專利名稱：向與飛機起落架相關(guān)聯(lián)的致動器饋送能量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種向與飛機起落架相關(guān)聯(lián)的致動器饋送能量的方法。
背景技術(shù)：
飛機一般設置有包括多個起落架的起落裝置，起落架包括機首起落架和主 起落架，而主起落架裝有制動器。各種致動器與這些起落架相關(guān)聯(lián)，包括如下
-安裝在起落架上的制動致動器，其與輪子相關(guān)聯(lián)以便對飛機進行制動。 制動器通常為液壓制動器或機電制動器；
-操縱轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向致動器，轉(zhuǎn)向輪由構(gòu)成起落裝置的各種起落架承載， 例如，由機首起落架承載，或者確實在某些飛機上，由主起落架承載；以及
-用來伸縮起落架和相關(guān)聯(lián)的門或艙口蓋的驅(qū)動致動器。這些致動器包括 驅(qū)動缸和鎖定擒縱機構(gòu)，以將起落架或艙口蓋保持在關(guān)閉的位置上。
為了給各種致動器提供動力，即，對它們饋送能量，通常利用與飛機發(fā)動 機相關(guān)聯(lián)的飛機主動力源。主動力源可包括液壓泵或發(fā)電機，它們直接由飛機 發(fā)動機所驅(qū)動。液壓泵也可由電動機驅(qū)動，電動機本身由飛機的發(fā)電機供電。 文獻CA 2 479 482揭示了一種裝有各種液壓動力源的飛機主動力源以及 本地動力源，前者包括由電動機驅(qū)動并位于兩主起落架和機首起落架中每個相 應起落架附近的泵，后者包括兩個泵，當飛機在跑道上移動時，機首起落架的 輪子就驅(qū)動該兩個泵。本體動力源是在萬一主動力源發(fā)生故障時在緊急狀況下 使用的
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的
本發(fā)明的目的是提供一種向與構(gòu)成飛機起落裝置的起落架相關(guān)聯(lián)的致動器提供動力的新穎方法。 對本發(fā)明的簡述
本發(fā)明提供一種向與構(gòu)成飛機起落裝置的起落架相關(guān)聯(lián)的致動器饋送能 量的方法，該飛機包括
-主動力源，其獨立于起落裝置承載的輪子的轉(zhuǎn)動而進行操作；以及
-本地動力源，其包括一個或多個本地發(fā)電機，各本地發(fā)電機由起落架承 載的輪子的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動；
本發(fā)明方法包括以下步驟
-在正常操作模式中，由本地動力源對所述致動器提供動力；以及
-在另外的操作模式中，當由本地動力源提供的能量不足夠時，借助于主 動力源來提供所述致動器所需的附加能量或全部能量。
因此，根據(jù)本發(fā)明，僅附加于本地動力源地使用主動力源。
這減小了對主動力源的能量需求，由此，能使主動力源尺寸做得更小，因 此導致重量顯著地減小。此外，當只包括機電的致動器和電氣的主動力源時， 可以通過低壓電源線將電能從主動力源供應到致動器，所述低電壓電源線足以 供應所需的附加能量。這避免了高電壓的電源電纜沿起落架布線，高電壓電纜 需要大量屏蔽和保護，并且對于維修保養(yǎng)之目的，高電壓電纜還需要實施特殊 的防范，因為它們能夠傳送高能量。
本地動力源最好包括能量儲存裝置，當致動器不使用所述能量時，或當致 動器需求的能量小于本地動力源供應的能量時，儲存裝置就能將能量儲存起 來。


借助于以下參照附圖給出的描述，可以更好地理解本發(fā)明，附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明方法的第一實施例的液壓結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)用來對機首起
落架的轉(zhuǎn)向控制裝置提供動力；
圖2是機首起落架內(nèi)一泵裝置的示意截面圖，該泵形成圖1中本地動力源
的一部分；
5圖3是類似于圖2的視圖，示出機首起落架輪子內(nèi)的發(fā)電機裝置，其形成
本方法一變體實施例中的本地動力源的一部分；
圖4是起落架輪子的示意截面圖，該起落架輪子裝配有機電的制動器和形 成本地動力源一部分的發(fā)電機；
圖5是主起落架搖擺梁的示意平面圖，該搖擺梁承載四個被制動的包括本 發(fā)明本地動力源的輪子；以及
圖6是具有兩主起落架和機首起落架的飛機的示意平面圖，它們裝有本發(fā) 明的本地動力源。
具體實施例方式
參照圖1，本發(fā)明方法應用于對機首起落架1承載的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)提供動 力，所述機首起落架具有兩個輪子2，輪子2可相對于起落架的縱向軸線進行 轉(zhuǎn)向，從而使飛機在地面上轉(zhuǎn)向。根據(jù)已知方式，該轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)包括兩個致 動器3，它們呈推拉的結(jié)構(gòu)并適于致使機首起落架1的底部可轉(zhuǎn)向部分轉(zhuǎn)動。 致動器3通過液壓單元4 (虛線輪廓)以非常傳統(tǒng)的方式接受動力，所述液壓 單元4包括伺服閥5，用于根據(jù)飛行員所操作的控制輪子的轉(zhuǎn)向設定點，或根 據(jù)飛機的機載計算機所產(chǎn)生指令的轉(zhuǎn)向設定點來將壓力分配到每個致動器3中 的一個腔室或另一個腔室內(nèi)。在液壓單元4和致動器3之間，設置了多個旋轉(zhuǎn) 閥，它們根據(jù)機首起落架1的可轉(zhuǎn)向部分的轉(zhuǎn)向角而動作，以切換液壓單元4 所供應動力的致動器3的腔室。
根據(jù)已知方式，液壓單元4包括抗震閥6;短路閥7，當液壓單元4不 被供應動力時，該短路閥連接要返回的所有致動器3的腔室，由此，讓輪子2 自由旋轉(zhuǎn)；壓力釋放閥9，在意欲強制轉(zhuǎn)向輪子(例如，用牽引車牽引)同時 轉(zhuǎn)向控制裝置不處于一中性位置的過程中，該壓力釋放閥9用來避免致動器腔 室被損壞；以及最后的增壓閥9，其用來填充致動器3的腔室，若沒有該增壓 閥，腔室會遭受氣穴現(xiàn)象。為此目的，額定閥10將液壓單元內(nèi)的壓力維持在 高于飛機返回壓力的水平上。 一儲蓄器吸收放空和填充時致動器3諸腔室之間 的流量差，確保維持液壓單元4內(nèi)的壓力。機首起落架1裝有本地動力源26，在此實例中，本地動力源由兩個液壓 泵構(gòu)成，每個泵設置在一個輪子2內(nèi)，當輪子轉(zhuǎn)動時，相關(guān)的輪子就驅(qū)動其中 的泵。泵20是流量可變泵，因此，當輪子轉(zhuǎn)動時，泵20產(chǎn)生能量，該能量呈 加壓流體的有控制的流動形式。如圖2中可以清楚地所見，每個泵20安裝在 一套筒21上，而套筒21配合在接納輪子2的軸22上，阻擋裝置(未示出) 阻止套筒21圍繞軸轉(zhuǎn)動。泵20具有一帶有齒端的驅(qū)動軸23，該齒端與安裝在 輪2的輪轂上的齒環(huán)24合作。當飛機在機場跑道上滑行時，輪子2轉(zhuǎn)動而致 使泵20的驅(qū)動軸23轉(zhuǎn)動。
提供保護裝置是有利的，該裝置可消除輪子由于飛機著陸而開始轉(zhuǎn)動時泵 20所產(chǎn)生的壓力波動。例如，采用如圖所示的可變流量泵，該泵的防波板就置 于一零流量位置，在輪子輪子開始轉(zhuǎn)動之后，隨后逐漸地移動到一正常流量位 置。
返回到圖l，圖中可見用于本地動力源26的諸泵20并聯(lián)地連接，通過梭 形滑閥31向液壓單元4饋送動力。梭形滑閥31的另一入口連接到飛機的主動 力源IOO，其具有由飛機發(fā)動機驅(qū)動的多個泵。
梭形滑閥31形成分配組件30的一部分，該分配組件30包括 *一隔離閥32，當液壓單元由本地動力源提供動力時，該隔離閥就動作 而隔離液壓單元4的返回管線，這樣，液壓單元在用本地動力源在閉合回路內(nèi) 操作；
*一截斷閥33，在機首起落架縮進過程中，截斷閥33機械地受控，以在 機首起落架縮進到起落架艙內(nèi)時連接液壓單元4而返回；以及
*一電氣控制的截斷閥34，只要轉(zhuǎn)向控制還未啟動，尤其是在起落架還 在展開的飛行中，或當飛機在地面上高速滑行時，截斷閥34就可連接液壓單 元4而返回。
該組件的操作如下。在正常操作模式中，當飛機在機場上滑行而到達終端 或起飛跑道時，輪子2轉(zhuǎn)動，由此驅(qū)動泵20和本地動力源26。泵20通過梭形 滑閥31向液壓單元提供動力。為此目的，包括彈簧的致動器25將泵20的防 波板保持在某一位置內(nèi)，該位置對應于泵20具有最大流量。然后，從本地動力源可獲得壓力，從而能夠使輪子2轉(zhuǎn)向，因此可使飛機轉(zhuǎn)向。通過隔離閥32 關(guān)閉轉(zhuǎn)向液壓單元4的返回力，以使液壓流體只能返回向泵20而無其它選擇。 流體因此圍繞閉合回路流動。
如果其中一個泵20失效，則另一個泵可以繼續(xù)提供動力。轉(zhuǎn)向液壓單元 4就以一半的流量接受流體流動，從而輪子能繼續(xù)被轉(zhuǎn)向，但性能降低。
如果第二泵20失效，或如果飛機滑行速度太慢而使泵20不能提供足夠的 輸出，那么，在另一操作模式中，利用來自于主動力源100的壓力和流動，代 替來自于本地動力源的壓力和流體流動供應。
為了做到這一點，對閥34進行控制，以使來自于主動力源100的壓力到 達梭形滑閥31。梭形滑閥進行切換，由此，允許來自于主動力源100的壓力對 液壓單元4提供動力(由于機首起落架伸出，閥33被打開)。 一旁路40起作 兩個目的控制隔離閥32使其置液壓單元4的返回力與飛機的返回相聯(lián)系； 對致動器25提供動力，然后致動器25致使泵20的防波板返回到其零流量位 置。本地動力源26的泵20從而是中性平衡的。然后，液壓單元4單獨地由主 液壓動力源IOO提供動力，液壓單元的返回端口連接到飛機的返回101。
在圖3所示的一變體實施例中，代替將泵安裝在輪子中，也可將發(fā)電機 35安裝在輪子中，發(fā)電機連接到一電氣驅(qū)動的泵(未示出)上，例如，容納在 液壓單元4內(nèi)。因此，本地動力源則包括兩個由輪子驅(qū)動的發(fā)電機35，加上一 電氣驅(qū)動的泵，該泵的電動機由發(fā)電機35供電。因此，當輪子轉(zhuǎn)動時，發(fā)電 機35就供電，由此，能使電動機驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的泵，由此提供操作液壓轉(zhuǎn)向控 制所需的壓力。以此方式構(gòu)成的本地動力源較佳地包括一緩沖電池，該電池插 入在發(fā)電機35和電氣驅(qū)動泵之間，以將發(fā)電機產(chǎn)生的多余電能儲存起來，并 調(diào)節(jié)供應到電氣驅(qū)動的泵的能量。
因此，對于發(fā)電機35正在發(fā)送電力而飛行員此時不在進行轉(zhuǎn)向的時間段， 供應的電能就儲存在緩沖電池內(nèi)。
只有當緩沖電池充電不足因而不再能夠正確地對電氣驅(qū)動泵的電動機供 電時，才利用分配組件30將液壓單元4的動力源切換到主液壓動力源。
在一變體中，如果緩沖電池的電力不足，則還可將電氣驅(qū)動的泵直接連接到飛機的主電力源上，這樣，主電力源可供應驅(qū)動轉(zhuǎn)向單元泵所需的電力，其 從本地電力源中接收了供電的任務。
在圖4所示的本發(fā)明另一實施例中，本地動力源包括放置在主起落架輪子
60內(nèi)的發(fā)電機150。
在所示實例中，主起落架的輪子60被機電式制動器70制動，每個制動器 包括一疊制動盤71 ，該制動盤包括多個隨輪子60的輪緣61轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子和通過 扭轉(zhuǎn)管72阻止轉(zhuǎn)動的定子。由面向制動盤的環(huán)74承載的機電式致動器73壓 迫住諸制動盤71。在此實施例中使用本地動力源對制動致動器提供動力。
本地動力源的發(fā)電機150首先包括一轉(zhuǎn)子151，該轉(zhuǎn)子固定到輪子的輪轂 61上并包括多個永久磁鐵，其次包括一定子線圈152，該線圈安裝在固定到軸 上的制動盤153的周界上。輪子60的轉(zhuǎn)動在定子線圈152內(nèi)感應出電流，該 電流由布置在軸內(nèi)的電纜75收集起來。
更準確地說，從圖5中可見，圖5顯示了一具有四個輪子60的主起落架， 諸輪子裝有機電式的制動器70并被一搖擺梁80所支承，收集發(fā)電機150中產(chǎn) 生的電的電纜75將發(fā)電機產(chǎn)生的電傳輸?shù)揭槐镜貑卧?0，該單元90包括整流 裝置、蓄電裝置(諸如電池或儲能電容)，以及有選擇地將以此方式儲存起來 的電力供應到制動器70的機電式致動器的裝置(例如，通過受控的變換器)。 因此，通過電纜92將電力傳送到制動器70的致動器73。
因此，在一單個的主起落架上，所有本地發(fā)電機150形成同一本地電力源 的部分，因此，這些發(fā)電機共同操作，這樣，如果其中一個本地發(fā)電機150失 效，那么，其余的發(fā)電機就會繼續(xù)供電，由此，即使某個輪子的發(fā)電機失效了， 也可保證對安裝在那個輪子上的制動器供電。
在一變體中，可共同操作僅兩個輪子的本地發(fā)電機，而不是操作所有四個 輪子，例如，共同操作由同一軸承載的兩個輪子的本地發(fā)電機，這樣，搖擺梁 具有兩個本地動力源。
此外，飛機繼續(xù)提供主電力源，其包括由飛機發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機， 或合適情況下可由輔助動力單元來驅(qū)動的交流發(fā)電機， 一般來說，當飛機停下 來時，還可用電池來供電。因此，在正常操作模式中，機電式制動的致動器73由相關(guān)的本地動力源
90提供動力。在實踐中，電最好取自本地動力源90的儲能裝置，因此，就可 能做到既儲存起與本地動力源90相關(guān)聯(lián)的本地發(fā)電機150產(chǎn)生的剩余能量， 又能調(diào)節(jié)供應到機電式制動的致動器73的能量。如果儲能裝置完全被用空， 則提供給機電式制動的致動器73可用電盡管通過儲能裝置傳送，但事實上該 提供的電力只是及時地由本地發(fā)電機150供應，供應的電力則依賴于輪子轉(zhuǎn)動 速度，因此取決于飛機的行進速度。然后，只當行進速度非常緩慢時，本地發(fā) 電機150才會不再提供足夠電力來滿足機電式致動器73的電力需求。在如此 情況下，本發(fā)明能夠從飛機的主動力源中提取附加的能量。然而，假定飛機以 非常低速度運行，那么，需要形成的制動力也很小，在制動時，與正常所需的 動力相比，取自主動力源的附加能量本身也就很小。
因此，為提供該附加能量在本地單元和主動力源之間的連接91較佳地是 選擇低電壓型的連接。這樣的部署可避免讓高壓電纜從主電力源引出沿著起落 架布線，由此，實現(xiàn)至少部分地補償本地動力源的重量的顯著的重量減輕，因 而方便于在起落架上的安裝，并可避免地勤人員可能處理或接近高壓電纜而需 要采取的常用防范措施。因此，唯一存在于起落架上的高壓電纜是電纜75和 92，它們單獨地由搖擺梁80承載，不由起落架的腿來承載。
然后，該取自主動力源的附加能量有利地取自飛機的低壓電力網(wǎng)，該網(wǎng)由 主電力源的交流發(fā)電機或電池供電。
在一變體實施例中，由本地發(fā)電機產(chǎn)生的電力可不僅在單個起落架內(nèi)共同 操作，而且可在所有起落架或僅在它們中的某些起落架(例如，僅在主起落架) 上操作。該擴大的共同操作使用增加了由本地動力源提供動力的致動器可用 性。然而，如此的結(jié)構(gòu)配置需要沿著所述起落架布置高壓電纜。
相反，也可決定避免采用任何共同操作，使每個制動器70由相關(guān)輪子承 載的本地動力源提供動力。然后，本地發(fā)電機的失效會導致喪失相關(guān)聯(lián)的制動， 但從安全觀點和對飛機可利用性方面來看，這還是可接受的。電式制動致動器70提供動力。沿著機首起落架上行的電纜75接受由本地發(fā)電 機35產(chǎn)生的電力并將其送到本地單元90，以便通過電纜92向制動致動器提供 電力。本地單元90通過低壓電纜91連接到主動力源，以便能夠從主動力源中 接受附加的能量(在合適的情況下)。有利地是，本地單元90用來對機首起 落架的轉(zhuǎn)向致動器提供動力。
本發(fā)明不局限于以上的描述，相反，它涵蓋了任何落入附后權(quán)利要求書所 定義范圍之內(nèi)的變體。尤其是，如果本地動力源裝有儲能裝置，那么還可從本 地動力源中對用作為伸出和縮回起落架的驅(qū)動致動器提供動力。
權(quán)利要求
1. 一種向與構(gòu)成飛機起落裝置的起落架相關(guān)聯(lián)的致動器(3；73)饋送能量的方法，該飛機包括-主動力源(100)，該主動力源獨立于所述起落裝置承載的輪子的轉(zhuǎn)動而進行操作；以及-本地動力源(26；90)，該本地動力源包括一個或多個本地發(fā)電機(20；35；150)，各本地發(fā)電機由起落架承載的輪子的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動；本發(fā)明方法包括以下步驟-在正常操作模式中，由所述本地動力源對所述致動器提供動力；以及-在另外的操作模式中，當由所述本地動力源提供的能量不足夠時，借助于所述主動力源來提供所述致動器所需的附加能量或全部能量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地動力源包括儲存所 述本地發(fā)電機產(chǎn)生的能量的裝置，所述儲存裝置插入在所述本地發(fā)電機和所述 致動器之間以形成緩沖器。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，應用于具有帶兩個轉(zhuǎn)向輪(2、 2)的機首 起落架的飛機，其特征在于，所述本地動力源包括兩個本地發(fā)電機(20、 20; 35、 35)，每個本地發(fā)電機與所述機首起落架的一個對應輪子相關(guān)聯(lián)，所述本 地動力源用來對致動器(3、 3)提供動力，用來控制所述機首起落架的輪子的 轉(zhuǎn)向。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，應用于具有至少一個主起落架的飛機，所 述主起落架承載帶有包括制動致動器(73)的制動器的輪子，其特征在于，所 述本地動力源包括至少一個本地發(fā)電機(150)，所述本地發(fā)電機與所述主起 落架的一個輪子相關(guān)聯(lián)，所述本地動力源用來至少對所述輪子的制動致動器提 供動力。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述本地動力源包括的發(fā)電 機(150)數(shù)量如同所述主起落架具有輪子的數(shù)量，所述本地動力源包括與所 述本地發(fā)電機相連接的本地單元(90)，所述本地單元適于將以此方式收集起 來的能量分配到所述主起落架輪子內(nèi)的所述制動致動器。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述本地單元(90)具有將 所述本地發(fā)電機發(fā)出的能量儲存起來的裝置，以及有選擇地分配能量到所述制 動致動器的裝置。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，應用于具有機首起落架(2、 2)的飛機， 其特征在于，所述本地動力源包括兩個本地發(fā)電機(35、 35)，每個本地發(fā)電 機與所述機首起落架的一個對應輪子相關(guān)聯(lián)，所述本地動力源包括與所述本地 發(fā)電機相連接的本地單元(90)，所述本地單元適于將以此方式收集起來的能 量供應到所述飛機主起落架的輪子(60)內(nèi)的制動致動器(70)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種向與構(gòu)成飛機起落裝置的起落架相關(guān)聯(lián)的致動器(3；73)饋送能量的方法，該飛機包括主動力源(100)，其獨立于起落裝置承載的輪子的轉(zhuǎn)動而進行操作；以及本地動力源(26；90)，其包括一個或多個本地發(fā)電機(20；35；150)，各發(fā)電機由起落架承載的輪子轉(zhuǎn)動來驅(qū)動；本發(fā)明方法包括以下步驟在正常操作模式中，由本地動力源對所述致動器提供動力；以及在另外的操作模式中，當由本地動力源提供的能量不足夠時，借助于主動力源來提供所述致動器所需的附加能量或全部能量。
文檔編號B64C25/00GK101456450SQ20081018681
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者D·弗蘭克, J·莫切茨 申請人:梅西耶-布加蒂公司