专利名称：管理与飞行器的起落装置相关联的系统的方法
技术领域：
本发明涉及管理与飞行器的起落装置相关联的系统的方法。
背景技术：
飞行器一般装配有与制动器相关联的轮子，制动器由制动电路驱动，以选择性地对轮子施加制动扭矩从而使飞行器减速。在正常制动模式中，一个或多个制动计算机响应于飞行员给出的制动命令(例如通过踩下制动踏板或通过进入称为“自动制动”的自动制动模式)来控制扭矩的施加。在该模式下，计算机实现防滑保护。通常提供第二制动计算机，以在第一制动计算机失效的情况下接替第一制动计算机。这可称为替换或紧急制动模式。这些模式需要复杂的逻辑，该复杂的逻辑只能通过计算机和先进的程序来实现。此外，停驻制动模式通常可用于驱动制动器，以在飞行器停止的同时，使飞行器在停驻时保持静止。通常，期望按照尽可能简单和可靠的方式来提供该制动模式。因此，在具有液压制动的飞行器上，停驻制动器一般通过设置在驾驶舱中以便由飞行员操作的控制杆来操作，该控制杆通过缆线和滑轮来控制停驻制动器阀，以将来自设置在制动电路中的蓄能器的一些或全部压力传输至制动器。停驻制动器控制杆可用作终极紧急装置，用于在正常和替代制动模式失效时的情况下制动飞行器。在该紧急模式下，飞行员没有防滑保护，因此必须对控制杆施加大小适当的力，然而飞行员仅能凭借大概感觉来施力。此外，同样的压力被同时施加至所有制动器，这样不允许任何差动制动。飞行器还设置有用于操作起落架以使起落架在收回位置与部署位置之间移动的系统。该系统包括驱动致动器，用于打开和关闭接收起落架的隔舱的舱口，并用于使起落架降下或升起。闭锁箱使得舱口和起落架在飞行器飞行时被保持在升起和锁定位置。飞行器配备有紧急起落架伸展系统，其使起落架在起落架驱动系统失效的情况下在重力的作用下被释放并伸展。该紧急伸展系统一般包括由飞行员操作的控制杆，该控制杆通过缆线连接至闭锁箱，以移动闭锁箱的钩子从而解锁起落架和舱口。飞行器有时候设置有维护单元，该维护单元在飞行器在地面上且停止时使得有可能激活飞行器的某些功能以验证它们正常工作。该维护单元通常是主制动计算机，该主制动计算机包括维护测试功能。维护单元(尤其是由飞行器的电池提供功率的单元)使得有可能应用极其简单的逻辑来仅激活如上那样的致动器。因此，维护单元例如可使舱口和起落架解锁，使得当飞行器被放置在起重器上时，有可能验证起落架正确地向下移动至它们的部署位置。发明目的本发明的目的是提供一种用于控制起落架和与其相关联的功能的方法，该方法提供非常易于实现的紧急模式。
发明内容
为实现该目的，本发明提供一种管理具有携带一定数量的被制动轮子的起落架的飞行器的方法，该飞行器包括:用于操作起落架的系统，包括用于起落架和相关联舱口的升起致动器和闭锁致动器；制动系统，包括用于对飞行器的轮子进行制动的制动致动器；至少一个控制单元，用于控制起落架和制动的操作；以及至少一个维护单元，用于在该飞行器处于关闭状态时，在对这些系统中一个或另一个的维护操作期间，选择性地控制所述系统中的至少一些致动器。根据本发明，该方法包括以下步骤:在飞行器未处于关闭状态时激活维护单元，以使用该维护单元来致动连接至维护单元的致动器(尤其在控制单元失效的情况下)。维护单元提供的紧急能力有利地代替基于缆线和滑轮的机械紧急装置。因此，在所讨论的系统的计算机或任何其它元件失效而妨碍系统正常工作的情况下，利用维护单元以提供对起落架操作系统和制动系统中的致动器的紧急致动。因此不再需要在这些系统的每个中提供专用的紧急通道以缓和正常通道的失效。术语“关闭状态”用于表示主航空电子系统关闭，而且引擎不在运转。在该状态下，维护单元由电池(或由可用的外部网络)提供功率，飞行器的余下部分保持不提供功率。
借助于以下附图的各图的描述，可更好地理解本发明，在附图中:图1是用于设置用于制动和用于操作起落装置的多个致动器的飞行器的简图；图2A和2B是互补的，是本发明的特定实现方式中用于控制飞行器的多个致动器的电路的简图；图3是示出激活维护单元的原理的简图；以及图4是示出由专用致动连接进行致动的致动器的本发明另一体系结构的简图。
具体实施例方式以下是应用于图1所示的常规商用型飞行器的本发明的描述，该飞行器具有左主起落架100、右主起落架200以及前端起落架300。本申请中描述的体系结构被选择作为示例，并不是限制性的。这样的体系结构在文档EP I 739 010A1中有详细描述。左主起落架100携带装配有制动器或制动致动器(分别被标注为1、2、5和6)的四个被制动轮子，而右主起落架200携带装配有制动致动器(分别标注为3、4、7和8)的四个被制动轮子。这些系统的控制体系结构在下文中一起参考图2A和2B来详细描述。左主起落架100与升起致动器105和锁钩106在操作上关联。设置有操作致动器108的门107打开和关闭隔舱以接收左主起落架100。类似地，右主起落架200与升起致动器205和锁钩206在操作上关联。设置有操作致动器208的门207打开和关闭隔舱以接收右主起落架200。
最后，前端起落架300与升起致动器305和锁钩306在操作上关联。设置有操作致动器308的门307打开和关闭隔舱以接收前端起落架300。前端起落架300还具有转向构件309 (例如具有支架的致动器)，用于转动由所述起落架携带的轮子，以使飞行器在地面上转向。每个制动器1、2……8与相应的功率模块Ml、M2……M8相关联，电源模块Ml、M2……M8用于将与制动设定点成比例的功率传输至相关联的制动器。在液压制动器的情形下，功率模块是伺服阀，伺服阀适于将与电气制动设定点成比例的压力传输至制动器。在机电制动器的情形下，功率模块是转换器，转换器适于将与电气制动设定点成比例的电功率传输至制动器。同样，起落架的每个致动器与功率分配构件相关联，功率分配构件用于响应于致动器命令向致动器提供功率。在所示体系结构中，分别针对左起落架致动器、右起落架致动器以及前端起落架致动器，这些致动器被符号化地在标注为A100、A200和A300的框中分组到一起。相应的功率分配构件被标注为D100、D200和D300。在液压致动器的情形下，分配构件包括多个电气控制阀，用于将致动器选择性地连接至飞行器的压力源。在电气致动器的情形下，分配构件包括电气控制开关，用于将致动器选择性地连接至飞行器的电源。粗线箭头表示功率向制动器以及向致动器的流动。本申请中所示的体系结构用于管理与起落架相关联的所有功能:通过作用于与起落架相关联的多个致动器来进行制动、升起以及转向。为此，本申请中描述的体系结构利用第一星型通信网络A和第二星型通信网络B，其中下文使用的标记A和B用于指示通信网络自身或相关联的网络控制器，如能在附图中的相应通信网络的中心中所看到。网络控制器A连接至:左主起落架100的外侧制动器I和5的功率模块Ml和M5 ；右主起落架200的外侧制动器4和8的功率模块M4和M8 ；与左主起落架100的升起致动器AlOO相关联的分配构件DlOO ;以及与前端起落架300的升起和转向致动器A300相关联的分配构件D300。网络控制器A也连接至两个控制单元Al和A2，两个控制单元Al和A2适合于产生设定点或命令以传送至功率模块或传送至连接至网络控制器A的分配构件。两个控制单元永远活动，一个控制单元产生设定点和命令，并受另一控制单元监测。控制单元Al和A2因此适合于管理:制动器1、5、4和8的制动；左主起落架100的升起和前端起落架300的升起；以及前端起落架300的轮子的转向。为此，控制单元Al和A2接收来自数据集中器的信息，数据集中器也连接至通信网络A，包括:数据集中器CD15，接收电气信息并将其格式化，电气信息诸如轮子I和5的胎压、制动器1和5的温度、以及轮子I和5的转速，该信息来自与制动器I和5相关联的传感器；
数据集中器CD48，接收电气信息并将其格式化，电气信息诸如轮子4和8的胎压、制动器4和8的温度、以及轮子4和8的转速，该信息来自与制动器4和8相关联的传感器；用于左主起落架100的数据集中器⑶100，接收与该起落架的位置有关的信息(减震器的缩短、携带轮子的摆杆的角位置，……)或与升起该起落架(诸如门打开/关闭或锁钩锁定/解锁)相关联的状态信息并将其格式化；用于 前端起落架300的数据集中器⑶300，接收与前端起落架的位置有关的信息(减震器的缩短、携带轮子的摆杆的角位置，……)或与升起该起落架(诸如门打开/关闭或锁钩锁定/解锁)相关联的状态信息、以及与前端起落架的轮子的角位置有关的信息并将其格式化；以及飞行员数据集中器CDP，接收来自制动踏板、来自多个转向轮开关、或实际上来自由飞行员或副驾驶致动的控制杆的信号并将其格式化(在变型中，有可能为飞行员和副驾驶提供分离的数据集中器)。在该示例中，本发明的体系结构具有包括网络控制器的第二星型通信网络B，该网络控制器连接至:左主起落架100的内侧制动器2和6的功率模块M2和M6 ；右主起落架200的内侧制动器3和7的功率模块M3和M7 ；与右主起落架200的致动器A200相关联的分配构件D200 ；以及与前端起落架300的致动器A300相关联的分配构件D300。网络控制器B也连接至两个控制单元BI和B2，两个控制单元BI和B2适合于产生设定点或命令以传送至功率模块或传送至连接至网络控制器B的分配构件。两个控制单元永远活动，一个控制单元产生设定点和命令，并受另一控制单元监测。控制单元BI和B2因此适合于管理:制动器2、6、3和7的制动；右主起落架200的升起和前端起落架300的升起；以及前端起落架300的轮子的转向。为此，控制单元BI和B2接收来自数据集中器的信息，数据集中器也连接至通信网络B，包括:数据集中器CD26，接收电气信息并将其格式化，电气信息诸如轮子2和6的胎压、制动器2和6的温度、以及轮子2和6的转速，该信息来自与制动器2和6相关联的传感器；数据集中器CD37，接收电气信息并将其格式化，电气信息诸如轮子3和7的胎压、制动器3和7的温度、以及轮子3和7的转速，该信息来自与制动器3和7相关联的传感器；用于右主起落架200的数据集中器⑶300，接收与该起落架的位置有关的信息(减震器的缩短、携带轮子的摆杆的角位置，……)或与升起该起落架(诸如门打开/关闭或锁钩锁定/解锁)相关联的状态信息并将其格式化；前端起落架300的数据集中器⑶300 ；以及飞行员数据集中器⑶P。
控制单元A1、A2、B1和B2也连接至飞行器的例如异步双向AFDX 型的通信网络BC，飞行器的诸如飞行数据集中器CDV (能够提供诸如外部温度、飞行器速度等等)之类的其它系统和包括飞行控制计算机CCD的多个计算机连接至该通信网络BC。总线BC使四个控制单元Al、A2、B1、B2能彼此对话、交换数据以及彼此监测，由此进一步提高本发明的体系结构的安全性。此外，根据本发明的基本方面，飞行器具有维护单元BMl，维护单元BMl连接至网络A和B以及通信网络BC，且由飞行器的电池提供功率。因此，维护单元BMl经由网络A和B连接至制动器的功率模块和致动器的分配模块，以在飞行器静止在地面上(例如在飞机库中)时，在维护操作期间由维护人员进行的维护程序中能够将制动器或升起致动器致动。作为示例，维护单元BMl例如在飞行器被装载在起重器上时用于解锁舱口的锁钩、打开舱口门、以及解锁起落架，由此使起落架在重力作用下伸展。该程序用于验证用于锁定舱口和起落架的致动器正常工作。维护单元还用于致动一个或另一个制动致动器以测试其正常操作。例如，维护单元可通过线路连接以模拟同时或差动地踩下制动踏板。当飞机停止时用于对致动器进行致动所需的能量可由内部源(例如用于液压飞行器的蓄能器、用于机电致动器的电池)提供，或实际上从外部源(例如连接至飞行器的外部发电机，适合于即使在引擎和辅助功率单元停止时也为飞行器提供功率)提供。至于执行这些程序所需的信号，它们经由网络A和B返回至维护单元BMl。维护单元BMl通过手动激活信号SI激活，手动激活信号SI例如来自设置在飞行器的驾驶舱中或维护人员可访问的外壳中的选择器。根据本发明的基本方面，维护单元BMl也可在飞行器未停止时激活，以在控制单元Al、A2、B1、B2全都失效的情况下充当终极紧急控制单元。图3示出用于激活的逻辑电路，该逻辑电路使维护单元能在控制单元失效时自动激活。在正常操作中，当控制单元正在起作用时，维护单元借助由每个控制单元Al、A2、BI和B2产生的离散信号通过应用图3所示的逻辑电路而保持无效，由此防止维护单元被激活。仅当所有控制单元都失效时(图3中来自控制单元的信号SA1、SA2、SBl和SB2的与(AND)组合)，维护单元BMl才变为活动，从而可代替控制单元来控制相关联的致动器。在即使所有控制单元都失效时维护单元仍未激活的情况下(例如如果，即便相应的控制单元未工作，但信号SAl、SA2、SBl和SB2中之一被错误地产生)，则飞行员仍然具有通过操作相应的选择器来手动激活维护单元的可用资源，以能够致动所讨论的致动器。实际上，信号SA1、SA2、SB1和SB2从非(NOT)门输出，只要控制单元产生的信号是活动的，非门就使控制单元产生的信号反转。只要控制单元正常工作，这些信号就全都处于地电平(信号=真)。如果控制单元之一失效，则相应的信号不再接地(信号=假)。因此，在控制单元失效的情况下，相关联的非门用于获得真信号。当然，如果飞行器仅具有一个控制单元，则维护单元将在收到指示该唯一控制单元已失效的信号时自动激活。当维护单元BMl激活时，它接替控制单元(至少对于那些可由维护单元BMl控制的致动器而言)。应当注意到，在本发明的体系结构中，维护单元BMl可在飞行器正在使用时(例如在飞行时或在滑行时)激活。因此，对致动器进行致动所需的能量通常是可用的，因为引擎或辅助功率单元在工作中。如果引擎或辅助功率单元失效，则能量可从储能构件(例如液压蓄能器或电池)取得。因此，即使航空电子不再可用，在电池功率下，维护单元可用。因此，维护单元BMl可用作已失效控制单元的替代，从而担当紧急单元，即使在控制单元失效的情况下也能启用要执行的基本功能(降低起落装置、制动飞行器)。因此维护单元代表附加的紧急通道。在适当时，它可取代通常使用的紧急通道。维护单元BMl优选利用简单的电子组件(现场可编程门阵列(FPGA)型组件、放大器)来制造，而不使用微处理器或存储器，由此确保高度的可用性。这样的选择对维护单元能够执行的功能施加了限制。根据本发明的特定方面，即使控制单元完美地工作，维护单元也被激活，以执行功能测试。因此，而且在来自控制单元的命令下，预定场景由维护单元执行以测试连接至维护单元的设备，其中由控制单元来获取来自相关联的传感器的信号，并将那些信号与预期结果作比较。例如，预定场景可以是如下:制动:使假想的压力在制动踏板上循环(尤其是差动压力)；以及操作起落装置:当起落架被部署而且门尚未重新关闭时，操作门和起落架的解锁致动器。这些测试是所谓的“连续”测试的附加，“连续”测试验证对控制单元的输入(开路电路、闭路电路、在范围之外、一致的输入值……)的有效性。本发明不限于上述实施例，相反，本发明覆盖在由所附权利要求限定的范围内的任何变型。虽然本示 例中的维护单元在使用飞行器的情形中响应于控制单元的失效而激活，但也有可能在控制单元正常操作时激活该维护单元，例如为了使用该维护单元来执行测试程序。虽然在所描述的示例中陈述了维护单元BMl经由如控制单元常规使用的通信网络向功率模块和分配构件发送控制信号，但这并非限制，也有可能选择将维护单元BMl经由专用连接(该专用连接不通过控制单元所使用的网络)连接至功率模块和分配构件，由此隔离由维护单元BMl控制的致动系统。当飞行器未在工作时，或当通信网络失效时，该网络可能不可用。因此，提供专用连接以使维护单元能够在该网络不工作时操作将是有利的。通过在功率模块和分配构件中提供隔离的致动通道，可进一步采取这样的隔离。例如，当控制液压分配阀来对致动器提供功率时，可向所述阀提供第二电磁阀，该第二电磁阀仅由维护单元提供功率，以独立于由控制单元提供功率的第一电磁阀来控制该阀。如果致动器是设置有电机的机电致动器，则电机可设置有两个绕组，其中一个绕组在控制单元的控制下被提供功率，而另一个绕组在维护单元的控制下被提供功率。类似地，于使来自传感器的信号经由连接至数字网络的数据集中器传递不同，可在传感器与维护单元之间提供专用连接(例如并行模拟连接)，由此进一步有助于隔离由维护单元BMl控制的致动系统。这样的设置在图4中示出，其中可以看到控制单元Al和A2以及维护单元BM1。该解地示出了致动器(例如用于操作前端起落架的致动器305)的两个绕组，一个绕组由控制单元Al和A2提供功率，另一个绕组直接由维护单元经由专用的电源通道提供功率。此外，操作所述致动器所必需的传感器信号通过专用模拟连接被传送至维护单元。此外，虽然在所示示例中陈述维护单元BMl用于启用要致动的某些起落装置操作致动器或某些制动致动器，但也可委托维护单元致动其它致动器，诸如在军用运输机中，致动解锁位于机身后部的货舱门，由此使得能够在飞行器静止以及在飞行时利用维护单元来打开该货舱门。最后，虽然陈述了维护单元BMl由飞行器的电池提供功率，但它也可由飞行器的功率总线来提供功率，或实际上在飞行器停驻时通过外部电源来提供功率。
权利要求
1.一种管理具有携带一定数量的被制动轮子的起落架的飞行器的方法，所述飞行器包括: 用于操作起落架的系统，包括用于起落架和相关联的舱口的升起致动器(105、205、305)和闭锁致动器(106、206、306)； 制动系统，包括用于对飞行器的轮子进行制动的制动致动器； 至少一个控制单元(Al、A2、B1、B2)，用于控制起落架和制动的操作；以及至少一个维护单元(BM1)，用于在所述飞行器处于关闭状态时，在对系统中一个或另一个的维护操作期间，选择性地控制所述系统中的至少一些致动器； 所述方法特征在于包括以下步骤:在飞行器未处于关闭状态时激活维护单元，以使用所述维护单元以致动连接至所述维护单元的致动器，尤其在控制单元失效的情况下。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述维护单元至少响应于以下条件被激活: 手动激活命令；和/或 来自控制单元的指示所述控制单元失效的信号。
3.如权利要求1所述的方法，包括使用用于控制操作和制动致动器的多个控制单元，其中所述维护单元至少响应于以下条件被激活: 手动激活命令(SI);和/或 来自全部控制单元、指示每个相应控制单元失效的信号(SA1、SA2、SB1、SB2)的与组合。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述维护单元借助于所述飞行器的电池被提供功率。
5.如权利要求1所述的方法，其中由所述维护单元控制的致动器通过专用电源通道连接至所述维护单元。
全文摘要
本发明提供一种管理与飞行器的起落装置相关联的系统的方法。本发明涉及一种管理具有携带一定数量的被制动轮子的起落架的飞行器的方法，该飞行器包括用于操作起落架的系统，包括用于起落架和相关联的舱口的升起致动器(105、205、305)和闭锁致动器(106、206、306)；制动系统，包括用于对飞行器的轮子进行制动的制动致动器；至少一个控制单元(A1、A2、B1、B2)，用于控制起落架和制动的操作；以及至少一个维护单元(BM1)，用于在该飞行器处于关闭状态时，在对这些系统中一个或另一个的维护操作期间，选择性地控制所述系统中的至少一些致动器。根据本发明，该方法包括以下步骤在飞行器未处于关闭状态时激活维护单元，以使用该维护单元以致动连接至维护单元的致动器(尤其在控制单元失效的情况下)。
文档编号B64C25/44GK103158866SQ20121054426
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月14日 优先权日2011年12月15日
发明者D·弗兰克 申请人:梅西耶-布加蒂-道提公司