远程模块化设备中心架构的制作方法_5

文档序号:9794309阅读:来源:国知局
系统500的顶表面绝缘层502a的LRU 52中。另外,在带有电力汇流网络系统90的LRU 52内部存在微处理器,微处理器从CNI模块162接收通道A和B数据输入,以控制所有接触器 216、218、220、222、232、250、260 和 278。
[0122]从主发电机34、36中的一个向电力汇流网络系统90内的PPSND302a_c提供三相主电力506a_d(在下文中可被一齐地和/或统一地称为“三相主电力506” )。相A电力506a、相B电力506b或相C电力506c或这三个全部可从输出连接390a-c通过绝缘层502路由到桁架系统500的一个或更多个传递层504。三相主电力506的零线506d还可通过绝缘层502路由到桁架系统500的一个或更多个传递层504。通信数据从一个MEC 44、46、48跨两个数据通道188、190(统称为通道A和B)被发送到任何其它MEC 44、46、48。如图13中所示,桁架系统500的安装结构提供被构造成向安装于桁架系统500的系统组件提供单独通信通道的单独层。数据通道188、190 二者可通过绝缘层502路由到桁架系统500的一个或更多个传递层504。例如,传递层504a包括数据传递路径536并且传递层504b包括数据传递路径538。数据传递路径536、538可通过诸如传递层504的一个或更多个层502、504相互分开。在带有PPSND 302的电力汇流网络系统90和CNI模块162之间来回的数据通信跨数据通道188、190来回发送。数据通道188穿过传递层504a的传递路径536并且数据通道190穿过传递层504b的传递路径538。
[0123]在一些构造中,传递层504被构造成包括一个或更多个电力或数据传递路径,或包括这二者。例如,传递层504c可包括与三相主电力506的相B电力506b和零线506d对应的电力传递路径512a和512b。电力传递路径512a接收例如230VAC的相B电力,并且将它传递到安装于桁架系统500的诸如图13中示出的CNI模块162的另一个LRU 52。传递路径512b是从CNI模块162跨零线506d回到PPSND 302中的一个的电流返回路径。
[0124]各MEC 44、46、48还包括用于分配来自MEC 44、46、48的二次电力的至少一个电力分配模块170。各分配模块170可被构造为一个或更多个LRU 52。各分配模块170优选地接收全部三个相位,但以平衡方式将它们分配到单相引线。如图13中所示,相A 506a和相B 506b被设置成通过桁架系统500的两个不同传递层504,然后到达电力分配模块170。各分配模块170接着将单相二次电力分配到各特定MEC 44、46、48的被分派的区内的低电力设备负载50。与各MEC 44、46、48关联的设备负载50优选地平均分配于所有三个电力相位。优选地,低电力设备负载50中的每个用双绞电导体对连接到分配模块170。尽管本申请在附图中的一个或更多个中描绘了特定数量的连接,但可由经受可用的二次电力量的MEC 44、46、48为任何数量的设备负载50提供服务。
[0125]图14示出具有桁架系统的若干层的主MEC 44。主MEC 44包括TRU 134,142,ATU138、CNI模块 162、分配模块 170和PPSND 302。主MEC 44包括PPSND 302,而MEC 46、48不包括。可以以与图1OB中的MEC 44类似的方式描绘次MEC 46,不同的是没有PPSND 302。两个TRU 134、142、ATU 138、CNI模块162、分配模块170和PPSND 302通过插入互连件机构562与传递层504中的迹线或金属化互连件电互连。将互连件机构562插入,穿过TRU 134,142,ATU138、CNI模块162、分配模块170和PPSND 302中的每个,进入传递层504中的每个中的通孔566 内。
[0126]桁架系统包括带有用于通道A的迹线536的传递层504a和用于通道B的迹线538的传递层SiMbt3TRU 134,142,ATU 138、分配模块170和PPSND 302中的每个连接到专用通道A迹线536和专用通道B迹线538。然而,各传递层504上的迹线536、538的数量取决于协议。在其它实施方式中,TRU 134,142,ATU 138、分配模块170和PPSND 302可都连接到相同的通道A迹线536和相同的通道B迹线538。
[0127]图14中的桁架系统还包括传递层504c、504d、504e和504f。传递层504c包括具有诸如230VAC的三相主电力506的迹线570,用于为MEC 44、46、48的桁架系统和与其连接的系统供电。相应迹线570对应于相A电力506a、相B电力506b、相C电力506c和零线506d。两个TRU134,142,ATU 138、CNI模块162和PPSND 302通过通孔566用互连件机构562连接到传递层504c的迹线570。从发电机34、36通过PPSND 302向传递层504c提供三相主电力506。随后,通过从传递层504c的迹线570接收三相主电力506来为两个TRU 134,142,ATU 138和CNI模块162供电。
[0128]从TRU 134、142 和 ATU 138 向传递层 504d、504e、504f 分配二次电力。传递层 504d、504e是诸如28VDC的低电压层并且均包括正迹线574、负迹线576和中性迹线578。这些传递层504中的一个(诸如传递层504e)可借助第二 TRU 142提供来自RAT 128或燃料电池的备用电力。来自传递层504d、504e的迹线574、576、578的28VDC电力被分配到分配模块170。传递层504f是诸如115VAC的低电压三相层,包括相A电力580、相B电力582、相C电力584和零线586。来自传递层504f的迹线的115VAC电力也被分配到分配模块170。
[0129]分配模块170连接到用于二次电力的传递层504d、504e、504f的迹线并且还连接到用于通道A和通道B 202、204的迹线536、538,以用双绞屏蔽电导体对314将二次电力分配到设备负载50。分配模块170不连接到带有三相主电力506的传递层504b,因为没有从分配模块170分配主电力。来自桁架传递层504a、504b的通道A和B 202、204的通信数据控制分配模块170何时接通和断开通向双绞屏蔽电导体对314的二次电力,以为设备负载50提供服务。
[0130]如图14中所示,CNI模块162连接到MEC 44、46、48的桁架系统的每个层504中的每条迹线。因为有到CNI模块162的多个电压输入,所以电力调节器执行到所需电压的转换。如果层504中的一个或更多个上的迹线中的任一条变成被供电,则CNI模块162变成启用。例如,如果MEC 44、46都失去主电力,则可用RAT 128或燃料电池向备用MEC 48提供电力,从而向备用层504e的迹线574、576、578提供电力。传递层504e的迹线574、576、578中的电力将启动CNI模块162XNI模块162还从传递层504a、504b的迹线536、538中的每条接收来自通道A和B 202、204二者的用于网络开关182、184、186的通信数据。
[0131]图14还描绘了优选地设置在MEC44、46、48的桁架系统的传递层504上方的屏障588。如果如图17中所示桁架系统设置在地板结构内,则屏障用作烟雾屏障,阻挡来自货物舱的烟雾进入乘客舱,和/或用作水滴屏障,阻挡水滴到飞行器10任意地方。例如,屏障588可阻挡水滴到MEC 44、46、48的电子组件上。另选地,或者除了屏障588之外,绝缘层502中的一个或更多个可以是烟雾和/或水滴屏障。例如,桁架系统的最靠上绝缘层502可被构造成充当水和烟雾的屏障。
[0132]在现有的复合飞行器中,电流返回网络为飞行器系统提供了故障电流返回路径、人员安全保护路径和防雷保护路径。然而,如以上说明的,电流返回网络还向飞行器提供了大量的布线重量,这是不期望的。
[0133]这些已知飞行器的电流返回网络还容易受大电压偏移影响。可测量电流返回网络上的AC电压和DC电压二者。电流返回网络上的遍布飞行器的所有设备负载的返回电流是累加的,因此经测量,从电源接地点向负载接地点沿着电流返回网络形成电压降。从电源接地点朝向飞行器后部,沿着电流返回网络的不同点处的电压降与电流返回网络的阻抗和经过它的电流成正比地增大。
[0134]图15总体上示出三相(3Φ )主电力506从主发电机34、36中的一个或更多个路由到多个隔离的TRU 134和未隔离的ATU 138οTRU 134和ATU 138作为分布式架构的部分遍布整个飞行器10,如图15中最佳示出的。至少一个TRU 134和至少一个ATU 138对应于MEC 44、46、48中的一个。因为TRU 134被隔离,所以它们可在任何方便的地方接地。另外,因为TRU134被分布,所以TRU 134可在不同位置接地,因此,它们的DC返回电流保持在各个体MEC44、46、48的本地。然而,返回电流不再累加而导致DC偏移电压为O。
[0135]图16另外总体上示出分别从ATU 138或TRU 134分配AC或DC电力。然而,如以上更具体描述的,首先用多个双绞屏蔽电导体将主电力506分配到电力转换设备,然后分配到与低电力设备负载50中的每个连接的分配模块170,导体承载基本上相等但相反的电流。在应用中,导体承载的电流存在小差异。例如,双绞屏蔽电导体对314包括电力导体310和中性或返回导体312。可用三相馈电线路由中性导体。
[0136]在转换主电力506之后,用电力导体310将AC电力从各ATU138分配到AC设备负载50a,并且在双绞屏蔽电导体对314的对应返回导体312上从各AC设备负载50a返回电流。用电力导体310从各TRU 134向DC设备负载50b提供DC电力。在双绞电导体对的对应返回导体312上从各DC设备负载50b返回电流。
[0137]从发电机34、36分配相A电力506a、相B电力506b和相C电力506c。还描绘了源自用于三相主电力506的发电机34、36的第四线,第四线是中性导体506d AC设备负载50a中的每个包括与中性导体506d连接的用虚线描绘的屏蔽端接线590并且DC设备负载50b中的每个包括与中性导体506d连接的也用虚线描绘的屏蔽端接线592。尽管分别用屏蔽端接线590和592将设备负载50a和50b中的每个连接到中性导体506d,但负载返回电流不再累加。在图16中,中性导体506d的部分被构造成看上去像是电流返回网络(CRN),仅仅例示了由于使用了用于本地化二次电力分配的双绞线导体对的小回路,电压差为零。比通常将被用作CRN的部分的导体小得多的、飞行器1的MEC 44、46、48之间的分布式三相主电力506的中性导体506d可被简称为安全接地母线(SGB)。因此,在由双绞线导体对提供本地化二次电力分配的复合飞行器10中不再需要CRN。双绞线导体对此时提供电流返回。另外,由双绞导体对创建的回路的截面面积比由CRN的较大布线回路创建的截面面积小得多,从而减小了对复合飞行器10的照明威胁。为了进行对比,双绞对的导体可以是大约16至大约20美国线规(American wire gauge,AWG),而CRN的导体是大约2AWG或更大直径。
[0138]图16还示出将来自发电机34、36的主电力分配到分布于飞行器10的前段、中段和后段内的主MEC 44之间。各主MEC 44包括如上所述的用于分别为设备负载50b和设备负载50a提供服务的TRU 134和ATU 138。用双绞屏蔽电导体对314将电力从各MEC 44分配到各设备负载50。图16还描绘了为辅助负载520提供230VAC的一对MEC 44。如图12A至图12C和随附文本中引用的,由主MEC 44的PPSND 302的接触器232、278控制进出辅助负载的230VAC电力。
[0139]图16还示出由最前面的主MEC44提供服务的诸如航空电子设备的多个LRU 52。图16还示出用于提供备用电力的电池598。尽管图16描绘了只向最前面的主MEC 44提供备用电力的电池598,但优选地向所有主MEC 44提供电池备用电力。
[0140]图17示出可用于飞行器制造的集成桁架系统600,集成桁架系统600用于提供一条或更多条电力和数据传递路径,如以上说明的。一个或更多个MEC 44、46、48可包括作为支承或安装结构的桁架系统600,桁架系统600用于附接交通工具系统的全部或部分、MEC 44、
46、48的组件、设备负载50、LRU 52、或其它设备。
[0141]桁架系统600的安装结构可以是单独结构元件的多部件或模块化组件,这些结构元件堆叠、可拆卸地连接或锁定在一起,创建作为单个一体件的可安装在飞行器10中的集成安装结构。各结构元件可具有如上所述的一个或更多个传递层和一个或更多个绝缘层。多部件桁架系统600的各结构元件可以相互能拆卸,以允许在不从飞行器10取出未受损结构元件的情况下修复或更换受损的结构元件。还可更换各结构元件的一个或更多个层。可在不必取出整个桁架系统600的情况下,换出桁架系统600的一个元件。另外,可从飞行器1的支承结构(诸如底梁或机身框架构件)可拆卸桁架系统600的全部或至少一部分。另选地,可将桁架系统600制造为可整体安装或更换的单个整体结构。桁架系统600被构造成在框架构件之间的机身侧壁中限定的薄结构体积内以框架构件的深度延伸,或在飞行器10的乘客舱和货物舱之间的地板中的空间中以底梁的深度延伸。另选地,诸如桁架系统600的桁架可具有被构造成在传统设备舱内实现的物理形式。安装在飞行器10的侧壁中的桁架系统600优选地对应于飞行器10的机身的弯曲。图17是朝着桁架系统600向上看到的底视图,桁架系统600被构造成从飞行器10的侧壁到侧壁、在座椅导轨610下方、以及在横向底梁608之间延伸。设置在带有桁架系统(诸如桁架系统600)的飞行器10的地板中或侧壁中的MEC 44、46、48可为邻近MEC 44、46、48的飞行器10的乘客舱内和货物舱中的设备负载50提供服务。
[0142]桁架系统600被构造成具有:窄中间部分,其在两个内部相邻底梁608的顶部上方延伸;相反的端部部分,其从两个内部相邻底梁608的两侧进一步向外延伸到下一个底梁608,以得到诸如电力分配模块170的安装组件的宽表面。在一个或更多个实施方式中,桁架系统被构造成在相邻底梁608之间、或相互移位的底梁608之间具有宽度和长度,适于用作烟雾屏障,阻挡来自货物舱的烟雾进入乘客舱,和/或用作水滴屏障,阻挡来自乘客舱的水滴到货物舱内。
[0143]图17还示出安装于主MEC44的桁架系统600的CNI模块162、电力分配模块170、TRU134、142、ATU 138和PPSND 302 JRU 134从PPSND 302的输出连接390接收230VACJRU 134连接到带有28VDC的电力母线,为分配模块170供电。各电力分配模块170具有用于与关联于主MEC 44的设备负载50相互接口的连接596。
[0144]桁架系统600的各结构元件具有如上说明的一个或更多个传递层和绝缘层。传递层中的一个可被构造成将高电压电力从MEC 44、46、48的一部分传递到相同MEC 44、46、48的另一部分。例如,高电压电力可在桁架系统600内跨传递层提供
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