BR102012017270B1

BR102012017270B1 - método para controlar a direção das rodas de trem de pouso de uma aeronave

Info

Publication number: BR102012017270B1
Application number: BR102012017270-4A
Authority: BR
Inventors: Jérôme Fraval; Michaël BENMOUSSA
Original assignee: Messier-Bugatti- Dowty
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2021-02-02
Also published as: US8827202B2; JP2013018483A; US20130015290A1; CA2781750A1; CN102874404A; EP2546140B1; FR2977864B1; CN102874404B; EP2546140A1; CA2781750C; JP5711187B2; BR102012017270A2; FR2977864A1

Abstract

MÉTODO PARA CONTROLAR A DIREÇÃO DE RODAS DE AERONAVES, EM PARTICULAR NO CASO DE UM ESTOURO OU ESVAZIAMENTO DE PNEUS. Trata-se de um método para controlar a direção de rodas de trem de pouso da aeronave (4a, 4b) conduzida por uma porção inferior direcionável do trem de pouso, sendo que a porção inferior está associada ao controle de direção que inclui um elemento de direção (6) adequado para direcionar a porção inferior do trem de pouso em resposta a uma ordem de direção. De acordo com a invenção, o método compreende as etapas de: monitorar as pressões (pa, Pb) dos pneus conduzidas pelas rodas, e em, resposta à detecção de pelo menos um dos seguintes eventos: a pressão de um dos pneus é menor do que um primeiro limite predeterminado; e a diferença entre as pressões de dois pneus é maior do que um segundo limite determinado; ativar o controle de direção, se o controle de direção não estiver ativado; e implementar uma relação de controle de direção que é modificada comparada com uma relação de controle nominal usada quando os pneus forem devidamente inflados.

Description

[0001] A invenção refere-se a um método para manter as rodas da aeronave apontando para frente.

ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS DA INVENÇÃO

[0002] Em geral, a aeronave possui um trem de pouso de roda de nariz que inclui uma porção inferior direcionável que conduz as rodas do trem de pouso e associada com um controle de direção para direcionar a porção inferior direcionável no solo de modo a facilitar os movimentos da aeronave. A invenção se refere mais particularmente a trens de pouso diretos em que a porção inferior forma a porção deslizante do amortecedor de choque do trem de pouso.

[0003] Quando o trem de pouso for estendido antes do pouso, a porção inferior é mantida apontando para frente, ou seja, sobre o eixo geométrico da aeronave, por meio de cames dispostos na porção inferior e na porção não-direcionável do trem de pouso, sendo que os cames são mantidos em cooperação pela pressão dentro do amortecedor de choque.

[0004] Quando a aeronave pousa, a porção inferior do trem de pouso é empurrada para dentro do trem de pouso de modo que os cames se movam separadamente. Uma vez que a velocidade da aeronave é reduzida abaixo de um determinado limite, o controle de direção é ativado, enquanto continua a manter a porção inferior do trem de pouso apontando para frente até o piloto começar a direcionar as rodas.

[0005] Entretanto, há o risco de um dos pneus esvaziar ou estourar durante o estágio em que a direção não está sendo controlada. Sob essas condições, a porção inferior gira sob o efeito do arrasto aerodinâmico devido ao maior atrito com o solo aplicado à roda que possui o pneu devidamente inflado, e isso pode resultar nas rodas que são colocadas em ângulos retos em relação à direção de deslocamento, desse modo, estourando os pneus e danificando os aros das rodas.

[0006] Ademais, durante o taxiamento após o pouso ou antes da decolagem, um esvaziamento ou estouro significativo de um dos pneus corre o risco de desviar a aeronave ou de danificar o trem de pouso devido a uma guinada súbita.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0007] Um objetivo da invenção é proporcionar um método de controlar a direção das rodas de um trem de pouso enquanto evita qualquer rotação da porção inferior direcionável, em particular no momento em que as rodas tocam o solo.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Para atingir esse objetivo, a invenção proporciona um método de controlar a direção de rodas de trem de pouso da aeronave conduzida por uma porção inferior direcionável do trem de pouso, sendo que a porção inferior está associada ao controle de direção que inclui um elemento de direção adequado para direcionar a porção inferior do trem de pouso em resposta a uma ordem de direção. De acordo com a invenção, o método compreende as etapas de: monitorar as pressões dos pneus conduzidos pelas rodas, e em resposta à detecção de pelo menos um dos seguintes casos: a pressão de um dos pneus é inferior a um primeiro limite predeterminado; e a diferença entre as pressões de dois dos pneus é superior a um segundo limite determinado; ativar o controle de direção, se o controle de direção não estiver ativado; e implementar uma relação de controle de direção que é modificada comparada com uma relação de controle nominal usada quando os pneus forem devidamente inflados.

[0009] Esse método é vantajosamente implementado durante os estágios de pouso ou decolagem, em particular enquanto o controle de direção estiver normalmente desativado. Assim, o método permite que o controle de direção seja rapidamente ativado assim que um dos eventos mencionados acima é detectado, permitindo assim que o controle de direção seja imediatamente operado na aplicação da relação de controle modificada, desse modo, impedindo ou pelo menos reduzindo qualquer rotação das rodas e o dano associado.

[0010] Naturalmente, se o controle de direção já estiver ativado, esse então é suficiente para mudar da relação de controle nominal para a relação de controle modificada em resposta à detecção dos casos mencionados acima.

[0011] Naturalmente, a descrição acima é significativa apenas se for detectado que pelo menos uma das rodas do trem de pouso e questão estiver em contato com o solo.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0012] A invenção pode ser mais bem entendida à luz da seguinte descrição detalhada fornecida com referência às figures, nas quais: A Figura 1 é uma vista lateral de um trem de pouso de roda de nariz da aeronave; A Figura 2 é uma vista plana do trem de pouso da Figura 1; e A Figura 3 é um diagrama do servo-controle para implementar o método da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO

[0013] A invenção é descrita aqui com referência a um trem de pouso de roda de nariz da aeronave, por exemplo, um trem de pouso que possui duas rodas direcionáveis.

[0014] Esse trem de pouso de roda de nariz da aeronave possui tipicamente um suporte 1 articulado em relação à estrutura da aeronave. Um elemento de braço (não mostrado) que se estende entre a estrutura da aeronave e o suporte permite que o suporte 1, e assim o trem de pouso, sejam estabilizados em sua posição empregada, como mostrado.

[0015] Uma haste 2 desliza no suporte 1, a extremidade inferior da haste 2 que conduz um eixo 3 recebendo as rodas 4a e 4b. Um colar 5 é montado para ativar a porção inferior do suporte 1 e para ser direcionado de maneira controlada por um elemento de direção, implementado nesse exemplo por atuadores do tipo empurre- puxe 6. O colar 5 e a haste 2 são limitados para girarem por uma ligação de tesoura 7, de modo que a direção do colar 5 sirva para direcionar a haste 2 e, assim, direcionar as rodas 4a e 4b. Pelo menos um sensor de posição angular é disposto sobre o suporte para medir a posição angular do colar 5, e, assim, das rodas 4. O sensor de posição angular 8 fornece informações de posição angular que são usadas por um computador de direção disposto na aeronave e controla a direção das rodas 4a e 4b em resposta a uma ordem de direção emitida pelo piloto, ao pressionar os pedais ou ao girar uma roda de direção.

[0016] O servo-controle é mostrado na Figura 3, onde pode ser observado que o sinal de resposta qr é constituído pelas informações de posição angular geradas pelo sensor de posição angular 8. Mais precisamente, o servo-controle que é implementado pelo comutador de direção envolve calcular um erro e entre o ponto de ajuste de direção q, por exemplo, que se origina da roda de direção na cabine, e o sinal de resposta qr. O erro é fornecido nesse exemplo a um controlador proporcional integral diferencial (PID) 10 que gera a corrente de controle i fornecida a uma servo-válvula 11 que alimenta os atuadores 6 do elemento de direção.

[0017] A descrição acima é bem conhecida e é lembrada meramente a título de informações para situar o contexto da invenção.

[0018] Durante o pouso, a haste que coopera com o suporte para formar um amortecedor de choque telescópico será encontrada na posição estendida. Nessa posição, um came fixado à haste coopera com um came fixado ao suporte para manter as rodas 4a e 4b apontando para frente sobre o eixo geométrico da aeronave, como mostrado. Em geral, o controle de direção é inibido durante o pouso para evitar qualquer rotação inoportuna das rodas como resultado de uma falha do elemento de direção ou do computador de direção. O controle de direção é geralmente ativado apenas uma vez que as rodas tocam o solo (e assim a haste começa a penetrar no suporte e os dois cames são movidos separadamente), e a velocidade longitudinal da aeronave também foi reduzida abaixo de um limite predeterminado.

[0019] Entretanto, se as rodas do trem de pouso tocarem o solo enquanto as pressões dos pneus estão muito diferentes, a força do solo irá passar de maneira preferida através da roda que possui o pneu que é o mais inflado, gerando assim um movimento pivotante sobre a porção direcionável do trem de pouso, que pode fazer com que a porção direcionável gire mesmo que o controle de direção não tenha sido ativado.

[0020] Para evitar tal evento, e de acordo com a invenção, as pressões Pa e Pb nos dois pneus são monitoradas utilizando os respectivos sensores de pressão 9a e 9b. A título de exemplo, é possível utilizar sensores instalados sobre os aros das rodas para medir as pressões que existem dentro dos pneus, sendo que os sensores se comunicam através de antenas com os receptores 10a e 10b colocados no eixo das rodas. Os sinais dos receptores 10a e 10b são distribuídos para um elemento de ativação 12 que é mostrado controlando uma chave 13 para autorizar seletivamente que a corrente de controle i seja distribuída para a servo-válvula 11.

[0021] Através dos sensores de pressão 9a e 9b, os seguintes eventos podem ser detectados: a pressão medida em um dos pneus é menor do que um primeiro limite determinado P1, ou seja, Pa < P1 ou Pb < P1; e/ou a diferença entre as pressões medidas pelos sensores de pressão 9a e 9b é superior a um segundo limite determinado P2, ou seja, | Pa - Pb I > P2.

[0022] No primeiro caso é provável que um dos pneus esteja furado, enquanto no segundo caso é provável que um dos pneus esteja vazio.

[0023] Na invenção, quando essas situações forem detectadas, o elemento de ativação 12 é adaptado para ativar o controle de direção, se esse já não estiver ativado, para neutralizar qualquer tendência de rotação da porção inferior direcionável do trem de pouso. Na prática, o elemento de ativação 12 fecha a chave 13, permitindo assim que a servo-válvula 11 seja controlada pelo servo-controle de posição angular. O controle de direção ativado desse modo mantém a porção inferior direcionável sobre o eixo geométrico até o piloto solicitar outro ângulo de direção. Assim, o pouso pode continuar com as rodas apontando para frente, mesmo com um pneu que tenha estourado ou que esteja seriamente vazio.

[0024] Na invenção, uma vez que o controle de direção foi ativado em resposta à detecção dos eventos acima, o controle de direção é programado para implementar uma relação de controle que é modificada em relação à relação de controle nominal que é usada na situação nominal em que ambos os pneus estão devidamente inflados.

[0025] De preferência, a(s) modificação(ões) é/são selecionada(s) a partir da ações relacionadas abaixo: limitar o ângulo de direção da porção direcionável do trem de pouso (por exemplo, ±45°) para permitir curvas exagerados e impedir curvas fechadas; limitar a velocidade máxima da aeronave na qual as rodas podem ser direcionadas (por exemplo, 2,6 m/s (5 nós)) para permitir o taxiamento apenas em baixa velocidade; limitar a velocidade angular na qual as rodas podem ser direcionadas (por exemplo, ±5 graus por segundo) para evitar qualquer movimento repentino; aumentar a sensibilidade de controle em ângulos pequenos (por exemplo, direção através de 2,5 graus para um ponto de ajuste de 5 graus, ou seja, um fator de 2) para evitar a direção através de amplitudes excessivas; aumentar a região morta para evitar que a porção direcionável do trem de pouso oscile em torno de 0 grau; e reduzir a dinâmica de controle ao modificar os ganhos usados no controle, ou ainda a estrutura do corretor usado.

[0026] Naturalmente, se o controle de direção já estiver ativado e estiver em operação implementando a relação de controle normal, então ao detectar um dos eventos mencionados acima, a relação de controle nominal será alterada para a relação de controle modificada.

[0027] O método da invenção pode ser naturalmente aplicado a todos os estágios em que as rodas estão tocando o solo, se o controle de direção estiver ou não desativado.

Claims

1. Método para controlar a direção de rodas de trem de pouso de aeronave (4a, 4b) conduzida por uma porção inferior direcionável do trem de pouso, sendo que a porção inferior está associada ao controle de direção que inclui um elemento de direção (6) adequado para direcionar a porção inferior do trem de pouso em resposta a uma ordem de direção, caracterizado pelo fato de que o método compreende as etapas de: monitorar as pressões (Pa, Pb) dos pneus conduzidos pelas rodas, e em resposta à detecção de pelo menos um dos seguintes eventos: a pressão de um dos pneus é inferior a um primeiro limite predeterminado (P1); e a diferença entre as pressões de dois dos pneus é superior a um segundo limite determinado (P2); ativar o controle de direção se o controle de direção não estiver ativado; e implementar uma relação de controle de direção que é modificada comparada com uma relação de controle nominal usada quando os pneus forem devidamente inflados.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a relação de controle de direção modificada é modificada em relação a relação de controle nominal na aplicação de uma ou mais das seguintes ações: limitar o ângulo de direção da porção direcionável do trem de pouso, de preferência, a ±45 graus; limitar a velocidade máxima da aeronave na qual as rodas podem ser direcionadas, de preferência, abaixo de 2,6 m/s (5 nós); limitar a velocidade angular de direção das rodas, de preferência, a ±5 graus por segundo; aumentar a sensibilidade do controle em pequenos ângulos, de preferência por um fator de 2; aumentar a região morta em torno de 0 grau; e reduzir a dinâmica do controle.