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CN103085790B - 飞机制动系统结构 - Google Patents

飞机制动系统结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种飞机制动系统结构，包括：-具有机电执行器(3)的制动器，用于可选择地将制动力施加到制动盘(2)的相应堆叠以便在相应轮上施加制动扭矩；-至少一个动力模块(7)，设计为将相位电流传送到机电执行器以使后者可施加制动力；-至少一个控制模块(8)，用于响应于制动指令控制动力模块以将适当的相位电流传送到执行器以使这些执行器可以产生所需的制动力；-至少一个动力供给单元(20)，包括产生高压电(HVDC)以向动力模块提供对执行器供电所需的高功率的装置(21)，以及用于产生低压电(LVDC)以在低电压下对至少控制模块供电的装置(22)。

Description

飞机制动系统结构
技术领域
本发明涉及一种飞机制动系统结构。
背景技术
已知的飞机制动系统包括：
-具有机电执行器的制动器，用于可选择地将制动力施加到制动盘的相应堆叠以便在相应轮上施加制动扭矩；
-至少一个动力模块，设计为将相位电流传送到机电执行器以使后者可施加制动力；
-至少一个控制模块，用于响应于制动指令控制动力模块以将适当的相位电流传送到执行器以使这些执行器可以产生所需的制动力；
-至少一个动力供给单元，包括从飞机的电力总线和/或飞机的电池产生高压电的装置，该装置向动力模块提供对执行器供电所需的高功率。
通常，在控制器中控制模块和动力模块组合在一起称为EMAC。动力供给单元通常包括能将飞机动力总线供给的动力转换成校准为满足由EMAC的动力模块产生的高功率需求的高电压功率的变换器(例如变压器)。
在EMAC的控制模块中的电路板自身由飞机的低压电源供电。此外，EMAC通常合并控制为一个元件将机电执行器锁定就位，其用作停车制动，并且其可在低压电或高压电下供电以便执行。
最后，该结构通常包括制动计算机，设计为生成制动指令(自动制动功能)、应用防滑移保护。计算机中的电路板由飞机的低压电源供电。
发明内容
本发明试图提供一种简单的制动系统结构，其要求较少的飞机电力系统的连接。
为了达到这一目标，本发明提出一种飞机制动系统结构，包括：
-具有机电执行器的制动器，用于可选择地将制动力施加到制动盘的相应堆叠以便在相应轮上施加制动扭矩；
-至少一个动力模块，设计为将相位电流传送到机电执行器以使后者可施加制动力；
-至少一个控制模块，用于响应于制动指令控制动力模块以将适当的相位电流传送到执行器以使这些执行器可以产生所需的制动力；
-至少一个动力供给单元，包括产生高压电以向动力模块提供对执行器供电所需的高功率的装置。
根据本发明，动力供给单元还包括用于产生低压电以在低电压下对至少控制模块供电的装置。
由此产生的低压电用来为控制模块的电路板供电以及对锁定执行器作为停车制动器的构件进行致动，如果执行器被如此装配的话。此外，该低压电还可以用来对一台或多台制动计算机供电，如果执行器被如此装配的话。因此，连接本发明的制动系统到飞机动力源将减少为连接动力供给单元到飞机的动力总线或其电池。制动系统中的所有其它设备项目将直接由动力供给单元供电，并且这相当大地简化了制动系统到飞机动力源的连接。
根据本发明的一个特定方面，动力供给单元装配有位于产生高压电的装置下游的控制动力开关。该开关是安全的特征，其保证只在传输制动指令时将高压电传输到执行器，这使得防止不必要的制动成为可能。例如，可以使用文献FR2857642中详细描述的逻辑进行控制。
根据本发明的另一个特定方面，作为已经提到的装配动力开关的替代，动力供给单元装配有位于产生低压电的装置下游的控制开关。该开关保证只在已经传输制动指令时对控制模块供电，并因此能发送指令给动力模块以产生相位电流，并且同样避免了不必要的制动。
附图说明
根据参考附图给出的对本发明的一些具体实施例的描述，可以更好地理解本发明，其中：
图1为根据本发明一个具体实施例的飞机制动系统的图表；和
图2为描述图1所示制动系统的可选形式的图表。
在这些图中，高压电的流向由粗线表示，低压电的流向由细线表示，且信号的流向由虚线表示。
具体实施方式
参考图1，本发明飞机制动系统的机电制动器1各种包括一堆制动盘2，其包括，交替地作为单个与将要制动的轮一起转动的制动盘和不转动的制动盘。每个制动器1包括多个执行器3(这里只示出了一个)，该执行器由环4承载以使它们面向这堆制动盘2平放。每个执行器3包括可朝向该堆制动盘2移动以便将其压紧从而产生制动力的柱塞5。
柱塞5经由驱动线路通过执行器的电机移动，驱动线路将电机的转动运动转换为柱塞5的平移运动。电机通过控制器或EMAC 6供电，EMAC包括根据控制模块8所传输的指令16将相位电流传输到执行器电机的动力模块7。
由控制模块8传输的指令是基于尤其从制动计算机9、制动踏板10或停车选择器11产生的各种信号得到的。
飞机的整个制动系统在这里设计为在三个模式下运行：正常模式、紧急模式和停车模式。
在正常模式下，控制模块8基于从制动计算机9接收的制动指令12生成指令16。
在紧急模式下，其中制动计算机发生故障，控制模块8基于表示由飞行员直接致动的制动踏板10的下沉的踏板信号13生成指令16。
在停车模式下，其优于其它模式，控制模块8响应于当停车选择器11由飞行员致动时发出的停车信号14生成停车制动指令17。为了允许在飞机静止时保持停车制动，执行器3装配有停车锁定元件，例如无电流制动器15，在不供电时，其通过将电机和柱塞5之间的动力传动系的传动轴之一锁定而将柱塞锁定就位。
这之后要求的是保证对无电流制动器15供电，以控制柱塞5的运动以便其对该堆制动盘施加停车力，然后切断到无电流制动器15的动力供给以将执行器锁定在停车制动位置。
该结构包括结合变换器21和22的动力供给单元20，其基于至少一个飞机动力总线PW和飞机电池(如果合适的话)产生动力(在这个例子中为DC电流)，用来对制动系统的各种设备项目供电，分别为高电压HVDC23和低电压LVDC24。
当然变换器可以理解为来自可获得的电源(例如由喷气发动机或飞机辅助动力单元驱动的交流发电机)、使其能够产生用于制动系统运行所需的两个动力的任意装置。优选地，每个变换器包括在电源不再能获得时能够切换飞机电池的受控开关。
高压电HVDC23用来对EMAC6的动力模块7供电以使后者可以产生对制动执行器电机供电所需的相位电流。低压电LVDC24自身对EMAC6的控制模块和制动计算机9供电，且用来提供相关电路板的运行所需的电力。因此，只有动力供给单元20连接到飞机的电源。
这里，受控动力开关25位于高压电变换器21的下游，以便只在制动指令实际已经由制动计算机或踏板或停车选择器发出时允许向EMAC的动力模块供电。
用于动力开关25的控制逻辑可以是例如按照文献FR2857642中描述的逻辑。
默认地，该逻辑将开关25置于开启位置，执行器7的动力模块未通电。在这个位置，执行器3的柱塞5不能响应于来自控制模块8的指令而移动。该逻辑仅响应于来自执行器控制模块8的闭锁指令而将开关25置于关闭位置，由并非来自控制模块8且与其独立的确定信号确定。
本发明的装置的优点有许多：
-改善的制动能力有效性。使用根据本发明的动力供给单元，能够对飞机进行制动而不需要飞机动力网络(由于切断了所有喷气发动机和辅助动力单元且没有外部电源可使用)，因为动力供给单元能自动从电池管理高压电和低压电向制动系统的设备项目的供给。
-简化的制动系统，通过限制在制动系统中电压变换器的数量和用于制动系统中各种设备项目的动力供给输入的数量来实现。此外，动力供给单元可简单编程以通过切断操作重设各种设备项目，然后重新向相关电路板供给动力。
-改善的制动系统可靠性。组成制动系统的设备项目的可靠性精确地增加，因为在飞行过程中动力供给单元可编程以关闭制动系统的各种设备项目，包括起落架，并且只在起落架展开时允许对它们提供动力。
-优化的电池消耗。在切换飞机电池的情况下，低压电只在有制动指令时才可被授权使用，以便限制电池消耗。可通过动力供给单元将电池状态的副本发送到执行器控制模块和计算机，以使控制规则(control laws)变得轻松(飞机制造商通常容许使用电池的退化制动性能)。
-改善的制动系统透明度。当停机指令发出时，动力供给单元可管理对计算机供电所需的透明度，以便记录数据或维持对例如停车装置的动力供给。
根据图2所示的实施例的另一种形式，作为在高压电动力供给线路上布置动力开关25的替代(或与其一样)，在低压电动力供给线路上布置开关25’是允许的。开关25’以这样一种方式控制，即，如果生成制动指令则其关闭，在其它情况下保持打开，以便防止任何不必要的制动的危险。实际上，除了免除动力模块的高压电、因而防止执行器施加任意制动力之外，新开关免除控制模块的低压电，因而防止控制模块得到动力模块对执行器供电所必需的指令。因此效果是一样的，但是新开关25’当然是较小尺寸的，因此重量轻且体积小。
作为可选择的，开关25’可缺省地留在关闭位置并响应于使设备停机的指令或在飞机不要求制动的运行阶段打开(例如响应于检测到起落架舱内的起落架升起)。
当然本发明不限于刚才描述的情形，而且通常包含了落入由权利要求书限定的范围内的任何替代型式。
特别地，尽管这里的控制模块和动力模块描述为物理集合成一体且相同的控制器或EMAC，这两个模块也可以分开。因此，控制模块可例如与制动计算机结合，而动力模块可以尽可能靠近制动执行器布置。
此外，尽管在动力供给单元中的受控动力开关的存在使得防止不必要制动成为可能，如果在别处其它安全特征允许避免这种情况，则这种开关也可以省略。
在动力供给单元中用于产生低压电的装置可替代各种电源：
-飞机动力总线(由发动机、APU、外部电源等驱动的交流发电机可获得的高或低AC或DC电压)；
-飞机电池、或动力供给单元的内部电池，这一电源通常总是可获得的；
-由动力供给单元本身产生的高压电。
最后，本发明的动力供给单元可装备内部电源，例如专用电池，设计为如果飞机的动力总线和电池失效或变得不可用的话就接替它们。

Claims (3)

1.一种飞机制动系统结构，包括：
-具有机电执行器(3)的制动器，用于将制动力施加到制动盘(2)的相应堆叠以便在相应轮上施加制动扭矩；
-至少一个动力模块(7)，可操作地将相位电流传送到机电执行器以使执行器施加制动力；
-至少一个控制模块(8)，用于响应于制动指令控制动力模块以将适当的相位电流传送到执行器，以使执行器产生制动力；
-至少一个动力供给单元(20)，包括用于产生高压电(HVDC)以向动力模块提供用于对执行器供电的高功率的第一变换器(21)，动力供给单元还包括用于产生低压电(LVDC)以在低电压下对至少控制模块供电的第二变换器(22)；
其中，动力供给单元(20)装配有位于产生低压电(LVDC)的第二变换器(22)的下游并且响应于传送到控制模块(8)的制动指令而转换到关闭位置的控制开关(25’)。
2.根据权利要求1的飞机制动系统结构，其特征在于，用于产生低压电的第二变换器(22)还对可操作地将制动指令传送给控制模块的制动计算机(9)供电。
3.根据权利要求1的飞机制动系统结构，其特征在于，动力供给单元(20)装配有位于用于产生高压电(HVDC)的第一变换器(21)的下游并且响应于传送到控制模块(8)的制动指令而转换到关闭位置的第二控制开关(25)。
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