专利名称：用于牵引飞机的车辆的制作方法
技术领域：
本申请涉及用于飞机的牵引车，并且更具体地，涉及其转向系统。
背景技术：
在现代机场中，停机位的位置相对远离跑道。飞机利用它们的喷气引擎从停机位行驶至跑道(所述操作也被称为滑出(tax1-out))以及从跑道行驶至停机位(所述操作也被称为滑入(tax1-1n))。这些喷气引擎非常嘈杂，引起安全危害，燃烧大量燃料并且导致严重的空气污染、排放大量的有毒CO2气体。燃料价格的稳定上升和对噪音以及气体污染的关注迫使航空工业寻找利用引擎停止的滑行飞机的替换方式，其被称为调度和操作牵引。为了降低喷气引擎的使用并由此节省燃料和降低CO2排放，提供了各种飞机牵引系统。在下列专利和专利申请中示出了一些牵引系统，所述所有专利和专利申请通过参考并入本文Leblanc的美国专利6305484、Pollner等人的美国专利5219033、Wichert的美国专利5314287、Eberspacher的美国专利5860785、Trummer等人的美国专利6283696、Klein等人的美国专利6352130、Johnson的美国专利6543790、Diez等人的美国专利6675920,Eckert的美国专利申请公开序列号2006/0056949、Abela的美国专利申请公开序列号2003/095854、Rodenkirch等人的美国专利申请公开序列号2005/196256、Michelson等人的欧洲专利申请649787A1和Maggiori的PCT专利申请公开序列号W0/04028903A1。需要提供一种用于转移飞机尤其通过在该过程中从驾驶室牵引飞机以及控制飞机(转向并制动)而转移飞机的方法和系统。
发明内容
在一个方面，当前公开的主体提供了一种用于牵引飞机的车辆，所述牵引通过将飞机的前起落架容纳在车辆上进行，所述飞机具有飞机纵轴。所述车辆具有车辆纵轴，并配置成沿着直线或曲线轨迹牵引所述飞机，所述并包括用于引导其操作的控制器，所述操作包括保持车辆的同步位置，在该同步位置，所述车辆纵轴平行于所述飞机纵轴。被车辆牵引的飞机配置成围绕飞机枢轴点转动，所述飞机枢轴点位于其主起落架机轮的轴线上。所述车辆包括多个车轮，每个车轮配置成围绕旋转轴滚动。所述控制器配置成在车辆的转动过程中引导所有车轮，以保持它们的旋转轴交叉在所述飞机枢轴点。飞机配置成从其操作者接收转向命令，所述转向命令导致前起落架的至少一个前飞机机轮相对于飞机纵轴转动。控制器能够接收表示所述至少一个前飞机机轮相对于所述飞机纵轴转动的角度的第一信号以计算飞机枢轴点的位置，并且能够接收表示车辆和飞机纵轴之间的角度的第二信号。控制器还能够引导车辆的操作，以使车辆围绕飞机枢轴点转动，从而使得所述车辆与飞机处于同步位置。飞机的所述前起落架具有至少一个前飞机机轮，所述前飞机机轮具有第一旋转轴，所述飞机具有带有共用的第二旋转轴的主起落架机轮，使得第一旋转轴和第二旋转轴交叉在共用的飞机枢轴点，飞机围绕该共用的飞机枢轴点转动。车辆可以具有多个车辆车轮，每个车辆车轮具有车辆车轮旋转轴。控制器可以根据第一旋转轴和第二旋转轴之间的转向角度计算飞机的枢轴点的位置，以及控制每个车辆车轮以其相对于第二旋转轴的阿克曼角度转动，使得所有车辆车轮轴交叉在枢轴点，从而保持所述同步位置，所述阿克曼角度由控制器根据转向角度计算。控制器可以接收表示车辆相对于飞机处于不同步位置的信号，其中存在车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差，并且所述控制器可以响应于所述信号，通过使车辆车轮的至少部分转动以使车辆返回到所述同步位置，从而修正所述偏差。控制器可以配置成操作所有车辆车轮，使得它们的车轮轴交叉在不同于枢轴点的中间点，以及仅仅在所述偏差消失时，使所有车辆车轮转动到它们的阿克曼角度，以保持车辆的同步位置。根据一种情况，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于距飞机纵轴较远处。 根据另一种情况，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于较接近于飞机纵轴处。车辆车轮可以包括前车轮和后车轮，以及控制器可以配置成操作前车轮从它们的阿克曼角度起在一个方向上转动，并且操作后车轮从它们的阿克曼角度起在另一相反方向上转动，以使车辆偏航直到使其与飞机处于同步位置。根据一个方面，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，配置控制器以通过使前车轮朝向飞机纵轴转动以及通过使后车轮背向飞机纵轴转动而修正偏差。可以设置前车轮朝向飞机纵轴的转动，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度和修正角度的和，以及后车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度与轴距比λ的乘积，其中λ与车辆上的前起落架的位置和车辆车轮距该起落架的距离有关。根据另一方面，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，配置控制器以通过使前车轮背向飞机纵轴转动以及通过使后车轮朝向飞机纵轴转动而修正所述偏差。可以设置前车轮背向飞机纵轴的转动，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度，以及设置后车轮朝向飞机纵轴的转动，使得每个后车轮的轴线与第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度与修正角度乘以轴距比λ的和，所述轴距比λ与车辆上的前起落架的位置有关。修正角度可以与在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度成比例，并且修正角度和偏差角度之间的比例与偏差被修正的速度有关。所述车辆还包括传感器，其配置成至少间接感测转向角度并产生所述信号给控制器，所述转向角度与飞机的至少一个前机轮和飞机纵轴之间的角度有关。所述车辆还包括传感器，其配置成至少间接感测在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度，并产生表示偏差角度的信号给控制器。可以配置所述车辆前后车轮转动至不同方向，以使车辆进行相对于容纳在车辆上的前起落架的纵轴的偏航。
根据当前公开主题的另一方面，提供了一种引导牵引飞机的车辆的操作的方法，所述车辆通过将飞机的前起落架容纳在其上而牵引飞机，所述飞机具有飞机纵轴，所述车辆具有车辆纵轴，并配置成沿着直线或曲线轨迹牵引所述飞机，所述车辆包括控制器，所述方法包括下述步骤引导车辆的操作；以及保持车辆的同步位置，在该同步位置，所述车辆纵轴平行于所述飞机纵轴。根据所述方法，车辆包括控制器和多个车轮，每个车轮配置成围绕旋转轴滚动，所述方法还包括以下步骤 使飞机围绕飞机枢轴点转动，飞机枢轴点位于其主起落架机轮的轴线上； 使车辆转动；以及 在车辆转动期间，通过所述控制器引导车辆的所有车轮，以保持它们的旋转轴交叉在所述飞机枢轴点。 所述方法还包括以下步骤通过所述控制器接收第一信号和第二信号，所述第一信号表示前起落架的至少一个前飞机机轮和飞机纵轴之间的角度，表示飞机的转向命令以计算飞机枢轴点的位置，所述第二信号表示车辆纵轴和飞机纵轴之间的角度；以及通过所述控制器引导车辆的操作，以便围绕飞机枢轴点转动，从而使得所述车辆与飞机处于同步位置。所述飞机的所述前起落架可以具有至少一个前飞机机轮，所述前飞机机轮具有第一旋转轴，所述飞机具有带有共用的第二旋转轴的主起落架机轮，使得第一和第二旋转轴交叉在共用的飞机枢轴点，飞机围绕该共用的飞机枢轴点转动；以及其中所述车辆包括多个车辆车轮，每个车辆车轮具有车辆车轮旋转轴；所述方法还包括下述步骤通过控制器，根据第一和第二旋转轴之间的转向角度计算飞机的枢轴点的位置，以及控制每个车辆车轮以其相对于第二旋转轴的阿克曼角度转动，使得所有车辆车轮轴交叉在枢轴点，从而保持车辆的所述同步位置，所述阿克曼角度由控制器根据转向角度计算。所述方法还包括下述步骤通过所述控制器接收表示车辆相对于飞机处于不同步位置的信号，其中存在车辆纵轴相对于飞机纵轴的不平行布置的偏差；以及响应于所述信号，经由控制器通过使车辆车轮的至少部分转动以使车辆返回到所述同步位置，从而修正所述偏差。所述方法还包括下述步骤操作所有车辆车轮，使得它们的车轮轴交叉在不同于枢轴点的中间点，以及仅仅在所述偏差消失时，使所有车辆车轮转动到它们的阿克曼角度，以保持车辆的同步位置。根据一种情况，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于距飞机纵轴较远处。根据另一种情况，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于较接近于飞机纵轴处。所述车辆车轮可以包括前车轮和后车轮；以及所述方法还包括下述步骤通过控制器操作前车轮从它们的阿克曼角度起在一个方向上转动，以及操作后车轮从它们的阿克曼角度起在另一相反方向上转动，从而使车辆偏航直到使其与飞机处于同步位置。。根据一种情况，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时；所述方法还包括下述步骤经由控制器通过使前车轮朝向飞机纵轴转动以及通过使后车轮背向飞机纵轴转动而修正偏差。前车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度和修正角度的和；以及其中后车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度与轴距比λ的乘积，其中λ与车辆上的前起落架的位置和车辆车轮距该起落架的距离有关。根据另一方面，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时；所述方法还包括下述步骤经由控制器通过使前车轮背向飞机纵轴转动以及通过使后车轮朝向飞机纵轴转动而修正所述偏差。前车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度；以及其中后车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线与第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度与修正角度乘以轴距比λ的和，所述轴距比λ与车辆上的前起落架的位置有关。所述修正角度与在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度成比例，并且修正角度和偏差角度之间的比例与偏差被修正的速度有关。 所述方法还包括以下步骤通过车辆的传感器，至少间接感测转向角度并产生所述信号给控制器，所述转向角度与飞机的至少一个前机轮和飞机纵轴之间的角度有关。所述方法还包括下述步骤通过车辆的传感器，至少间接感测在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度，以及产生表示偏差角度的信号给控制器。配置所述车辆前后车轮相对于它们的阿克曼角度转动至不同方向，以使车辆进行相对于容纳在车辆上的前起落架的纵轴的偏航。根据当前公开的主题的再一方面，提供了一种包括具有纵轴的飞机和车辆的系统，其用于牵引飞机。
为了理解本发明以及了解实践中如何实现本发明，现在将仅参考附图通过非限制性实例描述实施方式，在附图中图1是在车辆沿着直线轨迹牵引飞机时车辆和飞机的示意性图示；图2是图1中图示的车辆和飞机的示意性图示，其示出了在应用阿克曼转向几何形状时，转动的飞机和车辆之间的平行布置；图3图示了车辆车轮的旋转轴的交叉点与飞机转动的期望的飞机枢轴点的最大
偏差;图4a和4b图示了用于修正转动的车辆和飞机之间的偏差的技术的一个实例；以及图5a和5b图示了用于修正转动的车辆和飞机之间的偏差的技术的另一实例。
具体实施例方式如图1中所示，提供了车辆10，其配置成通过在其上容纳飞机20的前起落架(未示出)沿着曲线或直线轨迹牵引具有纵轴M的飞机20。车辆10包括6个车轮11、12、13、14、15和16，并且具有与车辆相关联的纵轴N。车轮11-16可以独立转向，并且独立驱动。这意味着每个车轮可以其自身相对于车辆纵轴N的角度转向，并且以其自身速度旋转(用于驱动车辆)。车轮10包括控制器(未示出)，其配置成引导车辆10的操作，尤其是其转向。例如，控制器可以接收飞机10应以其旋转的期望角度(根据使用使前起落架转向的飞机手把的飞机飞行员提供的转向命令接收该角度)，并相应地操作车辆的车轮11-16(例如，通过使车轮相对于车辆纵轴N以预定角度转动)。作为控制器操作的一部分，其负责在直线运动过程中以及在转动过程中使车辆10与飞机20处在同步位置，同时车辆纵轴N —直与飞机纵轴M平行。在这种位置中，车辆10和飞机20彼此在一条直线上，并且车辆10以与在使用飞机自身的机轮(没有车辆10情况下)时运输飞机相同的轨迹牵引飞机20。在下文中，术语“同步位置”表示如下位置车辆10的车轮必需被转向，以使得在转动过程中，车辆10和飞机20的枢轴点相同，并且获得飞机的期望的转向(例如，由飞行员)。期望的转向可以是例如飞机以飞行员希望并命令其转动的角度转动的转向。在下文中，“不同步位置”指不同于“同步位置”的位置，使得在其转动过程中，车辆10和飞机20的枢轴点不同。 在下文中，术语“不同步转向”指车辆提供的转向模式。在该模式中，使车辆10的车轮转向，以修正飞机的纵轴不与其牵引车的纵轴平行的情况(即，车辆和飞机彼此不在一条直线上)。执行不同步转向，以使车辆和飞机返回到同步转向，并且提供飞机的期望转向(例如，由飞行员)。应该理解，在本文的说明书和权利要求书中涉及的轴或轴方向暗指其在地面上的垂直投影。因此，被描述为彼此“平行”或“交叉”的两个轴可以实际上彼此分离，而它们在地面上的垂直投影平行或交叉。图1示出了一个实例，其中飞行员使飞机20转向，以由车辆10沿着直线轨迹牵弓I。根据该实例，前起落架的前飞机机轮22平行于飞机纵轴M，控制器引导车辆10的车轮11-16也平行于车辆纵轴N(如图1所示)，以便提供飞机20和车辆10 —起沿着直线轨迹的运动。图2示出了另一实例，在该实例中，飞行员使飞机20转向，以沿着曲线轨迹牵引，并且特别地围绕飞机枢轴点30转动。在该实例中，控制器保持车辆相对于飞机20的同步位置，从而使得车辆纵轴N基本上一直平行于飞机纵轴M，所谓的阿克曼转向。如果在例如转动过程中，轴彼此不平行，控制器的目的在于修正偏差，以便将车辆10带入与飞机20同步的位置。该修正可以实时进行，即，偏差一出现就进行或者偏差一到达预定阈值(例如，预定偏差角度)就进行。为了识别偏差，可以给车辆提供传感器(未图示)以检测两个纵轴M和N之间的相对角度，以及与控制器通信以提供表示该信息的信号。传感器配置成至少间接地感测偏差，以及产生信号给控制器。该传感器也可以至少间接地检测车辆纵轴N和飞机纵轴M之间形成的偏差角度μ (例如，在图4a_b以及5a_b中示出)，以及产生表示该偏差角度的信号给控制器。现在参考图2，在该图中，示出了飞行员命令飞机20的前飞机机轮22相对于飞机纵轴M转动。在该位置，飞行员期望使飞机20围绕飞机枢轴点30转动。飞机20的前飞机机轮22 (前起落架)(其彼此平行)具有第一旋转轴40。飞机进一步包括两个主起落架机轮24，其具有共用的第二旋转轴42。当飞行员使前飞机机轮22旋转时，第一旋转轴40和第二旋转轴42交叉于假定飞机20围绕其转动的共用飞机枢轴点30，从而使得根据飞行员需要的转向命令，在这些轴之间形成角度α，以及在飞机前起落架和飞机纵轴M之间形成角度。在理想条件下(例如，在车辆10和飞机20之间不存在偏差时)，飞机20将围绕飞机枢轴点30以半径Rl转动，半径Rl是飞机枢轴点30和飞机纵轴M之间的距离，并且车辆10将围绕飞机枢轴点30以半径R2转动，半径R2是飞机枢轴点30和飞机前起落架的枢转轴之间的距离。图2图示的车辆车轮11-16中的每个具有各自的车辆车轮旋转轴51-56，其垂直于每个车轮。为了保持车辆10和飞机20之间的同步位置，将控制器配置成控制每个车辆车轮
11-16以其相对于第二旋转轴42的阿克曼角度转动，从而使得每个车辆车轮轴在飞机枢轴点30处交叉。飞机枢轴点30的位置由控制器根据角度α计算。每个车辆车轮11-16的阿克曼角度(以P1-P6表示)被限定为每个车辆车轮的旋转轴51-56和第二旋转轴42之间的角度。角度P1-P6由控制器根据车辆10和飞机20的几何形状、车辆和飞机轴距几何形状以及根据飞机枢轴点30相对于飞机20的位置计算。阿克曼角度P1-P6的计算可以根据阿克曼转向几何形状容易地进行，并且对于所属领域技术人员而言是显而易见的。在该情况中由控制器实施的基于理论的阿克曼转向几何形状表示引起阿克曼转向的车轮的 位置(即，其中所有车轮形成的所有圆的中心点将位于共用点)，并且不限于任何特定的机构。根据该几何形状，所有车轮的回转圆的中心在单个点，其一般是与主起落架的机轮的轴向转动交叉的飞机瞬间中心。为此，所有车轮的旋转轴(即，车轮绕其旋转的轴，其沿着车轮的轴向排列)必须交叉在单个交叉点(例如，飞机枢轴点30)。在这种情况下，例如，其中根据WO 2008/038270的公开内容设计车辆10，所述公开内容通过参考并入本文，使得车辆的操作相对转动由飞机的前起落架的旋转引导，控制器可以被配置成保持前起落架符合阿克曼转向几何形状。现在参考图3，示出了替代实施例，其中由于N和M之间的平行的偏差，可以预定与飞机枢轴点30的最大偏差。该最大偏差由圆31示出。控制器被设计成确保车轮旋转轴51-56的交叉点一直在圆31内。通过这种方式，限定公差，其中可以将车辆10和飞机20看作彼此平行的布置。如上所述，在当前公开的主题的范围内，公开了不同的技术，以当车辆10相对于飞机20处于不同步位置时，修正车辆纵轴N和飞机纵轴M之间的偏差。为了提供这个修正，将控制器配置成接收表示车辆10相对于飞机20处于不同步位置的信号(其中存在车辆纵轴N相对飞机纵轴M的平行布置的偏差)，并响应于所述信号，通过使车辆车轮11-16的至少一部分转动以将车辆返回到同步位置而修正偏差。这种车辆的转动导致不同步转向一直持续，直到偏差得到修正。现在，参照图4a和4b，其示出了不同步位置根据其被修正到同步位置的技术的一个实例。根据该技术，配置控制器以操作所有车辆车轮，使得它们的车轮轴51-56交叉在不同于飞机枢轴点30的中间点35 (图4a中)或37 (图4b中)。控制器的该操作将导致飞机枢轴点30与中间点汇合并且偏差消失，使得重新获得车辆10和飞机20之间的平行布置。当该情况发生时，控制器可以使所有车辆车轮朝向飞机枢轴点30转动到阿克曼角度(根据角度α)，以保持车辆与飞机的同步位置。如图4a和4b中所示，点35或37可以位于I，II，III，IV四个象限的交叉点。I和II象限与III和IV象限由主起落架22的机轮的轴方向分开，I和IV象限与II和III象限由在点24垂直通过主起落架的机轮的轴方向的线(未标示)分开。I和IV象限比II和III象限更接近飞机12，I和II象限面向飞机的前部，而III和IV象限面向其后部。如图4a中所示，当车辆纵轴N相对于飞机纵轴M的平行布置的偏差使得车辆纵轴N朝向飞机枢轴点30转移，将中间点35选择成位于距飞机纵轴M比飞机枢轴点30更远处。换句话说，中间点35的位置可以在图4a中所示的II象限或III象限中。如图4b所示，当车辆纵轴N相对于飞机纵轴M的平行布置的偏差使得车辆纵轴N背离飞机枢轴点30转移，与飞机枢轴点30相比，中间点37更接近飞机纵轴M。换句话说，中间点37的位置可以在图4b所示的I象限或IV象限中。现在，参照图5a和5b，其示出了不同步位置根据其可以修正至同步位置的技术的另一实例。根据该技术，配置控制器以操作车辆前车轮11和14从其阿克曼角度转动到一个方向，并且车辆后车轮13和16从其阿克曼角度转动到另一相反方向。配置前后车轮的这种转动以使车辆10进行相对于容纳在车辆上的前起落架的纵轴的偏航，以及将车辆从 与飞机的不同步位置带入它们之间的同步位置。如图5a所示，当车辆纵轴N相对于飞机纵轴M的平行布置的偏差使得车辆纵轴N朝向飞机枢轴点30转移，配置控制器以通过使前车轮朝向飞机纵轴(与箭头6所指的偏差方向相反)转动以及通过使后车轮背向飞机纵轴(朝向箭头方向6)转动而修正偏差。根据该实例，前车轮11、14和后车轮13、16由控制器转动，从而使得通过下述方式设置前后车轮轴与第二旋转轴42之间的新的角度 前车轮轴51和第二旋转轴42之间的角度β/等于阿克曼角度@3减去修正角度 β。，即，β ! ' = 前车轮轴54和第二旋转轴42之间的角度β4'等于阿克曼角度β 3减去修正
角度 β。，即，β 4 ' = β 4_ ^ c ； 后车轮轴53和第二旋转轴42之间的角度β3'等于阿克曼角度β3(图2)与修正角度β。乘以轴距比λ的和，g卩，β3' = β 3+ λ * ^ c ； 后车轮轴56和第二旋转轴42之间的角度β6'等于阿克曼角度β6(图2)与修正角度β。乘以轴距比λ的和，g卩，β6' = β 6+ λ * β c ；根据本申请中的不同点，轴距比λ由公式λ =Υ/Χ给出，Y是在一侧的连接前车轮11和14的轴和在另一侧的垂直于N并通过飞机的前起落架的轴F之间的纵向距离(即，沿着车辆纵向轴N) ；Χ是在一侧的连接后车轮13和16的轴和在另一侧的轴F之间的纵向距离。如图5b所示，车辆纵轴N相对于飞机纵轴M的平行布置的偏差使得车辆纵轴N背向飞机枢轴点30转移，配置控制器以通过使前车轮背向飞机纵轴M转动(与如箭头8所示的偏差方向相反)以及通过使后车轮朝向飞机纵轴M(朝向箭头8的方向)转动而修正偏差。根据该实例，前车轮11和14以及后车轮13和16由控制器转动，使得通过下列方式提供前后车轮轴与第二旋转轴42之间的新的角度 前车轮轴51和第二旋转轴42之间的角度β/等于阿克曼角度P1(图2)和修正角度β C的和，即，iV = β!+βε ； 前车轮轴54和第二旋转轴42之间的角度β4"等于阿克曼角度β4(图2)与修正角度β C的和，即，β4" = β4+β。; 后车轮轴53和第二旋转轴42之间的角度β3"等于阿克曼角度β3(图2)减去修正角度β。与轴距比λ的乘积，S卩，β3' = β 3- λ * ^ c ； 后车轮轴56和第二旋转轴42之间的角度β6"等于阿克曼角度β6(图2)减去修正角度β。与轴距比λ的乘积，S卩，β6" = β6-λ*β。；根据一个实例，修正角度β。与在车辆纵轴N和飞机纵轴M之间形成的偏差角度μ (图5a和5b中所示)成比例，使得其方程式为β。= μ*Κ，K是可以通过实验结果及其分析和/或计算模拟确定的常数。K值主要由使用者希望修正与同步位置的偏差以使车辆和飞机返回的快速程度限定。为了实施上述方案，控制器需要更新有关于车辆轴距几何形状(距中心的车轮距 离)和飞机轴距(前起落架的车轮和主起落架的车轮之间的距离)以及角度α的信息。需要的其他信息与被牵引的飞机的类型和几何形状无关。保持车辆10和飞机20之间的平行布置具有若干优点。例如，一方面，如果飞机在转动中途被迫突然完全停止，或者飞机20必需低速运行，那么在车辆平行于飞机情况下恢复操作比车辆不与飞机平行情况下更容易；这样的恢复不会必须经受飞行员导致的振荡。此外，在另一方面，如上所述的操纵减少或消除了高度繁重操作过程中车辆10和飞机20之间折裂的风险。本发明所属领域的技术人员应该容易理解，可以对当前公开的所述主题的特征进行多个改变、变型和修改。例如，车辆10可以包括任何数量的车轮。此外，可以将控制器配置成仅使车辆10的一些车轮符合阿克曼转向几何形状(这尤其可以与前起落架位于其轴线上的车轮对有关)。
权利要求
1.一种用于牵引飞机的车辆，所述牵引通过将飞机的前起落架容纳在车辆上进行，所述飞机具有飞机纵轴，所述车辆具有车辆纵轴，并配置成沿着直线或曲线轨迹牵引所述飞机，所述车辆包括用于引导其操作的控制器，所述操作包括保持车辆的同步位置，在该同步位置，所述车辆纵轴平行于所述飞机纵轴。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述飞机配置成围绕飞机枢轴点转动，所述飞机枢轴点位于其主起落架机轮的轴线上；以及其中所述车辆包括多个车轮，每个车轮配置成围绕旋转轴滚动，所述控制器配置成在车辆的转动过程中引导所有车轮，以保持它们的旋转轴从而旋转轴在所述飞机枢轴点处交叉。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中飞机配置成从其操作者接收转向命令，所述转向命令导致前起落架的至少一个前飞机机轮相对于飞机纵轴转动，以及其中所述控制器配置成接收表示所述至少一个前飞机机轮相对于所述飞机纵轴转动的角度的第一信号以计算飞机枢轴点的位置，并且接收表示车辆和飞机纵轴之间的角度的第二信号，并且所述控制器配置成引导车辆的操作，以使车辆围绕飞机枢轴点转动，从而使得所述车辆与飞机处于同步位置。
4.根据权利要求1所述的车辆，其中飞机的所述前起落架具有至少一个前飞机机轮， 所述前飞机机轮具有第一旋转轴，所述飞机具有带有共用的第二旋转轴的主起落架机轮， 使得第一旋转轴和第二旋转轴在共用的飞机枢轴点处交叉，飞机围绕该共用的飞机枢轴点转动；以及其中所述车辆包括多个车辆车轮，每个车辆车轮具有车辆车轮旋转轴；控制器配置成根据第一旋转轴和第二旋转轴之间的转向角度计算飞机的枢轴点的位置，以及控制每个车辆车轮以其相对于第二旋转轴的阿克曼角度转动，使得所有车辆车轮轴交叉在枢轴点，从而保持所述同步位置，所述阿克曼角度由控制器根据转向角度计算。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述控制器配置成接收表示车辆相对于飞机处于不同步位置的信号，其中存在车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差，并且所述控制器配置成响应于所述信号，通过使车辆车轮的至少部分转动以使车辆返回到所述同步位置，从而修正所述偏差。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述控制器配置成操作所有车辆车轮，使得它们的车轮轴在不同于枢轴点的中间点处交叉，以及仅仅在所述偏差消失时，使所有车辆车轮转动到它们的阿克曼角度，以保持车辆的同步位置。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于距飞机纵轴较远处。
8.根据权利要求6所述的车辆，其中，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于较接近于飞机纵轴处。
9.根据权利要求5所述的车辆，其中所述车辆车轮包括前车轮和后车轮，控制器配置成操作前车轮从它们的阿克曼角度起在一个方向上转动，并且操作后车轮从它们的阿克曼角度起在另一相反方向上转动，以使车辆偏航直到使其与飞机处于同步位置。
10.根据权利要求5或9所述的车辆，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，配置控制器以通过使前车轮朝向飞机纵轴转动，以及通过使后车轮背向飞机纵轴转动而修正偏差。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中前车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度和修正角度的和；以及其中后车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度与轴距比λ的乘积，其中λ与车辆上的前起落架的位置和车辆车轮距该起落架的距离有关。
12.根据权利要求5或10所述的车辆，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，配置控制器通过使前车轮背向飞机纵轴转动以及通过使后车轮朝向飞机纵轴转动而修正所述偏差。
13.根据权利要求12所述的车辆，其中前车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度；以及其中后车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线与第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度与修正角度乘以轴距比λ的和，所述轴距比λ与车辆上的前起落架的位置有关。
14.根据权利要求11或13所述的车辆，其中所述修正角度与在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度成比例，并且修正角度和偏差角度之间的比例与偏差被修正的速度有关。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的车辆，其中所述车辆还包括传感器，其配置成至少间接感测转向角度并产生所述信号给控制器，所述转向角度与飞机的至少一个前机轮和飞机纵轴之间的角度有关。
16.根据权利要求5至13中任一项所述的车辆，其中所述车辆还包括传感器，其配置成至少间接感测在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度，并产生表示偏差角度的信号给控制器。
17.根据权利要求9至16中任一项所述的车辆，其中配置所述车辆前后车轮转动至不同方向，以使车辆进行相对于容纳在车辆上的前起落架的纵轴的偏航。
18.一种引导牵引飞机的车辆的操作的方法，所述车辆通过将飞机的前起落架容纳在其上而牵引飞机，所述飞机具有飞机纵轴，所述车辆具有车辆纵轴，并配置成沿着直线或曲线轨迹牵引所述飞机，所述车辆包括控制器，所述方法包括下述步骤引导车辆的操作；以及保持车辆的同步位置，在该同步位置，所述车辆纵轴平行于所述飞机纵轴。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述车辆包括控制器和多个车轮，每个车轮配置成围绕旋转轴滚动，所述方法还包括以下步骤 使飞机围绕飞机枢轴点转动，飞机枢轴点位于其主起落架机轮的轴线上； 使车辆转动；以及籲在车辆转动期间，通过所述控制器引导车辆的所有车轮，以保持它们的旋转轴在所述飞机枢轴点处交叉。
20.根据权利要求18或19所述的方法，还包括以下步骤通过所述控制器接收第一信号和第二信号，所述第一信号表示前起落架的至少一个前飞机机轮和飞机纵轴之间的角度，表示飞机的转向命令以计算飞机枢轴点的位置，所述第二信号表示车辆纵轴和飞机纵轴之间的角度；以及通过所述控制器引导车辆的操作，以便围绕飞机枢轴点转动，从而使得所述车辆与飞机处于同步位置。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述飞机的所述前起落架具有至少一个前飞机机轮，所述前飞机机轮具有第一旋转轴，所述飞机具有带有共用的第二旋转轴的主起落架机轮，使得第一旋转轴和第二旋转轴交叉在共用的飞机枢轴点，飞机围绕该共用的飞机枢轴点转动；以及其中所述车辆包括多个车辆车轮，每个车辆车轮具有车辆车轮旋转轴；所述方法还包括下述步骤通过控制器，根据第一旋转轴和第二旋转轴之间的转向角度计算飞机的枢轴点的位置，以及控制每个车辆车轮以其相对于第二旋转轴的阿克曼角度转动， 使得所有车辆车轮轴交叉在枢轴点，从而保持车辆的所述同步位置，所述阿克曼角度由控制器根据转向角度计算。
22.根据权利要求21所述的方法，还包括下述步骤通过所述控制器接收表示车辆相对于飞机处于不同步位置的信号，其中存在车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差； 以及响应于所述信号，经由控制器通过使车辆车轮的至少部分转动以使车辆返回到所述同步位置，从而修正所述偏差。
23.根据权利要求22所述的方法，还包括下述步骤操作所有车辆车轮，使得它们的车轮轴交叉在不同于枢轴点的中间点，以及仅仅在所述偏差消失时，使所有车辆车轮转动到它们的阿克曼角度，以保持车辆的同步位置。
24.根据权利要求23所述的方法，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于距飞机纵轴较远处。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时，与枢轴点相比，中间点位于较接近于飞机纵轴处。
26.根据权利要求22所述的方法，其中所述车辆车轮包括前车轮和后车轮；以及所述方法还包括下述步骤通过控制器操作前车轮从它们的阿克曼角度起在一个方向上转动， 以及操作后车轮从它们的阿克曼角度起在另一相反方向上转动，从而使车辆偏航直到使其与飞机处于同步位置。
27.根据权利要求22或26所述的方法，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴背向枢轴点转移时；所述方法还包括下述步骤经由控制器通过使前车轮朝向飞机纵轴转动以及通过使后车轮背向飞机纵轴转动而修正偏差。
28.根据权利要求27所述的方法，其中前车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度和修正角度的和；以及其中后车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度与轴距比λ的乘积，其中λ与车辆上的前起落架的位置和车辆车轮距该起落架的距离有关。
29.根据权利要求22或27所述的方法，其中当车辆纵轴相对于飞机纵轴的平行布置的偏差使得车辆纵轴朝向枢轴点转移时；所述方法还包括下述步骤经由控制器通过使前车轮背向飞机纵轴转动以及通过使后车轮朝向飞机纵轴转动而修正所述偏差。
30.根据权利要求29所述的方法，其中前车轮背向飞机纵轴的转动被设置，使得每个前车轮的轴线和第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度减去修正角度；以及其中后车轮朝向飞机纵轴的转动被设置，使得每个后车轮的轴线与第二旋转轴之间的角度等于每个车轮的阿克曼角度与修正角度乘以轴距比λ的和，所述轴距比λ与车辆上的前起落架的位置有关。
31.根据权利要求28或30所述的方法，其中所述修正角度与在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度成比例，并且修正角度和偏差角度之间的比例与偏差被修正的速度有关。
32.根据权利要求22至31中任一项所述的方法，还包括以下步骤通过车辆的传感器，至少间接感测转向角度并产生所述信号给控制器，所述转向角度与飞机的至少一个前机轮和飞机纵轴之间的角度有关。
33.根据权利要求22至31中任一项所述的方法，还包括下述步骤通过车辆的传感器，至少间接感测在车辆纵轴和飞机纵轴之间形成的偏差角度，以及产生表示偏差角度的信号给控制器。
34.根据权利要求26至31中任一项所述的方法，其中配置所述车辆前后车轮相对于它们的阿克曼角度转动至不同方向，以使车辆进行相对于容纳在车辆上的前起落架的纵轴的偏航。
35.一种系统，包括具有纵轴的飞机和根据权利要求1至17中任一项所述的车辆，其用于牵引飞机。
全文摘要
一种用于牵引飞机的车辆，所述牵引通过将飞机的前起落架容纳在车辆上进行，所述飞机具有飞机纵轴。所述车辆具有车辆纵轴，并配置成沿着直线或曲线轨迹牵引所述飞机，所述车辆包括用于引导其操作的控制器，所述操作包括保持车辆的同步位置，在该同步位置，所述车辆纵轴平行于所述飞机纵轴。
文档编号B64F1/00GK103025610SQ201180028172
公开日2013年4月3日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月9日
发明者拉斐尔·E·利维, 兰·布莱尔, 阿里·佩里 申请人:以色列宇航工业有限公司