專利名稱：用于渦輪噴氣發(fā)動機機艙的控制系統(tǒng)的制作方法
用于渦輪噴氣發(fā)動機機艙的控制系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機機艙，其包括電力供應(yīng)源，該電力供應(yīng)源用于驅(qū) 動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)和驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)。飛機由容置于機艙內(nèi)的多個渦輪噴氣發(fā)動機驅(qū)動，該機艙中還容置了一組附加的 驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置與其運轉(zhuǎn)相關(guān)，并且當(dāng)渦輪噴氣發(fā)動機啟用或停止時執(zhí)行各種功能。 這些相關(guān)的驅(qū)動裝置特別地包括用于可變噴嘴的驅(qū)動操作的電動機械或液壓機械系統(tǒng)。這 些驅(qū)動裝置還能夠包括用于推力反向器的驅(qū)動操作的電動機械或液壓機械系統(tǒng)，以及用于 設(shè)計用來對渦輪噴氣發(fā)動機進(jìn)行維護(hù)操作的整流罩的驅(qū)動系統(tǒng)。推力反向器的作用是在飛機著陸的過程中，通過改變渦輪噴氣發(fā)動機產(chǎn)生的推 力中的至少一部分的方向使之向前來改善飛機的制動能力。在該階段中，反向器使得可能 將渦輪噴氣發(fā)動機噴射的全部或部分氣流向機艙的前部發(fā)送，由此產(chǎn)生增加飛機機輪制動 的反向推力。為此，推力反向器包括位于機艙任一側(cè)的活動的整流罩，該活動的整流罩能夠 在展開狀態(tài)和縮回狀態(tài)之間運動，一方面，在展開狀態(tài)，整流罩打開機艙中的通道用于在制 動階段使氣流偏離，另一方面，在縮回狀態(tài)，整流罩在渦輪噴氣發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)過程中或當(dāng) 飛機停下來時關(guān)閉所述通道。目前，驅(qū)動系統(tǒng)主要通過液壓缸或氣壓缸來實施。這些缸需要用于加壓流體的輸 送網(wǎng)絡(luò)，該加壓流體通過渦輪噴氣發(fā)動機上的空氣流出口或通過飛機的液壓回路上的流出 管得到。但是，由于在液壓或氣壓網(wǎng)絡(luò)中的極小的泄露也能給反向器和機艙的其它部分帶 來有害的后果，所以此種系統(tǒng)笨重并需要大量的維護(hù)。此外，液壓缸或氣壓缸還傳送了最大 可能的功率，這使得設(shè)備過早的磨損。為了消除與氣壓和液壓系統(tǒng)有關(guān)的缺陷，機艙的設(shè)計者和設(shè)備的制造者試圖替換 它們，并盡可能使用電驅(qū)動系統(tǒng)，以便減輕機艙的重量，并簡化尤其是在所需維護(hù)周期以及 液壓或氣壓流體的控制期間的運轉(zhuǎn)。已經(jīng)存在由電動缸驅(qū)動的某些機艙整流罩，用于渦輪 噴氣發(fā)動機的維護(hù)，并且在文獻(xiàn)EP0843089中描述了一種電驅(qū)動推力反向器。電驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)這些系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)所實際必需的電力允許最佳的能量控制，同時該 電驅(qū)動系統(tǒng)還在機艙內(nèi)占據(jù)較小空間，并且不需要加壓流體循環(huán)回路。例如如法國專利申 請04. 07096,07. 07098和07. 01058中所描述的，這些電驅(qū)動系統(tǒng)還使得可能將電子控制和 操縱系統(tǒng)集成。航空條例(FAR-JAR 25-933)要求推力反向器控制系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)通過推力反向器的 控制構(gòu)件的三重鎖定系統(tǒng)的設(shè)置來保護(hù)其免受不合時宜地展開的風(fēng)險，推力反向器的控制 必須是獨立的。在如存在于A340-500/600上的液壓控制系統(tǒng)的情況下，每個活動的反向器整流 罩具有由獨立裝置電力操縱的第三鎖閂和安裝在上、下缸中的兩個所謂的主鎖閂，整流罩 的液壓控制由用于關(guān)閉缸的液壓供應(yīng)回路的第一閥門和第二閥門的聯(lián)合操縱來實現(xiàn)。所述 兩個閥門的操縱通過兩條完全獨立的操縱線路來完成。在飛行條件下，第一閥門保持關(guān)閉，由此不能獲得液壓動力來通過單獨的第二閥 門允許主鎖閂的任何解鎖。
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在用于驅(qū)動推力反向器的電力系統(tǒng)的情況下，推力反向器桿的移動指令首先由一 組獨立的計算機來捕獲。第一計算機設(shè)計用來僅控制第三鎖閂的解鎖，此第三鎖閂因此通過專用的控制線 路保持受控。每個主鎖閂的控制是由控制單元許可的，該控制單元一方面接收由第二計算機控 制的必需的電力供應(yīng)，以及接收來自于渦輪噴氣發(fā)動機計算機(FADEC或EEC)的打開指令。因此，當(dāng)飛行員命令打開推力反向器時，該命令被以下設(shè)備捕獲-第一計算機，該第一計算機于是命令打開第三鎖閂，_第二計算機，該第二計算機于是許可主鎖閂的控制系統(tǒng)的電力供應(yīng)，-渦輪噴氣發(fā)動機計算機，該渦輪噴氣發(fā)動機計算機根據(jù)飛行階段的渦輪噴氣發(fā) 動機的典型的運轉(zhuǎn)參數(shù)來許可或拒絕打開。因此可以理解，影響第三鎖閂的控制的電力問題不允許主鎖閂的解鎖，原因在于 控制線路與其完全獨立。渦輪噴氣發(fā)動機計算機上的電子問題自身也不允許推力反向器的不合時宜地打 開，原因在于沒有來自第二計算機的命令時，則得不到電力供應(yīng)。反之，在第二計算機錯誤地允許了主鎖閂的控制系統(tǒng)的電力供應(yīng)的情況下，該主 鎖閂也不會打開，原因在于這些控制系統(tǒng)沒有接到來自發(fā)動機計算機的命令。第一和第二計算機通常使用來自與發(fā)動機不相關(guān)的飛行器的數(shù)據(jù)，特別地，例如 高度數(shù)據(jù)或代表了施加在著陸裝置的輪子上的重量的數(shù)據(jù)。第三計算機，也就是發(fā)動機計算機，其使用表示渦輪噴氣發(fā)動機的運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)。當(dāng)人們希望將在飛行中使用的多種功能，更特別的是可變噴嘴功能集合起來使用 同一個電力供應(yīng)源時，此種推力反向器的安全系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了問題。將多種功能集合 起來使用同一個電源的重要性是顯而易見的。這避免機艙的凌亂，也避免機艙因為帶有適 用于每種功能的專用電力供應(yīng)系統(tǒng)而變得更笨重。推力反向器和可變噴嘴這兩個系統(tǒng)具有不同的工作時段，也就是分別為著陸階段 和慣性飛行階段，在這些階段中渦輪噴氣發(fā)動機處于工作狀態(tài)。由于電力供應(yīng)源能在不涉及推力反向器的飛機的使用階段傳輸電流，因此傳送至 機艙控制系統(tǒng)的電能不再用于不同的安全校驗。該電力供應(yīng)自身因此不再用作防護(hù)線路。更確切地，由第二計算機完成的校驗將不停地驗證，來自用于主鎖閂的控制單元 的輸出因此簡化為來自渦輪噴氣發(fā)動機的命令。防護(hù)的第三線路因此需要被恢復(fù)以符合航空安全標(biāo)準(zhǔn)。為此，本發(fā)明涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機機艙，其包括電力供應(yīng)源，該電力供應(yīng)源適 用于用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)和用于驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)，其特 征在于，所述電力供應(yīng)能夠在第一位置和第二位置之間切換，在所述第一位置，所述電力供 應(yīng)為用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)供電，在所述第二位置，所述電力供應(yīng)為用于 驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)供電，其中，所述切換是在來自于能夠接收推力反向器打 開命令的計算機的控制輸出的作用下實現(xiàn)的。因此，通過提供在接收運行命令的控制器的作用下能夠在兩個驅(qū)動和控制系統(tǒng)之間切換的供應(yīng)，電源能夠根據(jù)飛行階段用于系統(tǒng)中的一個或另一個。在這種情況下，當(dāng)一個 驅(qū)動和控制系統(tǒng)被供電時，另一個系統(tǒng)則不被供電，從而恢復(fù)電力供應(yīng)安全線路。優(yōu)選地，在沒有推力反向器打開命令和沒有來自計算機的相應(yīng)輸出時，電源用于 所述用于驅(qū)動和控制可變噴嘴的系統(tǒng)。有利地，計算機能夠接收表示飛機的運轉(zhuǎn)階段的數(shù)據(jù)，例如有關(guān)施加在輪子上的 重量或高度數(shù)據(jù)的這類數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，用于驅(qū)動和控制推力反向器的系統(tǒng)包括至少兩個主鎖閂，所述主鎖閂與 至少一個控制單元相關(guān)聯(lián)，當(dāng)電力供應(yīng)用于所述用于驅(qū)動和控制推力反向器的系統(tǒng)時，并 且當(dāng)電力供應(yīng)接收來自第二計算機的相應(yīng)的打開命令時，所述控制單元能夠控制所述主鎖 閂的解鎖，所述第二計算機能夠接收推力反向器打開命令。有利地，所述第二計算機為能夠接收表示渦輪噴氣發(fā)動機的運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)的計算 機。還有利地，所述第二計算機為FADEC。優(yōu)選地，所述用于驅(qū)動和控制推力反向器的系統(tǒng)包括不同的第三計算機，所述第 三計算機能夠接收來自推力反向器的打開命令，并發(fā)送控制第三鎖閂解鎖的電力供應(yīng)的相 應(yīng)的命令輸出。有利地，所述第三鎖閂的電力供應(yīng)是由與用于驅(qū)動和控制推力反向器和用于驅(qū)動 和控制可變噴嘴的系統(tǒng)的主電力源不同的電力線路來完成的。有利地，所述用于驅(qū)動和控制推力反向器和可變噴嘴的系統(tǒng)主要容納在至少兩個 不同的殼中。有利地，用于驅(qū)動可變噴嘴的系統(tǒng)的主電力供應(yīng)源是供機艙的例如操縱維護(hù)整流 罩的其它相關(guān)功能來使用的。還有利地，機艙包括兩個主電力供應(yīng)源，該主電力供應(yīng)源根據(jù)其對用于驅(qū)動可變 噴嘴的系統(tǒng)、用于驅(qū)動推力反向器的系統(tǒng)和用于驅(qū)動維護(hù)整流罩的系統(tǒng)中的至少三個相關(guān) 功能的可用性而能夠可選擇地被使用。利用與附圖相關(guān)的以下具體描述將更好的理解本發(fā)明的實施。

圖1為裝備有推力反向器并具有可變噴嘴功能的渦輪噴氣發(fā)動機機艙的縱向剖 面的局部示意圖。圖2概略地示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于不具有可變噴嘴功能的機艙的安全系統(tǒng)。圖3概略地示出根據(jù)本發(fā)明的用于包括推力反向器和可變噴嘴功能的機艙的安 全系統(tǒng)。圖4概略地示出能夠被切換的電力供應(yīng)。如圖1局部地示出的根據(jù)本發(fā)明的機艙裝備有推力反向器裝置1，并具有可變噴 嘴功能。推力反向器1 一方面包括用于來自渦輪噴氣發(fā)動機的至少一部分氣流的格柵(不 可見)，另一方面包括沿著機艙的基本縱向的方向活動平移的至少一個整流罩10，所述整 流罩能夠交替地從關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)為打開狀態(tài)，在關(guān)閉狀態(tài)，整流罩確保機艙的氣動連續(xù)性并 覆蓋格柵，在打開狀態(tài)，整流罩在機艙中打開通道并暴露該格柵。各活動的整流罩包括外部部分IOa和內(nèi)部部分10b，二者均以活動平移的方式安裝且均連接至能夠允許其自身縱向平移的至少一個電驅(qū)動缸T，I?；顒拥恼髡值耐獠坎?分因此形成能夠由驅(qū)動缸T驅(qū)動的變截面噴嘴。更確切地，機艙通常具有兩個這樣的活動的整流罩10 每個活動的整流罩10基本 覆蓋機艙的一半部分，并且均被三個電驅(qū)動器II，12，13驅(qū)動以用于推力反向器的功能。每 個活動的整流罩10的上、下電驅(qū)動器連接至所謂的主鎖定裝置50。活動的整流罩10連接 至通常安裝在活動的整流罩10的導(dǎo)軌附近的所謂的第三鎖定裝置60。圖2概略地示出了一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)配備在不具有可變噴嘴功能的機艙 中。在該設(shè)置中，由飛行員在桿100上的動作而發(fā)出的推力反向器打開命令被三個計 算機101、102、103所捕獲。第一計算機101設(shè)計成沿著完全獨立的專用控制線路111來控制第三鎖閂60的 打開。第二計算機102設(shè)計成控制主鎖閂50的打開，并由此沿著控制線路112發(fā)送相應(yīng) 的命令。第三計算機103用于控制推力反向器系統(tǒng)1的大功率的電力供應(yīng)，并沿著線路113 分配給主鎖閂。更特別地，第二計算機102為已知的名為FADEC (或EEC)的渦輪噴氣發(fā)動機的飛 機計算機。電力線路113和控制線路112構(gòu)成了容納在獨立的控制殼117、118中的每個主鎖 閂的控制單元115的輸入數(shù)據(jù)，如果滿足了電力供應(yīng)條件和展開命令條件，則每個控制單 元115僅命令相應(yīng)的主鎖閂50的解鎖；也就是說，線路113實際上傳輸了足夠的電力供應(yīng)， 并且控制線路112實際上傳送了打開命令。因此，推力反向器1的驅(qū)動和控制系統(tǒng)實際上具有針對可能的故障的三條防護(hù)線路。圖3概略地示出了這樣一種控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)配備在具有可變噴嘴功能的機 艙中。此種系統(tǒng)與圖中的系統(tǒng)的主要不同在于第三計算機103控制開關(guān)A，使得可能將 電力線路113切換為用于所述用于驅(qū)動和控制可變噴嘴和電動缸T1、T2、T3的系統(tǒng)120，或 者用于所述用于驅(qū)動和控制推進(jìn)反向器1的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電動缸Ι1、Ι2、Ι3的驅(qū)動系統(tǒng) 121。還將注意的是，電力線路113經(jīng)過發(fā)動機控制殼151，使得可能根據(jù)控制邏輯控制 電力供應(yīng)，對于每個功能來說該必要的電力供應(yīng)不必相同；控制線路122經(jīng)過控制和監(jiān)測 殼152，使得能夠根據(jù)由FADEC 102傳送的渦輪噴氣發(fā)動機的參數(shù)來實施控制邏輯，并分別 與電力供應(yīng)控制殼連通?；诒景l(fā)明，由電力供應(yīng)所構(gòu)成的防護(hù)線路被恢復(fù)。機艙因此能夠配備有將由同 一個電力供應(yīng)源提供電力的可變噴嘴和推力反向器裝置。圖4概略地示出了在用于驅(qū)動和控制可變噴嘴的系統(tǒng)(三個電動發(fā)動機缸)和用 于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)(三個電動缸)之間的開關(guān)A的一種可能的實施方式。
就這種情況而言，噴嘴的每個電驅(qū)動缸T1、T2、T3和相應(yīng)的反向器II、12、13的每 個電驅(qū)動缸配備有開關(guān)，該開關(guān)能夠在來自控制線路112的命令的作用下在使得可能給電 動缸Τ1、Τ2、Τ3供電的位置和使得可能給相關(guān)的電動缸Ι1、Ι2、Ι3供電的位置之間切換。圖 4示出在給電噴嘴缸供電的位置中的開關(guān)。每個電動缸Τ1、Τ2、Τ3、II、12、13均被三相電 流供電，因此存在九個可控制的開關(guān)，此九個開關(guān)分別為相位Tl. 1或II. 1 ；Tl. 2或II. 2 ； Tl. 3 或 II. 3 ；Τ2. 1 或 12. 1 ；Τ2. 2 或 12. 2 ；Τ2. 3 或 12. 3 ；Τ3. 1 或 13. 1 ；Τ3. 2 或 13. 2 ；Τ3. 3 或13. 3提供電力供應(yīng)。當(dāng)然，允許電力供應(yīng)的此種切換的其他設(shè)置也是可行的。盡管本發(fā)明由一特定的實施例予以描述，但是顯然本發(fā)明并不限于此，其包括了 落入本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的所有技術(shù)上等同的手段及其結(jié)合。
權(quán)利要求
一種渦輪噴氣發(fā)動機機艙，其包括電力供應(yīng)源(113)，該電力供應(yīng)源適用于用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)(121)和用于驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)(120)，其特征在于，所述電力供應(yīng)能夠在第一位置和第二位置之間切換，在所述第一位置，所述電力供應(yīng)為所述用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)供電，在所述第二位置，所述電力供應(yīng)為所述用于驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)供電，其中，所述切換是在來自于能夠接收推力反向器打開命令(100)的計算機(103)的控制輸出的作用下實現(xiàn)的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機艙，其特征在于，在沒有推力反向器打開命令和沒有來自 所述計算機(103)的相應(yīng)輸出的情況下，所述電力供應(yīng)(113)用于所述用于驅(qū)動和控制可 變噴嘴的系統(tǒng)(120)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機艙，其特征在于，所述計算機(103)能夠接收表示飛機 的運轉(zhuǎn)階段的數(shù)據(jù)，例如施加在輪子上的重量數(shù)據(jù)或高度數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的機艙，其特征在于，所述用于驅(qū)動和控制推力反 向器的系統(tǒng)(121)包括至少兩個主鎖閂(50)，所述主鎖閂(50)與至少一個控制單元(115) 相關(guān)聯(lián)，當(dāng)所述電力供應(yīng)(113)用于所述用于驅(qū)動和控制推力反向器的系統(tǒng)時，并且當(dāng)所 述電力供應(yīng)接收來自第二計算機(102)的相應(yīng)的打開命令(112)時，所述控制單元(115) 能夠控制所述主鎖閂的解鎖，所述第二計算機(102)能夠接收推力反向器打開命令(100)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機艙，其特征在于，所述第二計算機(102)為能夠接收表示所 述渦輪噴氣發(fā)動機的運轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)的計算機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機艙，其特征在于，所述第二計算機(102)為FADEC。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的機艙，其特征在于，所述用于驅(qū)動和控制推力反 向器的系統(tǒng)(121)包括不同的第三計算機(101)，所述第三計算機能夠接收來自所述推力 反向器的打開命令(100)，并發(fā)送控制第三鎖閂(60)解鎖的電力供應(yīng)的相應(yīng)的控制輸出 (111)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機艙，其特征在于，所述第三鎖閂(60)的電力供應(yīng)是由與 所述用于驅(qū)動和控制推力反向器的系統(tǒng)(121)和可變噴嘴的系統(tǒng)(120)的主電力供應(yīng)源 (113)不同的供應(yīng)線路來完成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的機艙，其特征在于，所述用于驅(qū)動和控制推力反 向器的系統(tǒng)(121)和可變噴嘴的系統(tǒng)(121)主要容納在至少兩個不同的殼(117，118)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的機艙，其特征在于，所述用于驅(qū)動可變噴嘴的系 統(tǒng)(120)的所述主電力供應(yīng)源(113)是供所述機艙的例如維護(hù)整流罩的操縱的其它相關(guān)功 能來使用的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的機艙，其特征在于，所述機艙包括兩個主電力 源(113)，所述兩個主電力源根據(jù)其對用于驅(qū)動所述可變噴嘴的系統(tǒng)(120)、用于驅(qū)動所述 推力反向器的系統(tǒng)(121)和用于驅(qū)動所述維護(hù)整流罩的系統(tǒng)中的至少三個相關(guān)功能的可 用性而能夠可選擇地被使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪噴氣發(fā)動機機艙，其包括電力供應(yīng)源(113)，該電力供應(yīng)源適用于用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置(121)的系統(tǒng)和用于驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置(120)的系統(tǒng)，電力供應(yīng)在第一位置和第二位置之間為可切換的，在第一位置，所述電力供應(yīng)為所述用于驅(qū)動和控制推力反向器裝置的系統(tǒng)供電，在第二位置，所述電力供應(yīng)為用于驅(qū)動和控制可變噴嘴裝置的系統(tǒng)供電，其中，所述切換是在來自于能夠接收推力反向器打開控制(100)的計算機(103)的控制輸出的作用下實現(xiàn)的。
文檔編號F02K1/72GK101946079SQ200880126617
公開日2011年1月12日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月13日
發(fā)明者伯努瓦·庫比阿 申請人:埃爾塞樂公司