CN112407259A - 控制配备有推力反向***的飞机的制动的*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制配备有带刹车轮的起落架的飞机的刹车的方法，该飞机由喷气发动机驱动并配备有推力反转***，一种方法，包括根据估计的抓地力/附着力，估算制动车轮的抓地力/附着力，并激活反推力***或调节反推力***产生的反推力（如果该***已被激活）。

Description

控制配备有推力反向***的飞机的制动的***

技术领域

本发明涉及一种装有一个或多个涡轮喷气发动机并装有反推***的飞机的制动方法和***。

背景技术

本节中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息，不构成现有技术。

大多数飞机包括起落架，其基本功能一方面包括吸收大部分动能，这是由于飞机着陆时速度的垂直分量，另一方面，允许飞机在地面上移动，特别是在刹车阶段。

飞机刹车***包括刹车作动器（液压或机电式），通过控制向飞机的机轮施加刹车力矩来降低速度。

制动***的控制通常包括制动辅助***，例如防滑***或自动制动***（通常称为“自动制动”***）。

防滑***或防滑保护***允许自动调节施加在每个制动车轮上的制动力，以防止任何车轮发生阻塞或打滑。为此，每个制动车轮都配有转速传感器，这些传感器测量的数据允许检测一个或多个车轮的打滑。

自动刹车***允许自动获得飞机的减速，必要的刹车力由***计算和控制，特别是取决于飞行员预先选择的刹车距离。当自动制动***启动时，驾驶员不再需要通过制动踏板（或方向舵踏板）监控制动。

当飞机由涡轮喷气发动机驱动时，这些涡轮喷气发动机的一部分或全部通常都装有反推***。反推装置的作用是，在着陆过程中，通过将涡轮喷气发动机产生的推力的至少一部分前移来提高飞机的刹车能力。在这个阶段，反推装置向前引导涡轮喷气发动机喷射流的至少一部分，从而产生一个反推力，该反推力被添加到飞机的机轮和气闸的制动中。

对于同时产生热气流（主流）和冷空气流（二次流）的旁路涡轮喷气发动机，推力反向器可能作用于两种气流，或只作用于冷气流。

一般来说，反推力装置是承受很高机械应力的设备，必须满足严格的规范，特别是在运行可靠性方面。因此，该设备的设计也相应地对推进***的质量和成本产生了负面影响。

此外，当涡轮喷气发动机的反推力***被激活时，由于发动机转速较高，反推力将更为显著。因此，反推力装置的使用通常发生在较高的电机转速下，例如最高转速的75%左右。在某些情况下，例如紧急着陆或中断起飞，电机速度可能更高。这直接导致电机上有大量负载，从而影响其使用寿命。

发明内容

本发明涉及一种控制方法，该方法允许限制反推装置上的负载，特别是为了减少电机的消耗和磨损。

为此，本发明提供了一种飞机刹车的控制方法，该飞机装有带刹车轮的起落架，该飞机由涡轮喷气发动机驱动，并装有反推***，该方法包括以下步骤：

评估制动车轮的附着性，以及

根据估计的粘附力，启动反推***，或调节反推***产生的反推力（如果已经启动）。

因此，通过允许在检测到不良粘附条件时自动激活反推力装置，本发明的方法允许在紧急情况下或污染轨道的情况下保持使用反推力装置，同时限制反应时间。事实上，反推装置的自动启动不依赖于飞行员的反应时间。这减少了飞机对意外事件的反应时间，从而提高了飞机在地面上机动的安全性。在不影响着陆安全的前提下，降低了燃油消耗，尤其是电机的磨损。

在一种形式中，如果估计的粘附力小于预定的阈值，则反推力***被激活。

在另一种形式中，根据车轮的打滑率来估计粘合力。

在另一种形式中，车轮的打滑率取决于制动车轮转速的测量值。

本发明还涉及一种装有制动轮的飞机的制动控制***和一个或多个装有反推***的涡轮喷气发动机，该***包括：一种处理单元，能够确定车轮的滑动率，并且能够在滑动率大于预定阈值时产生代表不充分粘附的信号；以及一种控制单元，能够接收处理单元产生的信号，并在收到该信号后控制反推***的启动。

因此，根据本发明的***允许飞机的刹车***和反推***耦合。根据本发明，***检索与制动质量有关的信息，并从中推断，如果制动被判定不足以满足飞行员给出的指令或自动制动，则反推力装置的自动驱动顺序。

在一种形式中，控制单元连接到涡轮喷气发动机的调节***，或FADEC（全权数字发动机指令）。

在另一种形式中，控制单元被集成到涡轮喷气发动机（FADEC）的调节***中。

在另一种形式中，车轮的打滑率取决于车轮转速传感器返回的信息。

此外，本发明还涉及一种装有制动轮的飞机和一个或多个装有反推***的涡轮喷气发动机，该飞机能够实施上述方法和/或包括上述***。

从本文提供的描述中可以看出更多的适用领域。应当理解的是，说明和具体示例仅用于说明，并不打算限制本公开的范围。

附图说明

为了便于理解披露内容，现将以示例的形式描述其各种形式，参考随附图纸，其中：

图1是显示符合本发明的制动控制***的部件的图；

图2是根据本公开的***和/或根据本公开的方法的实现中推力反转功能的简化逻辑图；和

图3是根据本公开的***和/或根据本公开的方法的实现的背景下，带或不带反推力装置的着陆程序的逻辑图。

本文所述图纸仅用于说明目的，并不打算以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述仅为典型性质，并不旨在限制本发明、应用或用途。应理解，在整个图纸中，相应的参考数字表示类似或相应的零件和特征。

图1显示了符合本发明的制动控制***的部件。这些构件允许按照本发明实施方法，尤其是植入飞机的子集上，包括至少一个起落架1和至少一个涡轮喷气发动机短舱2（仅显示其后部）。

飞机的刹车控制***包括安装在起落架1上的机轮10，机轮20的至少一部分被刹车（也就是说装备了刹车）。图1中所示的两个车轮10经过制动，并为此端配备了制动器11。制动器11为机电式或液压式。

在示例中，每个制动车轮（两个车轮10）还配备有转速传感器12。传感器12连接到处理单元13的输入13A。因此，由所有传感器12测量的数据传输到处理单元13。处理单元13能够检测一个或多个制动车轮的打滑，特别是取决于转速传感器12返回的数据。当处理单元13检测到一个或多个车轮打滑时，后者生成代表一个或多个车轮打滑的信号，该信号激活防滑保护。因此，根据处理单元13发出的滑动信号，调节制动，以限制或消除车轮的任何滑动。

在本公开的***中，处理单元13包括连接到控制单元14的输入14a的输出13b。如果需要，输出13b允许向控制单元14发送滑动信号的副本。因此，当处理单元13检测到一个或多个车轮的打滑时，相应的打滑信号直接传输到控制单元14。控制单元14包括直接连接到电机调节***15或FADEC 15的第一输入15a的输出14b（“全权限数字发动机控制”或具有电机全权限的数字调节计算器）。FADEC 15还包括连接到油门杆16的输出16A的第二个输入15B，该链接允许传输与油门杆16位置相关的信息。FADEC 15包括一个输出15C，该输出15C连接到反推器21的控制***20的输入20A。

因此，由于上述结构，当处理单元13发出滑动信号时，控制单元14接收到该信号。根据此信号，控制单元14确定反推力装置21的激活顺序或（如果需要）调制顺序。此命令传输至FADEC 15，FADEC 15将其传输至反推器21的控制***20。在处理单元13识别出滑橇20的情况下，控制单元14因此取代了飞行员在油门杆16上的动作，并将反推力装置21的激活指令发送给FADEC 15。因此，当检测到一个或多个车轮打滑时，可以自动激活反推力***。这种自动启动允许紧急触发反推***，特别是当轨道状态，尤其是其粘附性，被证明比预期差，并对飞机的刹车能力有重大影响时。自动启动允许相对于手动启动节省宝贵的秒数，这取决于飞行员的反应时间。根据本发明的***和方法，允许在一个或多个机轮打滑时自动启动，从而提供所需的安全性，同时鼓励飞行员在不启动推力反转的情况下提供着陆。相反，如果制动条件正确，则不执行反推力***。因此，本发明允许主要在紧急情况下保留使用反推力***，从而限制消耗，尤其是电机的磨损。

如果测得的（制动车轮的）滑动率大于临界值，***将决定反推装置的自动启动。该阈值应特别考虑部分或全部滑行（飞机受力的合力和力矩）引起的机械力或制动力的变形。根据每个车轮传递的打滑信号，可以实时计算出该扭矩。将特别考虑两个因素：路径的稳定性和路径的延长。此外，处理单元还分析了飞机的行驶距离和滑移率，以及路径的加长。这将导致***做出部署决定，特别是在自动制动（自动制动）的情况下，如果观察到相对于路径指令的过度失真。

如图2所示，控制单元14仅取代油门杆16的激活。因此，它不会改变反推力装置控制线的结构，以防部署不当，包括逻辑和机械锁位于FADEC下游或平面***中，后者直接控制第三锁24（或“第三锁***”的TLS），独立于***的其余部分。

在装有符合本发明的***和/或能够按照本发明实施方法的飞机上，可以通过反推力***的紧急触发按钮更换或完成位于油门杆16处的反推力***的控制。

在图1所述的***变体中，可以提供控制单元14连接到油门杆16（连杆16B）并从中接收与油门杆位置有关的信息。此信息可能允许控制单元14识别紧急着陆箱的中止起飞。

图2显示了根据本发明的推力反向器***激活功能的简化逻辑图。在图2中，反推器21的处理单元13、控制单元14、FADEC 15和控制***20示意性地显示出来。在图3的示例中，控制单元14连接到处理单元13和油门杆16。因此，如果控制单元14接收到来自处理单元13或油门杆16的相应信号（功能“或”，对应于布尔运算符“或”），控制单元14将发出反推***的激活顺序。此命令传输到FADEC 15，如果满足其他条件，尤其是电机转速22处于空转状态、车轮23接触地面以及三级锁24停用时，FADEC 15将其传输到控制***20。

图2进一步显示了推力反转的管理***（即位于虚线框25中的成员）不必进行修改以根据本公开集成***。事实上，图2虚线框25中的成员在实施本发明时保持不变，按照本发明的***仅取代飞行员在油门杆上的动作。因此，需要注意的是，本发明不会改变反推力***的认证过程。

图3是根据本发明配备***的飞机的着陆程序的逻辑图，该***先前由飞行员在飞行中激活。事实上，据回顾，飞行员可能会根据本发明选择停用***，图3未对其进行处理。

图3所示的着陆过程开始于进近阶段（步骤40）。在此阶段，飞行员准备着陆，包括预选或不激活自动刹车***或自动刹车（步骤41）。

如果飞行员启动自动刹车***（步骤42），那么下一步就是着陆（步骤43）。在着陆过程中，飞行员选择启动或不启动反推***（步骤44）。如果飞行员选择激活该***，则部署反推装置（步骤45）。在这种情况下，制动由自动制动***和反推***（步骤46）结合提供。

当然，飞行员在刹车阶段始终保持动作的可能性（步骤47）。如果飞行员估计需要刹车相关的动作（步骤48），飞行员可以在两种不同的动作中进行选择（步骤49）。

第一类动作（步骤50）是飞行员在油门杆上的动作，导致自动制动***停用（或者，飞行员的动作可能是通过专用控制按钮直接停用自动制动***）。在这种情况下，制动阶段的结束是通过手动驱动气体（反推力***的管理）和车轮制动（步骤51）来完成的。以下步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

第二个动作类型（步骤53）包括驾驶员在方向舵踏板上的动作，方向舵踏板是车轮制动的手动控制。然后根据驾驶员施加在方向舵踏板上的压力强度（步骤54），可以区分两种情况。如果该压力被认为是高的，也就是说，它大于预定的阈值（步骤55），那么飞行员的动作会使自动制动***15（步骤56）失效。以下步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

如果认为飞行员施加的压力不强，即小于预定阈值（步骤57），则飞行员的动作不会导致自动制动***停用。然后，对车轮制动的制动结束进行自动管理，根据本公开的***在检测到打滑时，即在防滑***发出警报时，可能会对气体管理起作用（步骤58）。随后的步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

如果在步骤47中，飞行员没有对制动或推力反转控制装置（步骤59）执行任何操作，则自动执行制动。特别是，电机速度由自动制动***和防滑***控制（步骤60）。需要注意的是，在本发明的范围内，即使没有检测到滑动，***也可以作用于气体控制来修改反推力的强度。随后的步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

当在步骤44中，飞行员选择不启动反推***（步骤61），那么制动由自动制动***单独提供，而不借助反推***（步骤62）。因此，至少在制动顺序开始时（步骤63），仅实施车轮制动。实际上，根据本发明，车轮制动***包括一个防滑***，能够检测一个或多个车轮（制动车轮之间）的打滑。如果防滑***发出一个代表此类滑动发生的信号（步骤64），则该信号在上述与图1相关的过程结束时生成反推***的激活（步骤65）。与步骤46类似，飞行员保留了对控制装置采取行动的可能性，因此，下面的步骤是已经描述的步骤47。如果没有打滑（步骤66），则由自动制动***执行制动，只执行车轮制动（步骤67），直到制动阶段结束。以下步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

如果在步骤41中，飞行员SI没有激活自动制动***（步骤68），则根据飞行员是否预先选择“触摸”推力反向器***的激活来区分两种情况（步骤69）。如果飞行员选择预先选择自动部署（步骤70），那么反推***将自动部署到触摸（步骤71），即飞机着陆时。因此，制动阶段是通过激活的反推力***来执行的（步骤72）。

然而，飞行员仍有可能通过操纵或不操纵油门杆来控制反推力的强度（步骤73）。

如果先导作用在油门杆上（步骤74），则制动由先导手动控制，包括车轮制动和推力反转（步骤75）。以下步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

如果先导不作用于油门杆（步骤76），则制动由先导手动控制，仅限于车轮制动（步骤77）。但是，如果防滑***检测到一个或多个车轮打滑，则根据本发明的***可以作用于气体监测，以改变反推力的强度。以下步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

如果在步骤69中，飞行员选择不预先选择反推力***的自动部署（步骤78），那么着陆将在没有自动动作的情况下进行（步骤79），无论是车轮制动还是反推力。然而，飞行员保持激活或不激活反推***的可能性（步骤80）。

如果飞行员启动了反推***（步骤81），那么下面的步骤就是已经描述的步骤72。

如果飞行员没有激活反推力***（步骤82），因此只有在没有反推力辅助的情况下执行制动（步骤83）。因此，至少在制动顺序开始时（步骤84），仅（手动）实施车轮制动。如果防滑***发出一个代表一个或多个车轮打滑的信号（步骤85），则该信号将产生如上所述的反推***激活（步骤86）。下一步是第73步，已经描述过了。如果防滑***（步骤87）未检测到打滑，则通过车轮制动进行制动，仅实施车轮制动（步骤88），直到制动阶段结束。随后的步骤是制动阶段的结束，因此是着陆程序的结束（步骤52）。

Claims (10)

1.一种制动飞机的控制方法，该飞机装有带制动轮的起落架，该飞机由涡轮喷气发动机驱动，并装有反推***，该方法包括：估计制动轮的粘附力；以及激活反推装置***或调制反推装置***产生的反推力（如果反推装置***已经激活），这取决于估计的粘附力。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果估计的粘附力小于预定的阈值，则激活反推***。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，估计粘着性取决于制动车轮的滑动率。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述制动轮的滑动率是基于所述制动轮的转速测量而确定的。

5.一种装有刹车轮的飞机和一个或多个装有反推***的涡轮喷气发动机，其中刹车由权利要求1所述的方法控制。

6.一种装有刹车轮的飞机的刹车控制***和一台或多台装有反推***的涡轮喷气发动机，刹车控制***包括：一种处理单元，其可用于确定制动车轮的滑动率，并在滑动率大于预定阈值时产生代表粘合不足的信号；一种控制单元，可接收处理单元产生的信号，并根据接收到的信号控制反推***。

7.根据权利要求6所述的制动控制***，其中所述控制单元在所确定的滑动率大于所确定的阈值时激活所述反推力装置***。

8.根据权利要求6所述的制动控制***，其中控制单元连接到涡轮喷气发动机的调节***或FADEC（全权数字发动机控制）。

9.根据权利要求6所述的制动控制***，其中所述控制单元集成到涡轮喷气发动机的调节***或FADEC（全权限数字发动机控制）中。

10.根据权利要求6所述的制动控制***，其中所述制动车轮的滑动率基于所述制动车轮的转速传感器接收到的信息来确定。

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