專利名稱：用于依次致動航空器活動元件的配電架構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及特別適于依次致動諸如艙門、起落架或高-升力元件的航空器活動元件的配電架構。
背景技術：
活動元件通過電機元件來致動，這些電機元件包括各自具有至少一個電動機的一個或多個機電致動器。
眾所周知，使各個機電致動器與電力電子設備相關聯(lián)，該電力電子設備包括從至少一個航空器發(fā)電機處接收電源并校準所述電源以便于將其傳送到機電致動器的逆變器。電力電子設備或者集成到機電致動器中，或者靠近相關聯(lián)的機電致動器設置在航空器上。
用于各個機電致動器的專用電力電子設備的存在導致了相當大的重量。
發(fā)明目的本發(fā)明的一個目的是利用依次致動特定活動元件的事實提供用于配電、在重量上比公知架構輕的架構。

發(fā)明內(nèi)容
為了達到這個目的，本發(fā)明提供特別適于依次致動諸如艙門、起落架或高升力元件的航空器活動元件的配電架構，所述活動元件通過由輸送自航空器的至少一條電源總線的電源依次供電的機電致動器來致動。根據(jù)本發(fā)明，該架構包括至少一個配電元件，該配電元件包括·校準裝置，用于校準來自航空器電源總線的電源；以及·切換裝置，用于選擇性地將經(jīng)校準的電源導向機電致動器的一個或另一個。
已注意到通常依次致動航空器的許多活動元件。因此，在任何給定瞬間，僅僅是與所致動的活動元件相關聯(lián)的一個機電致動器需要電源。通過僅共享用于依次致動的元件的配電，使得用共用配電元件替代多個電力電子設備成為可能，由此能實現(xiàn)相當大的重量削減。
校準器裝置最好包括逆變器，它與用于控制該逆變器的裝置相關聯(lián)。
在一個實施例中，架構包括至少兩個配電元件，并且活動元件的至少之一通過各自連接到配電元件之一的兩個機電致動器來致動。具體地，兩個配電元件由不同的電源總線供電。
在另一個實施例中，架構包括至少兩個配電元件，并且活動元件的至少之一通過設置成用配電元件的的一個或另一個、或同時用兩個來操作的單個機電致動器來致動。具體地，兩個配電元件都通過不同的電源總線供電，或者靠近連接到所述兩個配電元件的機電致動器組合在一起。
在另一個實施例中，架構包括三組配電元件，每組各有兩個配電元件，從而·組之一被設置成靠近一主起落架，以用于向與所述主起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電；·組之一被設置成靠近另一主起落架，以用于向與所述另一主起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電；·組之一被設置成靠近一前端起落架，以用于向與所述前端起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電。
然后，可提供靠近主起落架設置的組的至少之一的配電元件，以設置成向安裝到航空器的高-升力系統(tǒng)的一個或多個機電致動器供電。具體地，高-升力系統(tǒng)可包括至少兩個機電致動器，其中一個機電致動器與靠近主起落架之一設置的組之一的配電元件之一相關聯(lián)，而另一個機電致動器與靠近另一個主起落架設置的另一個組的配電元件之一相關聯(lián)，并且相關的兩個配電元件通過不同電源總線供電。
也提供靠近前端起落架設置的配電元件組，以也設置成向裝貨舷門機電致動器供電。
最后，并且有益地，架構包括多個相同的配電元件。


根據(jù)以下參考附圖給出的描述可更好地理解本發(fā)明，其中·圖1是一航空器的示意性平面圖；·圖2是應用于圖1航空器的本發(fā)明的電源架構的示意性視圖；以及·圖3A到3D是示出了適于與本發(fā)明的電源架構一起使用的冗余致動器的原理的示圖。
具體實施例方式
參看圖1，以下將描述應用于商用航空器或軍用運輸航空器的本發(fā)明。航空器具有各種活動元件系統(tǒng)，包括·起落裝置，由左舷主起落架100、右舷主起落架200和前端起落架300構成；·高-升力裝置，其形式為襟翼400和前緣縫翼500；·裝貨舷門600。
如圖2中所能看到的，左舷主起落架100包括·專用起落架101，構成可在收縮位置與展開位置(在此示出)之間活動、并由機電上升致動器105驅(qū)動的元件；·鎖緊鉤106，可在將起落架鎖緊在收縮位置的位置與脫扣位置之間活動，并且由內(nèi)部機電致動器(未示出)驅(qū)動；以及·輪艙門107，構成可在閉合位置與打開位置之間活動、并由機電致動器108驅(qū)動的元件；類似地，右舷主起落架200包括·專用起落架201，構成可在收縮位置與展開位置(在此示出)之間活動、并由機電上升致動器205驅(qū)動的元件；·鎖緊鉤206，可在將起落架鎖緊到收縮位置的位置與脫扣位置之間活動，并由內(nèi)部機電致動器(未示出)驅(qū)動；以及·輪艙門207，構成可在閉合位置與打開位置之間活動、并由機電致動器208驅(qū)動的元件；前端起落架300包括·專用前端起落架301，構成可在收縮位置與展開位置(在此示出)之間活動、并由機電上升致動器305驅(qū)動的元件；·鎖定鉤306，可在將起落架鎖到收縮位置的位置與脫扣位置之間活動，并且由內(nèi)部機電致動器(未示出)驅(qū)動；·輪艙門307，構成可在閉合位置與打開位置之間活動、并由機電致動器308驅(qū)動的元件；以及·用于使前端起落架的輪子轉(zhuǎn)向并包括機電致動器309的元件。
襟翼400可在一個收縮位置與多個展開位置之間活動，并且它們通過左舷機電致動器401和右舷機電致動器402致動，兩個機電致動器都經(jīng)由傳動軸403作用在襟翼400上。
類似地，前緣縫翼500可在一個收縮位置與一個展開位置之間活動，并且它們通過左舷機電致動器501和右舷機電致動器502致動，兩個機電致動器都經(jīng)由傳動軸503作用在前緣縫翼500上。
最后，裝貨舷門600可在如圖所示的閉合位置與打開位置之間活動，并且它通過機電致動器601致動。
可作出以下注釋·用于襟翼400的左舷機電致動器401和用于前緣縫翼500的左舷機電致動器501被設置成物理上靠近左舷主起落架100和相關聯(lián)的機電致動器；·用于襟翼400的右舷機電致動器402和用于前緣縫翼500的右舷機電致動器502被設置成物理上靠近右舷主起落架200和相關聯(lián)的機電致動器；以及·最后，用于裝貨舷門600的機電致動器601物理上靠近前端起落架300和相關聯(lián)的機電致動器。
在以上標識組的每一個中，可理解機電致動器是依次而非同時使用的。
為了描述這個事實，適當?shù)貦z查航空器著陸的一個示例的細節(jié)。在著陸期間，第一操作是將襟翼400展開一個槽口，接著打開起落架的輪艙門107、207和307，其后展開專用起落架101、201、301，然后襟翼400展開到最后的槽口，并展開前緣縫翼500。在著陸之后，致動轉(zhuǎn)向控制309，并且一旦航空器靜止，就收縮前緣縫翼500并隨后收縮襟翼400。最后，打開裝貨舷門600。
因而，任何機電致動器都不同時操作，除了用于襟翼400的兩個機電致動器401和402與用于前緣縫翼500的兩個機電致動器501和502。
也可注意到上述所有機電致動器具有相同的功率，在商用航空器上通常為幾千瓦的數(shù)量級。此外，所有相關系統(tǒng)具有類似的臨界標準。盡管這些系統(tǒng)對于操作很重要，但并不認為它們是決定性的。航空器不用前緣縫翼或不用襟翼也可著陸，并且如果起落架展開系統(tǒng)發(fā)生故障，也存在用于具體在重力下展開起落架的應急程序。
為了簡化向機電致動器配電的方法起見，本發(fā)明嘗試利用上述依次致動實體組的方法的優(yōu)點，并利用此方法中組合在一起的機電致動器的類似功率電平和臨界標準。
根據(jù)本發(fā)明，航空器裝配有分別標示為710、720、730、740、750和760的六個配電元件。每個配電元件都包括以可控逆變器形式給出、分別標示為711、721、731、741、751和761的電源校準裝置，所述受控逆變器用于校準來自航空器的兩條電源總線PW1和PW2之一的電源。每個配電元件還包括用于將經(jīng)校準電源傳送到致動器的一個或另一個的相應開關712、722、732、742、752和762。
配電元件物理上成對地組合在一起，即第一組包括靠近左舷主起落架100設置的配電元件710&720，第二組由靠近右舷主起落架200設置的配電元件730&740構成，而最后的第三組由靠近前端起落架300設置的配電元件750&760構成。
圖2中以連續(xù)粗線或虛粗線繪制出配電元件與致動器之間的電源連接。
更精確地，由電源總線PW1供電的配電元件710被連接到·輪艙門107的機電致動器108；·左舷起落架101的機電致動器105；·(鎖緊)鉤106的機電致動器；以及·襟翼400的左舷機電致動器401。
相關聯(lián)開關712將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件710的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
由電源總線PW2供電的配電元件720被連接到·輪艙門107的機電致動器108；·左舷起落架101的機電致動器105；·(鎖緊)鉤106的機電致動器；以及·前緣縫翼500的左舷機電致動器501。
相關聯(lián)開關722將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件720的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
類似地，由電源總線PW1供電的配電元件730被連接到·輪艙門207的機電致動器208；·左舷起落架201的機電致動器205；·(鎖緊)鉤206的機電致動器；以及·前緣縫翼500的右舷機電致動器502。
相關聯(lián)開關732將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件730的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
由電源總線PW2供電的配電元件740被連接到·輪艙門207的機電致動器208；·右舷起落架201的機電致動器205；·(鎖緊)鉤206的機電致動器；以及·襟翼400的右舷機電致動器402。
相關聯(lián)開關742將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件740的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
最后，由電源總線PW1供電的配電元件750被連接到·輪艙門307的機電致動器308；·前端起落架301的機電致動器305；·(鎖緊)鉤306的機電致動器；以及·裝貨舷門600的機電致動器601。
相關聯(lián)開關752將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件750的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
對于由電源總線PW2供電的配電元件760，它被連接到·輪艙門307的機電致動器308；·前端起落架301的機電致動器305；·(鎖緊)鉤306的機電致動器；以及·裝貨舷門600的機電致動器601。
相關聯(lián)開關762將通過相關聯(lián)逆變器校準的電源選擇性地輸送到上述機電致動器之一。在連接到配電元件760的機電致動器的列表中，任何機電致動器都不同時操作。
在上述所有機電致動器中，可區(qū)分成兩類·連接到單個配電元件的那些致動器，即襟翼致動器401，402和前緣縫翼致動器501，502；以及·連接到兩個配電元件的那些致動器，即所有其它致動器。
應當注意第一類機電致動器并行操作，因而同時操作，但是各自連接到從不同電源總線接收電源的配電元件。例如，對于襟翼400，機電致動器401與連接到電源總線PW1的配電元件710相關聯(lián)，而機電致動器402與連接到電源總線PW2的配電元件740相關聯(lián)。因而，如果電源總線之一、或者配電元件之一或者甚至機電致動器之一中斷，則仍可使用繼續(xù)得到供電的致動器來致動襟翼。因此單次中斷不足以對致動襟翼400喪失控制。致動器401、402的每一個最好將尺寸調(diào)節(jié)成輸送操作具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率的一半。
類似地，關于前緣縫翼500，機電致動器501與連接到電源總線PW2的配電元件720相關聯(lián)，而機電致動器502與連接到電源總線PW1的配電元件730相關聯(lián)。因而，如果電源總線之一、或者配電元件之一、或者甚至機電致動器之一中斷，則仍可使用繼續(xù)得到供電的致動器來致動前緣縫翼。因此單個中斷不足以對致動前緣縫翼500喪失控制。致動器501、502的每一個最好將尺寸調(diào)節(jié)成輸送致動具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率的一半。
根據(jù)本發(fā)明的第二類機電致動器被設置成具有冗余裝置，如圖3A到3D所示。
在圖3A中，機電致動器設置有通過開關801從相關聯(lián)電源元件的任一個供電的單個繞組800。因而，機電致動器的繞組的尺寸被調(diào)節(jié)成輸送致動具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率。
在圖3B中，機電致動器具有用一個共用定子804共同操作的兩個繞組802和803，每個繞組都由配電元件之一供電。兩個繞組并行操作，從而各個繞組的尺寸被調(diào)節(jié)成輸送致動具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率的一半。
在圖3C中，機電致動器具有分別用不同的公共定子807和808共同操作的兩個繞組805和806，每個繞組都由配電元件之一供電。兩個繞組并行操作，從而各個繞組的尺寸被調(diào)節(jié)成輸送致動具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率的一半。
最后，在圖3D中，機電致動器包括兩個電機810和811，這兩個電機810和811具有分別由配電元件的一個或另一個供電的繞組，所述電動機通過耦合元件812彼此相關聯(lián)并具有相應致動器813和814，因而使得由電機的一個或另一個向致動機的輸出軸輸送的功率的比例得到確定。兩個電機并行操作，從而各個電機的尺寸被調(diào)節(jié)成輸送致動具有指定性能的相關聯(lián)活動元件所需的功率的一半。
在圖3A到3D所示的各種配置中，如果電源元件之一或電源總線之一發(fā)生故障，則仍可繼續(xù)致動相關聯(lián)活動元件。對于圖3A所示的機電致動器，使用相同的功率致動，然而對于圖3B到3D所示的機電致動器，使用減小的功率致動。因而，盡管用第二類機電致動器時僅通過一個致動器致動相關聯(lián)活動元件，但該致動器具有即使電源總線或配電元件故障的情況下也可繼續(xù)致動活動元件的結構。因而以內(nèi)部方式向機電致動器提供冗余。
在本文所提出的電源架構中，所有機電致動器由此設置成或者對于第二類機電致動器在內(nèi)部具有冗余，或者對于第一類機電致動器通過復制而具有冗余。在兩種情況中，一條電源總線或一個配電元件的故障不足以妨礙相關聯(lián)活動元件被致動。
因而，本發(fā)明不使用自身的逆變器和相關聯(lián)的電子控制裝置來裝配各個機電致動器，而是嘗試通過提供為依次操作的特定數(shù)目的機電致動器所共用的配電元件來共享電源分配，該配電元件裝配有用于將電源輸送到需要電源的機電致動器的開關。這種配置使得減少逆變器的數(shù)量成為可能，即使出于可用性的原因在此成倍地使用了逆變器。
在對提供類似功率的機電致動器進行如上述示例中所應用的共享電源分配時，本發(fā)明是特別有益的。這種配置使得設計可輸送適于共享機電致動器的最高功率電平、但與共享機電致動器的最小功率電平相比仍保持適度的標稱電源的配電元件成為可能。
應當看到系統(tǒng)電源分配的這種隨著艙門、起落架或高-升力系統(tǒng)而改變的共享不同于航空工業(yè)的慣例，在航空工業(yè)的慣例中通常以完全獨立的方式考慮所述系統(tǒng)(例如，起落裝置歸入航空運輸協(xié)會分類32章，而高-升力系統(tǒng)歸入到27章)，并由這些系統(tǒng)中各自作為專家的不同供應商來制造它們。
僅在兩個逆變器都發(fā)生故障的情況下，通過由故障配電元件供電的機電致動器致動活動元件的所有可能性才會喪失，并且這基本上不會發(fā)生。另外，如上所述，起落架被設置成具有不依靠這種致動的應急展開裝置(例如，在重力下)。
也應當看到除了用于轉(zhuǎn)向前端起落架300輪子的系統(tǒng)，所有上述活動元件系統(tǒng)都呈現(xiàn)為開/關控制類，并且例如在一個或多個沖程終止傳感器的幫助下，在終點位置停止移動。至于轉(zhuǎn)向機電致動器309，它是上述唯一不以開/關方式控制的機電致動器，因為它進行連續(xù)位置伺服控制。
為了產(chǎn)生兩種控制類型，需要向相應的配電元件提供用于控制逆變器的裝置，以便輸送所需功率電平，或者是用于開/關控制的恒定電平，或者是用于連續(xù)變化的伺服控制的連續(xù)變化的電平。
最好設置相同的配電元件，即都裝配有用于控制逆變器的裝置，由此降低電源架構的成本并相當程度地簡化維護。因而，即使配電元件之一僅連接到進行開/關控制的致動器，相關聯(lián)逆變器的控制元件也使得向各個致動器輸送確實恒定、但也處于能很好地適于各個致動器的電平的電源成為可能，由此實現(xiàn)能量的節(jié)約。
本發(fā)明并不限于上述描述，而是相反地涵蓋落在由權利要求限定的范圍內(nèi)的任何變體。
具體地，盡管同時操作的配電元件被組合在一起進行描述，但是有可能提供各自輸送與標稱功率相等的單位功率的兩個逆變器，從而在任意給定瞬間，僅兩個逆變器之一在工作，另一個逆變器變成僅涉及在例如故障的情況下從第一逆變器處接管。
在一變體中，單個配電元件就可滿足需要，只要從航空器有效性的觀點來看單個逆變器的損失保持在可接受的程度，或者相反，各組可設置成具有多于兩個配電元件。
盡管所示航空器具有三組兩個配電元件，因而使得所述配電元件可定位成盡可能地靠近相關聯(lián)機電致動器，但是取決于所需供電的機電致動器，也有可能具有任意數(shù)量的配電元件。在此限制范圍內(nèi)，航空器可具有適于向所有相關機電致動器供電的單個配電元件。
最后，盡管在此示例中與通過共享機電致動器電源元件相關的系統(tǒng)是起落架、高-升力系統(tǒng)和可能的裝貨舷門，但是也可自然地包括其它系統(tǒng)，最好是諸如例如發(fā)動機換向器的具有類似功率電平和臨界狀態(tài)的系統(tǒng)。
權利要求
1.一種特別適于依次致動諸如艙門、起落架或高-升力元件的航空器活動元件(101；201；301；107；207；307；400；500；600)的配電架構，所述活動元件通過由輸送自航空器的至少一條電源總線(PW1，PW2)的電源依次供電的機電致動器(105，108；205，208；305，308；401，402；501，502；601)來致動，所述架構的其特征在于，它包括至少一個配電元件(710，720，…，760)，所述配電元件包括·校準器裝置(711，721，…，761)，用于校準來自航空器電源總線的電源；以及·開關裝置(712，722，…，762)，用于選擇性地將經(jīng)校準的電源輸送到機電致動器的一個或另一個。
2.如權利要求1所述的架構，其特征在于，校準器裝置包括逆變器，所述逆變器與用于控制逆變器的裝置相關聯(lián)。
3.如權利要求1所述的架構，其特征在于，包括至少兩個配電元件(710，740)；活動元件的至少之一由各自連接到配電元件之一的兩個機電致動器(401，402)致動。
4.如權利要求3所述的架構，其特征在于，兩個配電元件(710，740)由不同的電源總線(PW1，PW2)供電。
5.如權利要求1所述的架構，其特征在于，包括至少兩個配電元件(710，720)；活動元件的至少之一由設置成用配電元件的一個或另一個、或同時兩個操作的單個機電致動器致動。
6.如權利要求5所述的架構，其特征在于，兩個配電元件(710，720)由不同的電源總線(PW1，PW2)供電。
7.如權利要求5所述的架構，其特征在于，兩個配電元件(710，720)靠近連接到所述兩個配電元件的機電致動器(105，108)組合在一起。
8.如權利要求1所述的架構，其特征在于，包括三組配電元件，其中每組各兩個配電元件，從而·組之一(710&720)，被設置成靠近一主起落架(100)以用于向與所述主起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電；·組之一(730&740)，被設置成靠近另一主起落架以用于向與所述另一主起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電；·組之一(750&760)，被設置成靠近一前端起落架以用于向與所述主前端起落架相關聯(lián)的機電致動器、以及其它可能的致動器供電。
9.如權利要求8所述的架構，其特征在于，靠近一主起落架設置的組的至少之一的配電元件被設置成向安裝到航空器的高-升力系統(tǒng)的一個或多個機電致動器供電。
10.如權利要求9所述的架構，其特征在于，高-升力系統(tǒng)包括至少兩個機電致動器(401，102)，機電致動器之一(401)與靠近主起落架之一設置的組之一(710&720)的配電元件之一(710)相關聯(lián)，而另一機電致動器(402)與靠近另一主起落架設置的另一個組(730&740)的配電元件之一(740)相關聯(lián)，這兩個相關的配電元件由不同的電源總線(PW1，PW2)供電。
11.如權利要求8所述的架構，其特征在于，靠近前端起落架設置的配電元件組(750&760)也被設置成向裝貨舷門機電致動器(601)供電。
12.如權利要求1所述的架構，其特征在于，包括多個相同的配電元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及特別適于依次致動諸如艙門、起落架或高－升力元件的航空器活動元件的配電架構，所述活動元件通過由輸送自航空器的至少一條電源總線的電源依次供電的機電致動器來致動。根據(jù)本發(fā)明，此架構包括至少一個配電元件(710，720，…，760)，這些配電元件包括校準器裝置(711，721，…，761)，用于校準來自航空器電源總線的電源；以及開關裝置(712，722，…，762)，用于選擇性地將經(jīng)校準的電源輸送到機電致動器的一個或另一個。
文檔編號H02J1/14GK101039033SQ20071008766
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權日2006年3月13日
發(fā)明者J-P·加西亞 申請人:梅西耶-布加蒂公司