b时的第二制动器204b的传热参数、第二制动器204b的比热容以及第二制动器204b的质量来确定第二冷却速率α2。第二冷却速率α2可以以等式(3)表示如下。

Figure BDA0002193692760000101

在等式(3)中,m2是第二制动器204b的质量,c2是第二制动器204b的比热容,并且HTP2是第二制动器204b的传热参数(在下文中为第二参数HTP2)。第二参数HTP2的值根据第二缩回位置206b的环境特性而变化。可以针对各种不同的环境特性的组来确定第二参数HTP2。然后,可以使用在方框302处的确定的第二参数HTP2的值针对各种不同的环境特性的组来确定第二冷却速率α2。例如,可以针对预计在飞行期间在第二缩回位置206b处发生的环境特性的组来确定第二冷却速率α2

在一些示例中,第二参数HTP2可以被确定为飞行期间的时间的函数。例如,可以考虑第二缩回位置206b处的环境特性的变化,并且可以确定在飞行期间第二参数HTP2随着时间的变化。利用这一点,可以确定作为飞行期间的时间的函数的第二冷却速率α2

第一冷却特性和第二冷却特性可以分别包括作为时间的函数的第一冷却速率α1和第二冷却速率α2。在一些示例中,第一冷却特性和第二冷却特性可以分别包括用于预计在飞行期间分别在第一缩回位置和第二缩回位置206a、206b处发生的环境特性的组的第一冷却速率和第二冷却速率α1、α2

对于第一参数HTP1,可以使用所描述的CFD模型或所描述的经验数据来确定第二参数HTP2。可以使用适用于确定元件的冷却特性的任何技术来确定第二参数HTP2

第二参数HTP2的值可以是预先确定的、或者可以作为方法300的一部分而确定。如所描述的,第二制动器204b的冷却会受到从第一缩回位置206a中的第一制动器204a的朝向第二缩回位置206b中的第二制动器204b上升的热量的影响。在确定第二参数HTP2时可以考虑这种影响。例如,一旦第一冷却速率α1是已知的,就可以确定作为飞行期间的时间的函数的第一制动器204a的温度并且考虑第一制动器204a的温度以用于第二参数HTP2的确定。

在一些示例中,根据此处给出的等式(4),第二冷却速率可以用于确定第二制动器204b从第二当前温度冷却至特定温度的时间量。

Figure BDA0002193692760000111

在等式(4)中,各个参数具有与等式(2)中相同的含义,除了它们涉及第二制动器204b和第二缩回位置206b,如下标中的数字“2”所示。第二制动器204b从第二当前温度Tcurrent2冷却至特定温度Tspecified的时间TTC2可以通过确定和汇总若干第二制动器204b的冷却时间值来计算,如在第一制动器204a的上下文中所描述的那样。

确定的关系可以指示第一制动器204a和第二制动器204b在处于它们各自的缩回位置时从相同的起始温度(当起落架组件102在起飞后第一次缩回时)冷却至各自的特定温度时的时间差。在一些示例中,确定的关系可以指示当第一制动器204a移动至第一缩回位置206a并且第二制动器204b移动至第二缩回位置206b时第一制动器和第二制动器204a、204b之间的期望的温度差,该期望的温度差预期使制动器达到特定温度所花费的时间相等(在制动器各自具有不同特定温度的情况下,制动器达到各自特定温度所花费的时间)。例如,由于在起落架组件102在起飞后缩回之前的最终的制动应用,因此需要产生所期望的温度差。所确定的关系可以例如是第一冷却速率α1与第二冷却速率α2之间的数学关系。

确定的关系还可以指示下述比率,制动将根据该比率在第一制动器204a与第二制动器204b之间进行分配。该比率可以取决于例如期望温度差或第一制动器204a和第二制动器204b从相同的起始温度冷却至各自特定温度的时间。方法300还可以包括确定第一冷却特性与第二冷却特性之间的关系。例如,作为方法300的一部分,可以确定第一冷却速率α1与第二冷却速率α2之间的关系。在一些示例中,方法300可以包括基于第一冷却速率α1与第二冷却速率α2之间的关系来确定比率。

在方框304处,根据所确定的关系来控制第一制动器和第二制动器204a、204b的应用,以便控制第一制动器204a和第二制动器204b达到各自特定温度所花费的时间。例如,在起落架组件102缩回到起落架舱200之前的滑行期间,第一制动器和第二制动器204a、204b的应用可以以这种方式控制。制动器的应用可以被控制成使得使制动器达到特定温度所花费的时间相等。例如,控制第一制动器204a和第二制动器204b的应用可以包括根据第一调节系数应用第一制动器204a,并且根据第二调节系数应用第二制动器204b。

以下示例处于如所描述的指示期望的温度差的确定关系的上下文中(尽管在其他示例中,可以使用所描述的冷却时间差)。该比率可以确定成使得:如果根据比率分配制动,则预期在起落架组件102缩回到起落架舱200中之前的最终制动应用期间实现所指示的期望的温度差。

在一些示例中,该比率可以是用以实现所指示的期望的温度差的由第一制动器和第二制动器204a、204a所作用的扭矩的比率。在该示例中,方框304包括在第一制动器和第二制动器204a、204b中分配制动,使得由第一制动器和第二制动器204a、204b根据该比率对扭矩起作用。应理解,由制动器所作用的扭矩的量与该制动器吸收的能量的量以及该制动器所经受的温度的升高有关。因此,可以容易地确定与所指示的期望的温度差对应的扭矩比(考虑相应的制动器质量值和比热容值等)。

当飞行器100的飞行员踩压制动器踏板或类似物时可以请求制动。这可以产生由飞行器100的制动系统接收的制动请求。然后,制动系统可以根据制动请求应用飞行器100的制动器。制动请求可以包括与所请求的制动强度有关的信息(例如,基于飞行员推动制动器踏板的距离)。制动系统可以生成相应的制动器信号,将根据该信号应用制动器。在没有应用任何比率的情况下,可以向每个制动器提供相等的制动器信号,使得相等的制动压力被施加至每个制动器。制动压力是例如被施加以将制动盘朝向彼此推动的液压力(对于液压致动的制动器)。

在一些示例中,根据扭矩比来确定用于第一制动器204a的第一调节系数和用于第二制动器204b的第二调节系数。基于第一调节系数来调节用于第一制动器204a的第一制动器信号,并且基于第二调节系数来调节用于第二制动器204b的第二制动器信号。因此,产生经调节的制动器信号,从而实现扭矩比。

应理解,每个制动器具有制动器增益,该制动器增益限定了所施加的每单位的压力产生多少扭矩。该制动器增益可以根据制动器的不同(例如,由于制造公差)而变化,这意味着对于相同水平的施加的压力,每个制动器可以产生不同水平的制动扭矩。扭矩比可以考虑第一制动器和第二制动器204a、204b各自的增益。

方框304可以包括基于从与第一制动器204a相关联的第一扭矩传感器和与第二制动器204b相关联的第二扭矩传感器接收的测量结果来调节施加至第一制动器和第二制动器204a、204b的制动压力。装置108可以包括用于提供由第一制动器204a所作用的扭矩的指示的第一扭矩传感器和用于提供由第二制动器204b所作用的扭矩的指示的第二扭矩传感器。制动系统可以接收所作用的扭矩的相应指示。如果由第一制动器和第二制动器204a、204b所作用的扭矩与扭矩比不一致,则制动系统可以根据需要更新第一调节系数和第二调节系数。制动系统可以采用反馈回路以确保实现扭矩比。例如,制动系统可以采用比例积分微分(PID)控制回路或其他合适的控制回路。

在其他示例中,该比率可以是将要施加至第一制动器和第二制动器204a、204a以实现所指示的期望的温度差的制动压力的比率。在该示例中,方框304包括通过根据该比率向第一制动器和第二制动器204a、204b施加制动压力来在第一制动器和第二制动器204a、204b中分配制动。例如,可以使用第一制动器和第二制动器204a、204b的各自的制动增益和扭矩比来确定制动压力比。在其他示例中,可以进行实验以确定产生所指示的期望的温度差的制动压力比。例如,可以在来自与第一制动器和第二制动器204a、204b对应的相同制造(就质量,其他物理性质等而言)的制动器上进行实验。

在这些示例中,根据制动压力比确定第一调节系数和第二调节系数。如在扭矩比的上下文中所描述的,基于第一调节系数调节用于第一制动器204a的第一制动器信号,并且基于第二调节系数调节用于第二制动器204b的第二制动器信号,从而生成经调节的制动器信号以实现制动压力比。

在意在响应于制动器信号而提供的制动压力与施加至所讨论的制动器上的实际制动压力之间可能存在差异。方框304可以包括基于从与第一制动器204a相关联的第一制动压力传感器和与第二制动器204b相关联的第二制动压力传感器接收的测量结果来调节施加至第一制动器和第二制动器204a、204b的制动压力。装置108可以包括用于提供施加至第一制动器204a的实际制动压力的指示的第一制动器压力传感器和用于提供施加至第二制动器204b的实际制动压力的指示的第二制动器压力传感器。制动系统可以接收所施加的实际制动压力的相应指示。如果施加至第一制动器和第二制动器204a、204b的相应的实际制动压力不符合制动压力比,则制动系统可根据需要更新第一调节系数和第二调节系数。如所描述的,制动系统可以采用反馈回路以确保实现制动压力比。

尽管所描述的扭矩比和制动压力比的示例是在实现所指示的期望的温度差的上下文中,但是在其他示例中,可以基于第一制动器204a和第二制动器204b在处于它们各自的缩回位置时从相同的起始温度冷却至特定温度的时间差来确定扭矩比或制动压力。应理解,应用扭矩比或制动压力比的目的是对第一制动器和第二制动器204a、204b达到特定温度所花费的时间进行控制(例如,使其相等)。

在如先前所描述的其中所确定的关系指示第一制动器和第二制动器204a、204b的期望的温度差值的示例中,可以在不使用比率的情况下对制动应用进行控制。在该示例中,方框308可以包括通过以实现期望的温度差的方式将制动压力施加至第一制动器204a和第二制动器204b来在第一制动器204a与第二制动器204b中分配制动。在该示例中,方框304可以包括基于从与第一制动器204a相关联的第一温度传感器和与第二制动器204b相关联的第二温度传感器接收的测量结果来调节施加至第一制动器和第二制动器204a、204b的制动压力。

装置108可以包括用于提供第一制动器204a的温度的指示的第一制动器温度传感器和用于提供第二制动器204b的温度的指示的第二制动器温度传感器。在该示例中,基于第一制动器和第二制动器204a、204b各自的温度的指示来确定第一调节系数和第二调节系数,以便实现指示的温度差。制动系统可以继续接收温度的指示并且对调节系数进行调节,以便调节施加至第一制动器和第二制动器204a、204b的制动压力,以实现所指示的期望的温度差。

作为使用温度传感器的替代方案,在以实现期望的温度差的方式分配制动的示例中,可以对第一制动器和第二制动器204a、204b各自的温度进行估计。例如,估计可以由计算系统106执行。在一些示例中,可以根据输入到给定制动器的能量的量来估计在给定制动应用之后的给定制动器的温度。例如,可以测量由给定制动器所作用的扭矩(例如,使用扭矩传感器)并且可以将其乘以与给定制动器相关联的轮的轮速度。然后,可以随着时间对结果进行积分以确定输入到给定制动器的能量的量。使用输入能量、给定制动器的质量和给定制动器的比热容,可以确定给定制动器的温度变化。由于给定制动应用的给定制动器的温度可以使用给定制动应用之前的给定制动器的初始温度根据温度变化来确定。初始温度可以从估计的先前迭代中获知,或者可以被认为是环境温度(在给定制动应用是当天第一次的情况下)。

可以对第一调节系数和第二调节系数进行标准化,使得响应于第一制动器信号和第二制动器信号而施加的总制动与所请求的制动强度一致。在所描述的示例中,制动系统可以快速更新第一调节系数和第二调节系数,以便在制动期间保持扭矩比、制动压力比或期望的温度差。例如,制动系统可以以高达第一扭矩传感器和第二扭矩传感器、制动压力传感器或制动器温度传感器提供更新的测量结果的速率来更新调节系数。

应理解,第一制动器和第二制动器204a、204b的质量可以由于磨损而在制动器的使用寿命期间改变。第一制动器和第二制动器204a、204b的磨损可以测量或预测以便获得质量变化的指示。应理解,磨损会导致制动盘的长度减小。磨损状态可以表示为制动盘长度的减小,并且质量的变化可以使用制动盘的物理尺寸和密度来计算。如所描述的,第一制动器和第二制动器204a、204b的质量可以用于确定相应的第一冷却特性和第二冷却特性。因此,在一些示例中,可以基于指示第一制动器204a的磨损状态的第一磨损指示来确定第一冷却特性;并且/或可以基于指示第二制动器204b的磨损状态的第二指示来确定第二冷却特性。

例如,每个制动器可以具有与其相关联的磨损销(或类似物),该磨损销的长度提供制动器磨损量的指示(由于制动盘在被压在一起时的长度减小)。在一些示例中,第一指示可以由与第一制动器204a相关联的第一磨损销提供,第二指示可以由与第二制动器204b相关联的第二磨损销提供,并且可以基于第一指示和第二指示确定相应的第一冷却特性和第二冷却特性。例如,来自相应的磨损销的测量结果可以用于获得制动器质量变化的指示,并且相应的更新的质量值可以用于确定第一冷却特性和第二冷却特性。

在其他示例中,可以预期第一制动器和第二制动器204a、204b每次飞行都会经历一定量的磨损,并且可以基于已经发生的飞行次数预测磨损量以生成第一指示和第二指示。可以重复方法300的相关部分,以便考虑到随着第一制动器和第二制动器204a、204b的磨损量的增加而发生的制动器质量的变化。例如,可以输入更新的质量值并且重新确定第一冷却速率和第二冷却速率α1、α2等。

所描述的制动器信号可以被发送到制动器控制器(包括在飞行器100中),该制动器控制器使得根据接收的制动器信号来施加制动压力。计算系统106可以实施所描述的制动系统的功能。计算系统106还可以通过向对制动器施加制动压力的设备发送适当的信号来实施所描述的制动器控制器的功能。在一些示例中,方法300可以由飞行器100的计算系统106实施。这样,计算系统106可以是用于根据方法300控制飞行器轮制动器的应用的设备,并且方法300可以由计算系统106执行。例如,计算系统106中的一个或更多个处理器可以执行存储在计算系统106的一个或更多个计算机可读存储介质上的指令以执行所描述的方法300的示例。例如,计算系统106的一个或更多个处理器可以配置成确定飞行器的第一轮制动器的第一冷却特性——第一轮制动器在处于飞行器内的第一缩回位置时根据该第一冷却特性冷却,确定飞行器的第二轮制动器的第二冷却特性——第二轮制动器在处于飞行器内的第二缩回位置时根据该第二冷却特性冷却。一个或更多个处理器可以配置成确定第一冷却特性与第二冷却特性之间的关系,并且根据确定的关系控制第一轮制动器和第二轮制动器的应用。

在一些示例中,方法300的所描述的示例的一些部分可以由远离飞行器100的设备执行。例如,方法300的某些部分可以由图4所示的远离飞行器400设置的计算设备400执行。这样,计算系统106和计算设备400可以一起形成用于控制飞行器轮制动器的应用的系统,以便对飞行器轮制动器达到相应特定温度所花费的时间进行控制。

计算设备400包括处理器402和计算机可读存储介质404。处理器402可以执行如所描述的方法300的某些部分。例如,计算设备400可以确定第一冷却特性和第二冷却特性。由计算设备400执行的方法300的一些部分的结果可以用作进入到飞行器100的计算系统106中的输入信息,然后其执行方法300的其余部分。在一些示例中,第一冷却特性与第二冷却特性之间的关系可以由计算设备400确定。在一些示例中,计算设备400可以确定由所描述的确定的关系指示的一些信息,并且计算系统106可以确定由所描述的确定的关系指示的其他信息。

例如,计算系统106可以接收来自计算设备400的期望的温度差作为方法300的方框302处的输入,并且可以确定所描述的比率的示例。在其他示例中,计算设备400可以确定由确定关系指示的所有信息,然后其可以在方框302处被计算系统106接收作为输入。然后可以将确定的关系输入到计算系统106中以使得相对于第一制动器和第二制动器204a、204b执行方框304。在计算设备400处确定的输入可以由计算系统106的使用者输入到飞行器100的计算系统106中。在一些示例中,计算设备400还可以包括用于将确定的输入信息传输至计算系统106的无线通信元件。在这些示例中,计算系统106还包括用于接收由计算设备400传输的输入信息的无线通信元件。

在一些示例中,设备400可以从计算系统106(或以其他方式从飞行器100)接收信息,以便执行方法300的某些部分。例如,设备400可以接收指示第一制动器和第二制动器204a、204b的相应的磨损状态的所描述的第一指示和第二指示。然后,设备400可以基于接收到的指示来确定第一冷却特性和第二冷却特性。当从飞行器100接收到新指示时,设备400可以重复方法300的相关部分。

可以生成用于执行所描述的方法的全部或部分指令和/或可以使用任何合适的软件或软件的组合来执行方法。在一个示例中,“MATLAB”可以用于生成用于使各个处理器执行任意所描述的方法的示例的全部或部分指令。在其他示例中,可以使用其他软件包。例如,可以使用任何合适的编程语言、开发环境、软件包等。编程语言的其他示例包括PYTHON、C++、C、JAVASCRIPT、FORTRAN等。

尽管上文通过参照一个或更多个优选示例描述了本发明,但应理解,在不超出如所附权利要求所限定的本发明的保护范围的情况下,可以作出多种变化或改型。

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