机舱可移动机罩的至少一个致动器的飞行器控制架构
阅读说明：本技术 机舱可移动机罩的至少一个致动器的飞行器控制架构 (Aircraft control architecture for at least one actuator of a nacelle movable cowl ) 是由 阿坎·马利奥纳 爱丽丝·波塔利耶 朱利安·科宾 于 2019-08-19 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于控制和/或监测装备机舱的推力反向器(4)的可移动机罩(3a、3b)的至少一个致动器(2a、2b)的架构(1),致动器(2a、2b)由至少一个马达(5a、5b)驱动并且包括至少一个马达传感器(6a、6b)以根据指令提供其控制,所述架构(1)的特征在于,架构(1)包括电子控制系统以处理由马达传感器(6a、6b)生成的至少一个信息并且使用该至少一个信息计算推力反向器(4)的可移动机罩(3a、3b)的位置。(The invention relates to an architecture (1) for controlling and/or monitoring at least one actuator (2a, 2b) equipping a movable cowl (3a, 3b) of a thrust reverser (4) of a nacelle, the actuator (2a, 2b) being driven by at least one motor (5a, 5b) and comprising at least one motor sensor (6a, 6b) to provide its control on command, said architecture (1) being characterized in that the architecture (1) comprises an electronic control system to process at least one piece of information generated by the motor sensor (6a, 6b) and to calculate the position of the movable cowl (3a, 3b) of the thrust reverser (4) using this at least one piece of information.)
技术领域
本发明涉及飞机的一般领域。本发明更具体地涉及用于控制和/或监控涡轮喷气发动机的推力反向器的可移动结构的致动器的架构领域。
背景技术
飞机由若干涡轮喷气发动机提供动力，每个涡轮喷气发动机容纳在机舱中，机舱还容纳有与其操作相关的一组辅助致动装置并且当涡轮喷气发动机操作或停止时确保各种功能。这些辅助致动装置特别地包括推力反向器。
在飞机着陆期间，推力反向器的作用是通过将由涡轮喷气发动机产生的推力的至少一部分向前重新定向来改善该飞机的制动能力。在这个阶段，推力反向器阻碍机舱的气体喷嘴，并将马达的喷射流导向机舱的前部，从而产生反推力，该反推力添加到飞机轮子的制动。
实施为执行这种气流重新定向的装置根据推力反向器类型而变化。然而，在所有情况下，推力反向器的结构包括可移动机罩，该可移动机罩在一方面的展开位置和另一方面的缩回位置之间可移动，在展开位置，可移动机罩在机舱中打开用于转向流的通道，在缩回位置，可移动机罩关闭该通道。这些可移动机罩也可以实现偏转功能或简单地启动其它偏转装置。
在叶栅推力反向器中，例如，可移动机罩沿着轨道滑动，使得当在打开阶段期间向后移动时，可移动机罩发现布置在机舱的厚度中的叶栅叶片。连杆系统将该可移动机罩连接到阻挡门上，该阻挡门在喷射通道内展开并阻挡直流出口。然而，在门推力反向器中，每个可移动机罩枢转以阻挡气流并使其转向，因此在该重新定向中是活动的。
通常，这些可移动机罩由液压或气动致动器致动，这些致动器需要加压流体的传输网络。在气动致动器的情况下，通过从涡轮喷气发动机的空气回路获取空气，或者在液压致动器的情况下，通过从飞行器的液压回路收集空气，来常规地获得该空气或该加压流体。这种致动器需要大量的维护，因为液压或气动网络中的最轻微的泄漏可能难以检测，并且可能对推力反向器和机舱的其它部分具有破坏性后果。此外，由于在推力反向器的前框架中可用的空间减小，这种回路的设置和保护特别精巧且笨重。
为了克服与气动和液压系统相关的各种缺点，推力反向器制造商已经寻求替换它们并且尽可能多地为它们的推力反向器装备电磁致动器，电磁致动器更轻且更可靠。这种推力反向器在文献EP0843089中有所描述。
然而，电磁致动器还具有若干缺点，需要解决这些缺点以完全受益于它们在质量和空间要求方面的收益所提供的优点。
特别地，现有的解决方案需要建立包括大量这些传感器的电气系统，以遵守电气系统的安全性和总体可靠性的约束。此外，尽管电气系统的质量相对于气动或液压系统减少，但是它仍然是航空领域的主要约束。
此外，在一些机舱中，空间要求经常引起安装问题，这需要具有非常特定的传感器，从而增加了所保留的系统的成本。例如，一些机舱就是这种情况，其具有专用的状态传感器以专门检测机舱通过吊钩的锁定或解锁，以及检测机舱的可移动机罩的打开或关闭位置。
发明内容
本发明的目的在于通过提出一种解决方案来克服上述缺点中的至少一个，该解决方案使得能够允许减小机舱的电气系统的质量和空间要求，同时保证在所担忧事件的检测中的良好的安全性和可靠性水平。
为此目的，本发明涉及一种用于控制和/或监控装配机舱的推力反向器的可移动机罩的至少一个致动器的架构，致动器由至少一个马达提供动力并且包括至少一个马达传感器以确保其根据设定点进行伺服控制，该架构的特征在于，其包括电子控制系统，该电子控制系统用于处理由马达传感器生成的至少一个信息并且根据该至少一个信息计算推力反向器的可移动机罩的位置。
因此，致动器的马达传感器允许在任何时候计算可移动机罩的位置，这与现有技术不同，在现有技术中，该马达传感器具有确保致动器的伺服控制的唯一功能，以确保可移动机罩根据由致动器的电子控制系统接收的设定点打开或关闭。
使用马达传感器执行的可移动机罩的位置的计算有利地允许减轻至少一个状态传感器的架构。实际上，根据由马达传感器产生的信息，通过由电子控制系统执行的计算，可以知道可移动机罩的打开或关闭位置。
应当注意，由马达传感器产生的信息与致动器的位移有关，使得可以在任何时间计算可移动机罩的位置。
根据一个特征，马达传感器可以是角度传感器，其被配置为从马达的转子的角度测量值生成所述信息。
转子的角度测量值允许确定致动器的位移。为此，从角度测量值中，可以知道由固定到转子的致动器执行的转数。然后，可以根据该转数和致动器的步长来计算致动器的位移。因此，可以知道由致动器移动的可移动机罩的位置。
根据一个变型，在飞行中的构造中，该架构被配置成通过由电子控制系统计算在两个不同时间由马达传感器测量的转子的两个角度测量值的差来检测推力反向器的可移动机罩的移动。
这两个角度测量值的差可以有利地与预定值进行比较，根据该预定值，可移动机罩的移动代表在飞行中展开的风险。
根据另一变型，在推力反向构造中，该架构被配置成根据转子的角度测量值在对应于可移动结构的初始位置的初始时间t0和对应于可移动结构的绝对位置的给定时间t之间的积分由电子控制系统计算推力反向器的可移动机罩的绝对位置。
绝对位置对应于可移动机罩在给定时间t的位置。在可移动机罩的展开构造中，绝对位置对应于可移动机罩在给定时间t的位置。
根据特定实施例，该架构可以包括单独地或根据任何可能的技术组合而采取的以下特征中的一个或多个：
-电子控制系统可以包括致动器的马达的至少一个全权限电子调节单元，
-电子控制系统可以包括专用于马达的伺服控制并且电连接到全权限电子调节单元的电子控制单元，马达传感器电连接到电子控制单元，
-电子控制系统可以包括两个全权限电子调节单元，以形成在这两个单元之一失效的情况下操作的双重通信系统，
-电子控制单元可以集成到至少一个全权限电子调节单元中。
-该架构可以包括推力反向器的可移动机罩的主锁状态的两个双通道传感器，每个双通道传感器电连接到全权限电子调节单元
-该架构可以包括推力反向器的可移动机罩的主锁状态的两个单通道传感器，每个单通道传感器电连接到全权限电子调节单元，
-该架构可以包括可移动机罩的三级锁的状态的单通道传感器，该三级锁电连接到全权限电子调节单元。
-该架构可以包括用于检测推力反向器的可移动机罩的位置的单通道传感器，该单通道检测传感器电连接到全权限电子调节单元。
附图说明
通过阅读以下对本发明优选实施例的详细描述，本发明的其它方面、目的和优点将变得显而易见，这些实施例通过非限制性示例的方式给出并参考附图，在附图中：
图1示出根据第一实施例的用于控制和/或监控装配机舱的推力反向器的可移动机罩的至少一个致动器的架构的功能图，
图2表示根据第二实施例的图1中所示的架构的功能图，
图3表示根据第三实施例的图1中所示的架构的功能图，
图4表示根据第四实施例的图1中所示的架构的功能图。
具体实施方式
参考图1，示出了用于控制和/或监控装配机舱的推力反向器4的可移动机罩3a、3b的控制致动器2a、2b的架构1。
推力反向器4包括两个可移动机罩3a、3b，即第一可移动机罩3a和第二可移动机罩3b，每个可移动机罩可通过至少一个控制致动器2a、2b在推力反向器的打开位置和关闭位置之间移位。可移动机罩3a、3b一起形成可移动结构。
推力反向器4还包括两个电动马达5a、5b，每个电动马达监测可移动机罩3a、3b的位移。这些电动马达5a、5b经由将每个可移动机罩3a、3b连接到其相关联的电动马达5a、5b的螺杆20驱动每个可移动机罩3a、3b的控制致动器2a、2b。
电子控制系统包括专用于电动马达5a、5b的伺服控制的电子控制单元200和电动马达5a、5b的全权限电子调节单元，通常称为FADEC(全权限数字式发动机控制)。该全权限电子调节单元有利地包括用于监测电动马达5a、5b的电子模块100，通常称为EEC(电子发动机控制)。电子监测模块100本身包括专用于控制第一可移动机罩3a的第一电子子模块100a和专用于控制第二可移动机罩3b的第二电子子模块100b。
根据所示的构造，每个电动马达5a、5b电连接到电子控制单元200，该电子控制单元通过调节电动马达5a、5b的旋转速度来管理两个可移动机罩3a、3b的移位顺序。
电子控制单元200通过100'、100“双向链路电连接到电子子模块100a、100b中的每一个。100'、100”双向链路有利地是ARINC类型。该双向链路包括两个数据交换双向信道100'、100“。第一信道100'电连接到第一电子子模块100A，第二信道100”电连接到第二电子子模块100b。每个信道100'、100“从电子控制单元200向其相关联的电子子模块100a、100b传输与每个可移动机罩3a、3b的位置相关的数据，使得第一可移动机罩3a和第二可移动机罩3b的位置对于每个电子子模块100a、100b是已知的。
根据这些数据，推力反向器4的可移动结构的展开或缩回的顺序由电子监测模块100发送到电子控制单元200。也可以将电子控制单元200集成到全权限电子调节单元中。设置电子控制单元200以将由电动马达5a、5b的电子监测模块100接收的控制设定点变换成电动马达5a、5b的电流控制。
推力反向器的控制致动器2a、2b是机电式的。它们由安装在每个致动器上的齿轮箱驱动。推力反向器4的可移动机罩3a、3b的致动器2a、2b的控制规律(速度或开关类型)从电子控制单元200经由电动马达5a、5b、带螺纹的致动杆20和齿轮箱21传递到每个控制致动器2a、2b。
每个控制致动器2a、2b有利地包括马达传感器6a、6b。设置该角型马达传感器6a、6b以产生与相关联的电动马达5a、5b的转子的角度测量值有关的信息。由马达传感器6a、6b生成的信息被传输到电子控制单元200。
转子的角度测量值允许确定相关联的致动器2a、2b的致动杆20的位移行程。更特别地，根据角度测量值，可以知道由固定到转子的致动器2a、2b的致动杆20执行的转数。然后，致动器2a、2b的位移可以根据该转数和螺纹致动杆20的螺距来计算。因此，可以在任何时间知道由相应致动器2a、2b的杆20移位的可移动机罩3a、3b的位置。
因此，通过双向信道100'、100”连接到电子控制单元200的电动马达5a、5b的电子监测模块100可以监测和/或监控可移动机罩3a、3b在任何时候的位置。
根据第一应用，在飞行中的构造中，每个可移动机罩3a、3b的运动的检测可以设置在致动器2a、2b处，以防止推力反向器4的展开。为此，电子控制单元200计算在两个不同时间由电动马达传感器6a、6b接收的电动马达5a、5b的转子的两个角度测量值之间的差。该差值相对于参考值的比较允许检测致动杆20的行程的位移，并且因此检测相关联的可移动机罩3a、3b的移动。
根据第二应用，在推力反向构造中，通过计算与可移动结构的初始位置对应的初始时间t0和与可移动机罩3a、3b的展开位置对应的给定时间t之间的转子角度测量值的积分，能够识别可移动机罩3a、3b的展开位置。然后，可以识别可移动机罩3a、3b的展开位置，这不需要用于检测该位置的传感器。
在这两个应用中，马达传感器6a、6b一方面允许确保相应的电动马达5a、5b的伺服控制，另一方面允许监测和/或监控与该电动马达5a、5b相关联的可移动机罩3a、3b的位置。
推力反向器4可包括三个锁定水平，其允许单独地确保推力反向器的保持。
第一锁定级由称为主锁的第一类型的机械锁执行，主锁通过推力反向器4的可移动机罩3a、3b与每个相关联。每个主锁直接安装在电动马达5a、5b上。这些主锁允许确保与其相关联的可移动机罩3a、3b的保持。例如，它们可以是盘式制动器类型或阻碍致动杆20的运动的销阻挡类型。
假定两个可移动机罩3a、4b通过机械连杆(未示出)机械地连接，可移动机罩3a、3b中的一个的主锁构成另一可移动机罩3a、3b的第二级锁定，该可移动机罩形成该另一可移动机罩的副锁。在主锁失效的情况下，副锁用于恢复可移动机罩3a、3b的负载。因此，如果可移动机罩3a、3b中的一个的第一类型的机械锁被认为是主锁，则另一个可移动机罩3a、3b的第一类型的机械锁可以被认为是副锁，并且反之亦然。
第三级锁定由第二类型的邻接机械锁执行，该第二类型的邻接机械锁被称为三级锁，其定位在每个可移动机罩3a、3b或单个可移动机罩3a、3b的侧向端部处。这个或这些三级锁可以连接到电子控制单元200、电动马达5a、5b的电子监测模块100和/或直接连接到飞机的驾驶舱。它们优选地从飞机的驾驶舱被直接控制，以确保足够的操作安全性并且避免任何可能的共同模式。实际上，当连接到电子监测模块100或飞机驾驶舱时，即使在电子控制单元200失效的情况下，三级锁(一个或多个)也保持可操作。这个(这些)锁允许在主锁和副锁失效的情况下恢复推力反向器4的可移动机罩3a、3b的负载。
在图1中表示的该第一实施例中，对于每个可移动机罩3a、3b，架构1包括主锁的状态的两个双通道传感器7a、7b、8a、8b。每个双通道传感器7a、7b、8a、8b电连接到每个电子子模块100a、100b，以确保由这些双通道传感器7a、7b、8a、8b发射的数据在每个电子子模块100a、100b之间的冗余。
然后，由每个电子子模块100a、100b在与该电子子模块100a、100b相关联的主锁的双通道传感器7a、7b的状态之间执行被称为第一冗余的该冗余。
该第一实施例示出了一种变型，其中第一可移动机罩3a的致动器2a的马达传感器6a电连接至第一电子子模块100a，并且其中第二可移动机罩3b的致动器2b的马达传感器6b电连接至第二电子子模块100a。在该变型中，第一电子子模块100a可以被配置成独立地计算第一可移动机罩3a的位置，并且第二电子子模块100b可以被配置成独立地计算第二可移动机罩3b的位置。对于每个马达传感器6a、6b，所生成的信息然后由相应的电子子模块100a、100b接收。
然后，由每个电子子模块100a、100b和每个可移动机罩3a、3b在一方面由电子控制单元200计算的相应可移动机罩3a、3b的位置和另一方面由电子子模块100a、100b自身计算的相同可移动机罩3a、3b的位置之间执行称为第二冗余的另一冗余。
在电子控制单元200计算可移动机罩3a、3b的位置失败的情况下，电子子模块100a、100b自身计算的相应可移动机罩3a、3b的位置可以具有权限，反之亦然。
彼此结合使用的第一冗余和第二冗余允许执行监测和/或监控可移动机罩3a、3b的位置，以确保可移动机罩3a、3b中的一个相对于另一个可移动机罩3a、3b的同步位置或位移。
应当注意，该第一实施例允许消除三级锁的状态的传感器，以及对于每个可移动机罩3a、3b，用于检测该机罩的位置的传感器。
在图2中，示出了图1中所示的架构的第二实施例。根据该第二实施例的架构1与第一实施例的不同之处在于，双通道传感器7a、7b、8a、8b是单通道传感器7a'、7b'、8a'、8b'，并且其中，对于每个可移动机罩3a、3b，第一单通道传感器7a'、8a'电连接到第一电子子模块100a，并且第二单通道传感器7b'、8b'电连接到第二电子子模块100a。对于每个可移动机罩3a、3b，该架构1还包括对应的可移动机罩3a、3b的三级锁的状态的单通道传感器9a、9b。
在该第二实施例中，第一冗余和第二冗余与第一实施例相同地执行，该第二实施例还包括称为第三冗余的附加冗余，其中考虑相关联的可移动机罩3a、3b的三级锁的单通道传感器9a、9b的状态。
第一冗余、第二冗余和第三冗余被彼此组合地使用，用于与第一实施例的架构1相同的目的。
在图3中，示出了图1中所示的架构的第三实施例。根据该第三实施例的架构1与第一实施例的不同之处在于，其还包括用于每个可移动机罩3a、3b的单通道传感器10a、10b，用于检测其位置。
在该第三实施例中，第一冗余和第二冗余与第一实施例相同地执行，该第二实施例还包括称为第三冗余的附加冗余，其中考虑了用于检测相关的可移动机罩3a、3b的单通道传感器10a、10b的状态。
在该第三实施例中，第一冗余、第二冗余和第三冗余被彼此组合地使用，用于与第一实施例的架构1相同的目的。
有利地，在该第三实施例中，仅第二冗余和第三冗余被彼此组合地使用，以用于与第一实施例的架构1相同的目的。
在图4中，示出了图2中所示的架构的第四实施例。根据该第四实施例的架构1与第二实施例的不同之处在于，其还包括用于每个可移动机罩3a、3b的单通道传感器10，用于检测其位置。
在该第四实施例中，第一冗余和第二冗余与第二实施例相同地执行，该第四实施例还包括称为第三冗余的附加冗余，其中考虑了相关的可移动罩3b的三级锁的单通道传感器的状态。
在该第四实施例中，第一冗余、第二冗余和第三冗余被彼此组合地使用，用于与第一实施例的架构1相同的目的。
当然，本发明不限于在这些不同实施例中通过示例描述的架构的仅有实施例，而不偏离本发明的背景。
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