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CN111332460A - 起落架机动化控制设备 - Google Patents

起落架机动化控制设备 Download PDF

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CN111332460A
CN111332460A CN201911316992.8A CN201911316992A CN111332460A CN 111332460 A CN111332460 A CN 111332460A CN 201911316992 A CN201911316992 A CN 201911316992A CN 111332460 A CN111332460 A CN 111332460A
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Abstract

本发明涉及一种用于在地面上移动设置有具有机轮(W)的起落设备(L)的飞行器(A)的机动化设备(1)，该机动化设备包括至少一个电动机(2)，该至少一个电动机(2)具有输出轴杆，该输出轴杆设置有用于其旋转连接至起落设备的机轮(W)中的至少一者以驱动所述机轮旋转的装置；以及电子控制单元(3)，该电子控制单元(3)一方面被连接到电机以对其进行控制，且另一方面被连接到控制接口(4)，飞行器飞行员可以从该控制接口(4)传送控制信号，电子控制单元(3)被布置成将这些控制信号变换成电机控制信号，其特征在于，控制单元被布置成实现具有用于促进飞行器移动速度的经确定的动力学的第一控制律以及具有用于促进飞行器调动性的动力学的第二控制律。

Description

起落架机动化控制设备
技术领域
本发明涉及航空领域，且具体涉及飞行器的滑行。
背景技术
在起飞/着陆跑道与飞行器的停泊位之间在地面上移动飞行器是有必要的。这些移动中的一些遵循笔直轨迹或具有大半径的弯曲轨迹并且被以相对高的速度作出(这被称为“滑行”)。其他移动在飞行器停止之前发生或者遵循具有小半径的弯曲轨迹且因此必须被以降低的速度作出(这被称为“调动”)。
常规地，使用以下来执行这些移动：
-对于前向移动，飞行器的主引擎，即被用于空中演变的引擎，通常是热引擎；
-或者，对于后向移动，被耦合到飞行器的前起落架腿的地面车辆。
考虑到主引擎在地面和飞行中的使用，这样的飞行器具有相对高的总体燃料消耗。
为了对此进行补救，已知为飞行器提供用于飞行器的起落架的一个或多个机轮的旋转-驱动系统，以便允许飞行器在不使用其主引擎的情况下在地面上移动。
为了驱动设置有更多或仅有的电装备的飞行器，旋转驱动设备使用一个或多个电动机，该一个或多个电动机由连接到被安装在飞行器驾驶舱中的控制接口的电子控制单元控制。
然而，该布置导致了对在滑行期间难以感到完全舒适的飞行员的习惯的打破。
发明内容
本发明的一个目的是提供用于促成对在地面上的飞行器的控制的装置。
为此目的，根据本发明，提供了一种用于在地面上移动具有带机轮的起落设备的飞行器的机动化设备，该机动化设备包括至少一个电动机，该至少一个电动机具有输出轴杆，该输出轴杆设置有用于其旋转连接至起落设备的机轮中的至少一者以驱动所述旋转机轮的装置；以及电子控制单元，该电子控制单元一方面被连接到电机以对其进行控制，且另一方面被连接到控制接口，飞行器的飞行员可以从该控制接口传送控制信号，电子控制单元被布置成将这些控制信号变换成电机控制信号。控制单元被布置成实现具有用于促进飞行器移动速度的经确定的动力学的第一控制律以及具有用于促进飞行器调动性的动力学的第二控制律。
飞行器的地面演变包括沿笔直路径的移动和沿曲线路径的移动。笔直移动必须可能以在最小速度和最大速度之间的速度进行，这取决于飞行员是希望很快停止还是尽可能快地穿过起飞/着陆跑道。曲线中的移动的最大速度是以弯曲轨迹的半径为条件的：半径越小，最大可能速度就越低。本发明允许在这些阶段的每一者中容易地控制飞行器。例如，最大速度因变于由飞行器的重心和起落架的轨迹造成的飞行器在地面上的动力学来被确定。
通过阅读以下对本发明的特定非限制性实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
对附图做出参考，其中：
图1示出了根据本发明的飞行器的局部透视示意图；
图2是根据本发明的第一实现模式的飞行器控制的框图；
图3是根据本发明的第二实现模式的飞行器控制的框图；
图4是根据本发明的第一实施例的控制接口的示意图；
图5是根据本发明的第二实施例的控制接口的示意图。
具体实施方式
参考附图描述本发明，本发明应用于飞行器，这里是配备有起落架的飞行器A，具有机轮W的前起落架L如图1所示。前起落架L本身是已知的，并且在此将不再被详细描述。
飞行器A配备有机动化设备(被概括地标记为1)，以在地面上移动飞行器A。
机动化设备1包括电动机2，该电动机2具有输出轴杆，该输出轴杆设置有用于其旋转连接至前起落架L的机轮W的装置，以用于驱动所述机轮W旋转。
机动化设备还包括电子控制单元3，该电子控制单元3被连接到电动机2以对其进行控制，并且被连接到位于飞行器A的驾驶舱中的控制接口4。飞行器A的飞行员可以从控制接口4发出控制信号，电子控制单元3被布置成将这些控制信号变换成电机2控制信号。
电子控制单元3包括处理器(或任何其他类型的计算机，诸如ASIC电路、FPGA、微控制器……)和存储器，该存储器包含至少一个程序，该至少一个程序包含被布置成用于实现针对机动化设备1的控制程序的指令。
由电子控制单元3执行的控制程序包括实现循环和控制策略以根据控制接口4所发出的电信号来控制电机2的若干控制律，即：
-具有用于有助于飞行器A的移动速度的经确定的动力学的第一控制律，
-具有有助于飞行器A在行驶的前向方向上的调动性的动力学的第二控制律，
-具有用于促进飞行器A在后向方向上的调动性的经确定的动力学的第三控制律。
尤其参考图4，控制接口4包括能在“开(ON)”和“关(OFF)”位置之间移动的电机激活开关50，以及被布置成能由飞行器A的飞行员沿着彼此平行且通过包括中性点14的连接区段13彼此连接的第一标尺11和第二标尺12移动的控制元件10(诸如操纵杆)。
第一标尺11包括分别对应于最大速度和最小速度(这里为零)的两个端部11.1、11.2，以通过实现第一控制律在这两个速度之间取决于控制元件10沿着第一标尺11的位置对电动机2进行控制。
第二标尺12包括第一区段12.1，该第一区段12.1具有对应于最大前向速度的第一端部以及对应于零速度的第二端部，并且该第一区段的第二端部被连接至具有对应于最大后向速度的第二端部的第二区段12.2的第一端部。控制元件10可以沿着第二标尺12移动，以通过实现以下来在这两个最大速度之一和零速度之间取决于控制元件10的位置对电机进行控制：
-当控制元件10在区段12.1中时通过实现第二控制律；
-当控制元件10在区段12.2中时通过实现第三控制律。
对于控制元件10的给定移动幅度，第一控制律将预定加速度确定为：
-大于由第二控制律针对控制元件10的相同移动幅度所确定的加速度；
-大于由第三控制律针对控制元件10的相同移动幅度所确定的加速度。
另外，利用第一控制律能达到的最大速度高于利用其他两个控制律能达到的最大速度。
对于控制元件10的给定移动幅度，第二控制律将预定加速度(例如，4kn每秒的加速度，应注意，1kn(或即1节)是1852m/小时)确定为大于由第三控制律针对控制元件10的相同移动幅度所确定的加速度(例如，0.5kn每秒)。替代地，对于控制元件10的给定移动幅度，第二控制律将预定加速度确定为等于或小于由第三控制律针对控制元件10的相同移动幅度所确定的加速度。
由第一控制律预先确定的加速度与笔直直线移动或者与以如滑行期间的相对高的速度(例如，以在10和20kn之间的速度)的(例如由在0°到30°之间的前起落架的转向角造成的)弯曲长半径轨迹相兼容(即，更相配)。
由第二控制律预先确定的加速度更适合于以相对低的速度(例如小于10kn)作出(例如，由在31°到74°之间的前起落架的转向角造成的)小半径转弯，诸如进入或离开停泊位。
还根据图3，在机动化设备关闭(100)的情况下，希望使用机动化设备的飞行员激活开关50(105)，从而使得电力被施加给机动化设备1(110)和控制单元3，该控制单元3检查机动化设备的状态(115)。飞行员接着通过移动控制元件10来选择他/她希望执行的滑行的类型(120)和滑行的方向(125)。然后，控制单元3将通过应用由飞行员对第一控制律的选择(131)、对第二控制律的选择(132)、对第三控制律的选择(133)产生的控制律来控制电动机2(130)。
根据图5所示的第二实施例，电子控制单元3仅实现用于滑行的第一控制律和用于前向和后向调动的第二控制律。控制接口4包括：
-控制元件10，其被布置成能由飞行器3的飞行员沿着标尺11(该标尺11包括分别对应于最大速度和最小速度的两个端部11.1、11.2)移动，以根据控制元件10沿标尺11的位置在这两个速度之间对电动机2进行控制；
-用于第一控制律或第二控制律的选择设备，在该情形中是开关20；
-用于在实现第二控制律时选择电动机2的旋转方向的选择元件，在该情形中是开关30。
此处，开关20在用于命令控制单元3应用第一控制律的滑行位置“滑行”与用于命令控制单元3应用第二控制律的调动位置“调动”之间旋转。
此处，开关30在用于命令控制单元3向前驱动电机2的“前向”位置与用于命令控制单元3向后驱动电机2的“后向”位置之间旋转。应该注意的是，控制单元3被布置成仅在开关20处于调动位置时才考虑对前向或后向方向的选择，在滑行位置中仅前向移动是可能的。可以预期，将开关20放置在滑行位置中将致使开关30上的LED点亮以指示其被激活。
在图2中描述了对应的工作模式。
当然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖落在如权利要求中所限定的本发明的范围内的任何替换解决方案。
该设备可以具有与所描述的结构不同的结构。
本发明的设备可被用于使飞行器的一个或若干个机轮机动化。设备可以包括两个电动机，每个电动机与主起落架之一相关联并且连接至飞行器的主起落架的机轮。
开关20、30可以由允许选择的任何其他设备代替，并且举例而言，诸如按钮之类的开关按钮。
控制元件10可以由允许连续变化的任何设备代替，诸如电位计。控制元件10也可以由允许对诸预定值的速度选择的开关代替。可以提供用于滑行的速度选择开关和用于调动的速度选择开关，其中任一个开关的致动都自动地选择对应的控制律。
控制元件10和开关20、30也可以由一个或多个触摸屏代替。
操作模式可以不同于所描述的操作模式。例如，机动化设备可以被设计成使得其不会反向操作。操作模式对应于图2的操作模式而不带操作125。
也可以反向地提供单个速度。
所提到的转向角或速度可以与说明书中出于信息的目的提到的转向角或速度不同。

Claims (7)

1.一种用于在地面上移动配备有具有机轮(W)的起落设备(L)的飞行器(A)的机动化设备(1)，所述机动化设备包括至少一个电动机(2)，所述至少一个电动机(2)具有输出轴杆，所述输出轴杆设置有用于其旋转连接至所述起落设备的机轮(W)中的至少一者以驱动所述机轮旋转的装置；以及电子控制单元(3)，所述电子控制单元(3)一方面被连接到所述电机以对其进行控制，且另一方面被连接到控制接口(4)，所述飞行器飞行员可以从所述控制接口(4)传送控制信号，所述电子控制单元被布置成将所述控制信号变换成电机控制信号，其特征在于，所述控制单元被布置成实现具有用于促进飞行器移动速度的经确定的动力学的第一控制律以及具有用于促进飞行器调动性的动力学的第二控制律。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制单元被布置成实现具有用于促进所述飞行器的调动性的经确定的动力学的第三控制律，所述第二控制律被布置成在前向方向上控制所述电机，并且所述第三控制律被布置成在后向方向上控制所述电机。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述控制接口(4)包括被布置成能由所述飞行器的飞行员沿着彼此平行且通过包括中性点的连接区段(13)彼此连接的第一标尺(11)和第二标尺(12)移动的控制元件(10)，所述第一标尺包括分别对应于最大速度和最小速度的两个端部(11.1、11.2)，以通过实现所述第一控制律在这两个速度之间根据所述控制元件的位置对所述电机进行控制，并且所述第二标尺包括分别对应于最大速度和最小速度的两个端部，以通过实现所述第二控制律在这两个速度之间根据所述控制元件的位置对所述电机进行控制。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二标尺(12)包括第一区段(12.1)，所述第一区段(12.1)具有对应于最大前向速度的第一端部以及对应于零速度的第二端部，并且所述第一区段的第二端部被连接至第二区段(12.2)的第一端部，所述第二区段具有对应于最大后向速度的第二端部。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述控制接口(4)包括选择元件(30)，以用于在所述第二控制律的实现期间选择所述电机(2)的旋转方向。
6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述控制接口(4)包括控制元件(10)以及针对所述第一控制律或所述第二控制律的选择元件(20)，所述控制元件(10)被布置成能由所述飞行器的飞行员沿着包括分别对应于最大速度和最小速度的两个端部的标尺(11)移动，以根据所述控制元件的位置在这两个速度之间对所述电机进行控制。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述控制接口(4)包括选择元件(30)，以用于在所述第二控制律的实现期间选择所述电机的旋转方向。
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