BRPI0611602A2 - sistema de atuação de superfìcie de comando de vÈo - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE ATUAçAO DE SUPERFìCIE DE COMANDO DE VÈO. Um sistema elétrico de atuação de superfície de comando de vóo (120) é implementado utilizando uma seção de comando de nível baixo (202) e urna seção de alta energia. A seção de comando de nível baixo (202) está disposta dentro de um compartimento de dispositívos eletrónicos (206) dentro da aeronave (100), e está em comunicação operativa com um ou mais computadores de vóo (206) por meio de um barrrarnento de comunicação (212) . Os computadores de vóo (206) fornecem comandos de posição da superfície de comando de vóo para a seção de comando de nível baixo (202), que por sua vez transmite comandos atuadores para a seção de. alta energia (204) por meio de uma pluralidade de conexões redundantes de comunicação (214) . A seção de alta energia (204) está disposta afastada da seção de comando de nível baixo (202) e, em adição a estar em comunicação operativa com a seção de comando de nível baixo (202), está acopiada a um barramento de energia da aeronave (222) e a cada um dos atuadores (121-134) A seção de alta energia (204) recebe os comandos de posição do atuador transmitidos da seção de comando de nível baixo (202) e, em resposta, alimenta seletivamente os atuadores (122-134) pelo barramento de energia da aeronave (222).
Description
SISTEMA DE ATUAÇÃO DE SUPERFÍCIE DE COMANDO DE VÔO
Campo Técnico
A presente invenção está relacionada a atuação desuperfície de vôo e, mais particularmente, à arquiteturaelétrica para um sistema elétrico de atuação de superfíciede comando vôo.
Fundamentos
Qualquer aeronave inclui tipicamente umapluralidade de superfícies de comando de vôo que, quandoposicionadas de modo controlável, guiam o movimento daaeronave de um destino ao outro. 0 riúmero e tipo desuperfícies de comando de vôo o incluídas em uma aeronavepode variar, mas inclui tipicamente ambas superfíciesprimárias de comando de vôo e superfícies secundárias decomando de vôo. As superfícies primárias de comando de vôosão aquelas que são usadas para controlar o movimento daaeronave nos eixos de passo, guinada, e de tonneau, e assuperfícies secundárias de comando de vôo são aquelas quesão usadas para influenciar a sustentação ou arrasto (ouambos) da aeronave. Embora algumas aeronaves possam incluirsuperfícies adicionais de comando, as superfícies primáriasde comando de vôo incluem tipicamente um par de elevadores,um leme de -direção, e um par de ailerons, e as superfíciessecundárias de comando de vôo incluem tipicamente umapluralidade de flapes, aletas hipersustentadoras, eespoilers.
As posições das superfícies de comando de vôo daaeronave são tipicamente controladas usando um sistema deatuação de superfície de comando de vôo. 0 sistema deatuação de superfície de comando de vôo, em resposta aoscomandos de posicionamento que se originam a partir de umou outro de tripulação de vôo ou de um piloto automático daaeronave, movimenta as superfícies de comando de vôo daaeronave para as posições comandadas. Na maioria dos casos,esse movimento é efetuado por meio de atuadores que estãoacoplados às superfícies de comando de vôo. Emboraimprovável, é postulado que um atuador de superfície decomando de vôo possa se tornar inoperável. Desse modo,alguns sistemas de atuação de superfícies de comando de vôosão implementados com uma pluralidade de atuadoresacoplados a uma única superfície de comando de vôo.
Em muitos sistemas de atuação de superfícies decomando dev vôo, alguns dos atuadores são alimentadoshidraulicamente. Alguns sistemas de atuação de superfíciesde comando de vôo têm sido implementados, todavia, comoutros tipos de atuadores, incluindo atuadores pneumáticose eletromecânicos. Adicionalmente, em alguns sistemas deatuação de superfícies de comando de vôo, uma parte dosatuadores, tais como aqueles que são usadas para acionar osflapes è aletas hipersustentadoras, são acionados por meiode uma ou mais unidades centrais de acionamento e trens deacionamento mecânico. Essas unidades de acionamento centralsão tipicamente dispositivos alimentados hidraulicamente.
Embora os sistemas de atuação de superfícies decomando de vôo que incluem atuadores alimentadoshidraulicamente ou alimentados pneumaticamente sejamgeralmente seguros, confiáveis e robustos, esses sistemassofrem de certas desvantagens. Ou seja, esses sistemaspodem ser relativamente complexos, podem envolver o uso denumerosas partes, podem ser relativamente pesados, e podemnão ser facilmente implementados para proporcionarsuficiente redundância, isolamento de falhas, e/oumonitoramento do sistema.
Os sistemas de atuação de superfícies de comandode vôo que incluem atuadores eletromecânicos também sofremde certas desvantagens. Por exemplo, muitos desses sistemassão implementados tal que um controle independente ecabeamento de energia são individualmente roteados paracada atuador eletromecânico, o que pode aumentar . acomplexidade do sistema como um todo e o peso.
Portanto, existe uma necessidade quanto a umsistema de atuação de superfície de comando de vôo que sejamenos complexo e/ou utiliza menos partes e/ou seja maisleve que os sistemas que utilizam unidades centrais deacionamento e/ou proporcione suficiente redundância,isolamento de falhas, e monitoramento. A presente invençãoestá voltada para uma ou mais dessas necessidades.
Sumário
A presente invenção proporciona um sistema deatuação de superfície de comando de vôo que é menoscomplexo e/ou utiliza menos partes e/ou é mais leve que ossistemas que utilizam unidades centrais de acionamento e/ouproporciona suficiente redundância, isolamento de falhas, emonitoramento.
[0010] Em uma modalidade, e a titulo apenas deexemplo, um sistema de atuação de superfície de comando devôo inclui um motor atiiador, um atuador de superfície decomando de vôo, um circuito de comando do atuador, e umcircuito de alimenta.ção do motor. 0 motor atuador éconfigurado, quando de sua alimentação, para fornecer umaforça motriz. O atuador de superfície de comando de vôoestá acoplado para receber a força motriz e ser operativo,quando do seu recebimento, para se movimentar entre asposições recolhida e desdobrada. 0 circuito de comando doatuador está adaptado para estar disposto afastado do motoratuador e o atuador de superfície de vôo, está adaptadopara receber comandos de posição da superfície de vôo, eser operativo, em resposta aos comandos de posição dasuperfície de vôo, para transmitir comandos de posição doatuador. O circuito de alimentação do motor está adaptadopara estar disposto afastado de, e estar em comunicaçãooperativa com, o circuito de comando do atuador e estáadaptado para acoplar a um barramento de energia daaeronave, o circuito de alimentação do motor estáadicionalmente configurado para receber os comandos deposição do atuador transmitidos e, quando do seurecebimento, para alimentar seletivamente o motor atuadorpelo barramento de energia da aeronave.
Em uma outra modalidade representativa, um sistemade atuação de superfície de comando de vôo inclui umapluralidade do motores, uma pluralidade de atuadores desuperfícies de comando de vôo, uma pluralidade de circuitode comando do atuador, e uma pluralidade de circuitos dealimentação do motor. Cada motor está configurado, quandode sua alimentação, para fornecer uma força motriz. Cadaatuador de superfície de comando de vôo está acoplado parareceber a força motriz de pelo menos um dos motoresatuadores e ser operativo, quando do recebimento da forçade acionamento, para se movimentar entre as posiçõesrecolhida e desdobrada. Cada circuito de comando do atuadorestá adaptado para ser disposto afastado dos motoresatuadores e dos atuadores de superfícies de comando de vôo,está adaptado para receber comandos de posição dasuperfície de comando de vôo, e ser operativo, em respostaa isto, para transmitir comandos de posição do atuador.Cada circuito de alimentação do motor está adaptado paraestar disposto afastado de, e estar em comunicaçãooperativa com, pelo menos um do circuito de comando doatuador e está adaptado para acoplar a um foa rramento deenergia da aeronave, cada circuito de alimentação do motorestá adicionalmente configurado para receber comandos deposição do atuador transmitidos e, quando do recebimentodesses, alimentar seletivamente pelo menos um dos motoresatuadores pelo barramento de energia da aeronave.
Outras características independentes e vantagensdo preferido sistema elétrico de atuação de superfície decomando de vôo se tornarão evidentes a partir da descriçãodetalhada apresentada a seguir, tomada em conjunto com osdesenhos anexos os quais ilustram, a título de exemplo, osprincípios da invenção.
Breve Descrição dos Desenhos
A FIG. 1 é um diagrama esquemático de uma parte deuma modalidade representativa de uma aeronave que descreveuma modalidade de uma parte de um representativo sistema deatuação de superfície de comando de vôo;
A FIG. 2 é um diagrama esquemático de umrepresentativo sistema de energia e controle que pode srusado no representativo sistema de atuação de superfície decomando de vôo que está parcialmente mostrado na FIG. 1/ e
A FIG. 3 é um diagrama esquemático de umalternativo sistema de energia e controle que pode serusado no representativo sistema de atuação de superfície decomando de vôo que está parcialmente mostrado na FIG. 1.Descrição Detalhada de uma Modalidade Preferida
A descrição detalhada apresentada a seguir dainvenção é meramente representativa em sua natureza e nãoestá pretendida a limitar a invenção ou a aplicação e usosda invenção. Além disso, não existe a intenção de estarlimitado por qualquer teoria apresentado nos fundamentosprecedentes da invenção ou da descrição detalhada dainvenção apresentada a seguir.
Voltando primeiramente para a FIG. 1, um diagramaesquemático de uma parte de uma aeronave representativa euma parte de um representativo sistema de atuação desuperfície de comando de vôo é mostrado. Na modalidadeilustrada, a aeronave 100 inclui um par de elevadores 102,um leme de direção 104, e um par de ailerons 106, os quaissão as superfícies primárias de comando de vôo, e umapluralidade de flapes 108, aletas hipersustentadoras 112, eespoilers 114, os quais são as superfícies secundárias decomando de vôo. As superfícies primárias de comando de vôo102-106 controlam o movimento da aeronave em torno doseixos de passo, guinada, e de tonneau da aeronave.Especificamente, os elevadores 102 são usados paracontrolar o movimento da aeronave em torno do eixo depasso, o leme de direção 104 é usado para controlar omovimento dá aeronave em torno do eixo de guinada, e osailerons 106 controlam o movimento da aeronave em torno doeixo de tonneau. É notado, todavia, que o movimento daaeronave em torno do eixo de guinada pode ser tambémconseguido ou por movimento em inclinação da aeronave oumediante variação do nível de empuxo dos motores nos ladosopostos da aeronave 100. Será também apreciado que aaeronave 100 pode incluir estabilizadores horizontais (nãomostrados).
As superfícies secundárias de comando 108-114influenciam a sustentação e arrasto da aeronave 100. Porexemplo, durante as operações de pouso e de de coxágem daaeronave, quando aumentada sustentação é desejável, osflapes 108 e aletas hipersustentadoras 112 podem sermovidos das posições retraídas para as posiçõesdistendidas. Na posição distendida, os flapes 108 aumentamambas a sustentação e arrasto, e permitem a aeronave 100descer de modo mais inclinado para uma dada velocidadeaerodinâmica, e também permite a aeronave 100 obteraerotransporte durante uma distância mais curta. As aletashipersustentadoras 112, na posição distendida, aumentam asustentação,· e são tipicamente usadas em conjunto com osflapes 108.- Os espoilers 114, por outro lado, reduzem asustentação e quando movimentados das posições retraídaspara as posições distendidas, o que é tipicamente feitodurante as operações de aterrissagem da aeronave, podem serusados como freios aerodinâmicos para ajudar na frenagem daaeronave 100.As superfícies de comando de vôo 102-114 sãomovimentadas entre as posições retraída e distendida pormeio de um sistema de atuação de superfície de comando devôo 120. O sistema de atuação de superfície de comando devôo 120 inclui uma pluralidade de atuadores primários desuperfícies de comando de vôo, que incluem atuadores deelevadores 122, atuadores de leme de direção 124, eatuadores de ailerons 126, e uma pluralidade de atuadoressecundários de superfície de comando, que incluem atuadoresde flapes 128, atuadores de aletas hipersustentadoras 132,e atuadores de espoilers 134. O sistema de atuação desuperfície de comando de vôo 110 pode ser implementadoutilizando diversos números e tipos de atuadores desuperfícies de comando de vôo 122-134. Em adição, o númeroe tipo de atuadores de superfícies de comando de vôo 122-134 por superfície de comando de vôo 102-114 pode servariado. Na modalidade descrita, entretanto, o sistema 120é implementado tal que dois atuadores primários desuperfícies de comando de vôo 122-12 6 são acoplados a cadasuperfície primária de comando de vôo 102-16, e doisatuadores secundários de superfície de comando 128-134 sãoacoplados a cada superfície secundária de comando 108-114.Além disso, cada um dos atuadores de superfície primária122-126 e cada um dos atuadores de flapes 128 sãopreferivelmente atuadores do tipo linear, tais como, porexemplo, um atuador de rosca com esferas, e cada um dosatuadores de aletas hipersustentadoras 132 e cada um dosatuadores de espoilers 134 são preferivelmente atuador dotipo rotativo. Será apreciado que esse número e tipo deatuadores de superfícies de comando de vôo 122-134 sãomeramente representativos de uma modalidade particular, eque outros números e tipos de atuadores 122-134 podem sertambém usados.
O sistema de atuação de superfície de comando devôo 120 adicionalmente inclui uma pluralidade de sensoresde posição da superfície de comando 125. Os sensores deposição'da superfície de comando 125 percebem as posiçõesdas superfícies de comando de vôo 102-114 e fornecemrealimeritação de sinais de informações representativos daposição da superfície de comando. Será notado que ossensores de posição da superfície de comando 125 podem serimplementados utilizando qualquer um de numerosos tipos desensores incluindo, por exemplo, transformadoresdiferenciais variáveis lineares (LVDTs), transformadoresdiferenciais variáveis rotativos (RVDTs), sensores deefeito Hall, ou potenciômetros, apenas para mencionaralguns. Na modalidade descrita, um par de sensores deposição da superfície de comando 125 está acoplado a cadauma das superfícies de comando de vôo 102-114. Será notado,entretanto, que isso é meramente representativo de umamodalidade particular e que mais ou menos que dois sensoresde posição 125 podem estar acoplados a cada superfície decomando de vôo 102-114. Além disso, em outras modalidades,o sistema de atuação de superfície de comando de vôo 120pode ser implementado sem alguns, ou a totalidade, dossensores de posição da superfície de comando 125.
Os atuadores de superfícies de comando de vôo 122-134 são cada um acionados por um ou mais motores atuadoreselétricos 136. Preferivelmente, dois motores atuadores 136(ver FIG. 2) estão associados com cada atuador desuperfície de comando de vôo 122-134 tal que um ou outro,ou ambos, os motores atuadores 136 podem acionar o atuadorassociado 122-134. Os motores atuadores 136 sãoseletivamente alimentados e, quando de sua alimentação,giram numa direção ou noutra, para desse modo fornecer umaforça motriz ao atuador 122-134 associado. 0 atuadores 122-134 estão cada um acoplados para receber a força motrizfornecida de seus motores atuadores 136 associados e,dependendo da direção na qual os motores atuadores 136giram, se movimentar entre as posições recolhida edesdobrada,· para desse modo movimentar as superfíciesprimária e secundária de comando de vôo 102- 114. Seránotado que os motores atuadores 136 podem ser implementadosde acordo com qualquer um dos numerosos tipos do motores ACou DC motores, mas numa modalidade preferida os motoresatuadores 136 são preferivelmente implementados comomotores DC.Os motores atuadores 136 são seletivamentealimentados a partir de um de uma pluralidade debarramentos independentes de energia que fazem parte dosistema de distribuição de energia elétrica. Por exemplo,muitos sistemas de distribuição de energia elétrica daaeronave incluem uma pluralidade de barramentos VDC 28 quedistribuem energia DC aos diversos sistemas e componentes.Os motores atuadores 136 são seletivamente alimentados apartir de um desses barramentos independentes de energiapor meio de um sistema de energia e controle 200. Aarquitetura do sistema de energia e controle 200 é mostradana FIG. '2, e com referência a esta será descrito agora emmais detalhe.
O sistema de energia e controle 200 inclui umaseção de comando de nivel baixo 202 e uma seção de altaenergia 204. A seção de comando de nivel baixo 202 estápreferivelmente disposta no interior de um compartimento dedispositivos eletrônicos 206 no interior da aeronave, eestá em comunicação operativa com um ou mais doscomputadores de vôo 208 (apenas um mostrado) por meio de,por exemplo, um barrramento de comunicação 212. Oscomputadores de vôo 208 recebem comandos, tantoprovenientes do piloto ou de um piloto automático, e, emresposta, fornecem comandos de posição da superfície Gecomando de vôo para a seção de comando de nível baixo 202.Em resposta aos comandos de posição da superfície decomando de vôo, a seção de comando de nível baixo 202transmite comandos atuadores para a seção de alta energia204 por meio de uma pluralidade de conexões redundantes decomunicação 214.
Para implementar a funcionalidade acima descrita,a seção de comando de nivel baixo 202 inclui umapluralidade de circuitos redundantes de comando do atuador216 (216-1, 216-2, 216-3, . . . 216-N) que estãopreferivelmente fisicamente separados uns dos outros. Porexemplo, na modalidade descrita, cada circuito de comandodo atuador 216 é implementado como uma placa de circuito emseparado. Os circuitos de comando do atuador 216 estão cadaum acoplados para receber comandos de posição da superfíciede comando de vôo proveniente do computador de vôo 208 pormeio de, por exemplo, o barramento de c orounicação 2x2. Oscircuitos de comando do atuador 216, em resposta aoscomandos de posição da superfície de comando de vôo,fornecem comandos da posição do atuador.
Os comandos de posição do atuador que cadacircuito de comando do atuador 216 fornece irá depender,por exemplo, da particular lei de comando que está sendoimplementada. A particular lei de comando (ou leis decomando) que um circuito de comando do atuador 216 estáimplementando pode variar dependendo, por exemplo, daparticular superfície de comando de vôo (ou superfícies)102-114 que o circuito de comando do atuador 216 estácontrolando. Por exemplo, a lei de comando usada paraimplementar o controle da posição de um elevador 102 podediferir daquela usada para implementar o controle daposição do leme de direção 104. Será notado que o circuitode comando do atuador 216 pode ser implementado utilizandocomponentes de circuitos analógicos, dispositivos lógicosprogramáveis, um ou mais processadores, ou diversascombinações desses, ou de outros elementos de circuito. Seráadicionalmente notado que a lei{s) de comando(s} que umparticular circuito de comando do atuador 216 implementapode estar baseada ou embutida em hardware ou de outro modoarmazenada numa memória local.
Em adição a fornecer comandos de posição doatuador, cada circuito de comando do atuador 216 estátambém configurado para fornecer um sinal de statusrepresentativo de sua saúde. O sinal de status provenientede cada circuito de comando do atuador 216 é comunicado,por meio do barramento de comunicação 212, ao computador devôo 208, baseado nos sinais de status, determina aoperacionalidade de cada um dos circuitos de comando doatuador 216. Os sinais de status podem ser tambémcomunicados, por meio do barramento de comunicação 212, acada um dos outros circuitos de comando do atuador 216, oua uma unidade de comando principal 218 (se incluída), ou aambos a unidade de comando principal 218 e cada um dosoutros circuitos de comando do atuador 216.A unidade de comando principal 218, se inciuiaa,está em comunicação operativa, por meio do barramento decomunicação 212 ou de um barramento de comunicação emseparado, com o computador de vôo 208 e cada um doscircuitos de comando do atuador 216. A unidade de comandoprincipal 218, entre outras funções, fornece comandos deconfiguração para cada um dos circuitos de comando doatuador 216. Os comandos de configuração fornecidos a umparticular circuito de comando do atuador 216 inclui dadosrepresentativos da especifica lei de comando (ou leis decomando) que o particular circuito de comando do atuador216 deve implementar. " 0 circ uito de comando do atuador 216,quando ~do recebimento de um comando de configuração,configura asi próprio para implementar a especifica lei decomando (ou leis).
Como foi notado acima, o computador de vôo 208,com base nos sinais de status fornecidos a partir doscircuitos de comando do atuador 216, determina aoperacionalidade de dada um dos circuitos de comando doatuador 216. Se o computador de vôo 208 determina que umcircuito de- comando do atuador 216 está inoperável, ocomputador de comando de vôo 208 pode, se necessário,fornecer uma solicitação de reconfiguração da unidade decomando principal 218. A unidade de comando principal 218,em resposta à solicitação de reconfiguração, fornececomandos de configuração a um dos circuitos de comando doatuador 216 que permanece operativo. Dependendo do formadodos comandos de configuração, o circuito de comando doatuador 216 ao qual o comando de configuração foitransmitido, irá implementar as leis de comando do circuitode comando do atuador 216 inoperante, em adição a, ou emlugar de, das leis de comando que ele normalmenteimplementa.
Numa modalidade alternativa, o computador de vôo208 é configurado para fornecer comandos para o circuito decomando do atuador 216 que irão induzir o circuito decomando do atuador a implementar lei de comandosadicionais, ou diferentes. Nessa modalidade alternativa, aum sinal de reconhecimento ao computador de vôo 208. Seráadicionalmente notado que a seção de comando de nivel baixo202, em ainda uma outra modalidade alternativa, pode serimplementada sem a unidade de comando principal 218.
A seção de alta energia 204 está disposta afastadada seção de comando de nivel baixo 202, e está emcomunicação operativa com a seção de comando de nivel baixo202 por meio de conexões redundantes de comunicação 214. Aseção de alta energia is adicionalmente acoplada a um oumais barramentos de energia da aeronave 222 (apenas um émostrado na FIG. 2) e a cada dos motores atuadores 136. Aseção de alta energia 204 recebe o comandos de posição doatuador transmitidos a partir da seção de comando de nivelbaixo 202. Em resposta aos comandos de posição do atuador,a seção de alta energia 204 alimenta sele civamente osmotores atuadores 136 pelo barramento de energia daaeronave 222.
Para implementar a funcionalidade acima descrita,a seção de alta energia 204 inclui uma pluralidade decircuitos redundantes de energia dos motores 224 (224-1,224-2, 224-3, . . . 224-N). O circuito de alimentação dosmotores 224 está configurado tal que dois circuitos dealimentação dos motores 224 estão associados com cadaatuador 122-134. Além disso, cada circuito de alimentaçãodo motor 224 é configurado tal que um único circuito dealimentação do motor 224 pode seletivamente alimentar um ouambos motores atuadores 136 associado com seu atuador 122-134. Numa,modalidade preferida, um circuito de alimentaçãodo motor 224 está ativo e está configurado para alimentarseletivamente ambos os motores atuadores 136, e o outrocircuito de alimentação do motor 22 4 está num modo inativo,ou de reserva. Com essa configuração, se o circuito ativode alimentação do motor 224 associado com um atuador 122-134 se torna inoperante, o circuito inativo de energia domotor 224 é então ativado e é usado para alimentarseletivamente ambos os motores atuadores 136. Será notadoque isso é meramente representativo, e em uma modalidadealternativa, cada circuito de alimentação do motor 224 podeestar ativo e configurado para alimentar seletivamente umou outro de um motor atuador 136 ou ambos os motoresatuadores 136. NEssa modalidade alternativa, se um doscircuitos de alimentação do motor 224 associados com umatuador 122-134 se torna inoperante, o atuador afetado 122-134 será alimentado a partir de um único motor atuador 136.
Ou, se um único circuito de alimentação do motor 224 estáconfigurado para alimentar seletivamente dois motoresatuadores 136, o circuito de alimentação do motor 224 quepermanece operativo irá seletivamente alimentar ambos osmotores atuadores 136.
Será adicionalmente notado que os circuitos dealimentação dos motores 224 pode ser implementadoutilizando qualquer uma das numerosas configurações decircuitos. Na modalidade descrita, entretanto, os circuitosde alimentação do motor 224 inclui cada um, um circuitotransceptor 226 e um circuito de comando do motor 228. Paraclareza, apenas um dos circuitos de alimentação do motor224-1 está ilustrado para mostrar esses circuitos 226, 228,cada um dos quais é agora brevemente descrito.
O circuito transceptor 226 recebe comandos deposição do atuador provenientes de, e transmite sinais derealimentação de informação para, a seção de comando denivel baixo 202, por meio das conexões de comunicação 214.O circuito transceptor 226 pode ser implementado utilizandoqualquer um dos numerosos tipos de circuitos queimplementam ambas as funções de transmitir e receber. Aescolha do tipo de circuito transceptor pode depender, porexemplo, da particular implementação física das conexões aecomunicação 214. Como será descrito mais adiante, asconexões de comunicação 214 pode ser implementadoutilizando qualquer um dos numerosos tipos de conexões decomunicação cabeados, óticos, ou sem fio. Desse modo, ocircuito transceptor 226 pode ser implementado, porexemplo, de acordo com qualquer um dos numerosos tipos decircuitos transceptores RF ou IR ou de acordo com qualquerum dos numerosos tipos de circuitos entrada/saída digitais(I/O). Independentemente da específica implementaçãofísica, o circuito transceptor 226, quando do recebimentodo comandos de posição do atuador provenientes da seção decomando de nível baixo, adequadamente condiciona e forneceos comandos de posição do atuador para o circuito decomando do motor 228.
O circuito de comando, do motor 228 está acopladoao barramento de energia da aeronave 222 e ao circuitotransceptor 226. O circuito de comando do motor 228, quandodo recebimento dos comandos de posição do atuadorprovenientes do circuito transceptor 226, alimentaseletivamente um dos motores atuadores 136 pelo barramentode energia da aeronave 222. 0 circuito de comando do motor228 pode ser implementado utilizando qualquer um dasnumerosas configurações de circuitos Dara orover essafuncionalidade. Na modalidade descrita, entretanto, ocircuito de comando do motor 228 inclui adequados circuitoslógicos de tradução 232, acionadores 234, e comutadores deenergia 236.
O circuito lógico de tradução 232 traduz oscomandos de posição do atuador na forma de apropriadossinais lógicos de nível, os quais por sua vez sãofornecidos aos acionadores 234. Os acionadores 234, emresposta aos sinais lógicos de nível, fornecem sinais decomutação de acionador àqueles apropriados dos comutadoresde energia 236. Os comutadores de energia 236 estãoeletricamente acoplados entre o barramento de energia daaeronave 222' e o 'motor atuador 136. Os comutadores deenergia 236, os quais podem ser, por exemplo, SCRs de alta-energia ou de outros ' tipos de comutadores de energiasemicondutores, comutam seletivamente entre os estadoscondutivos e não condutivos em resposta aos sinais docomutâdor do acionador, para desse modo alimentarseletivamente o motor atuador 136 pelo barramento deenergia da aeronave 222.
Como foi notado acima, o circuito transceptor 226adicionalmente transmite sinais de realimentação deinformação para a seção de comando de nível baixo 202.Esses sinais de realimentação de informação podem variar,mas na incluem um sinal de velocidade e um ou mais sinaisde posição. Mais especificamente, os sinais derealimentação de informação incluem um sinal de posição domotor e velocidade, que é representativo da posiçãorotacional e velocidade do motor atuador (ou motores) 136,um sinal de posição do atuador, que é representativo daposição do atuador, e da posição da superfície de comandode vôo 102- 114 à qual o associado atuador 122-134 estáacoplado.
Desse modo, como a FIG. 2 adicionalmente mostra,cada motor atuador 136 preferivelmente inclui a unidade deresolução de motor 238, e cada atuador 122-134preferivelmente inclui um sensor de posição do atuador 242.As unidades de resolução de motor 238 percebe a posiçãorotacional e a velocidade dos motores atuadores 136 efornecem sinais da posição do motor e velocidade aosapropriados circuitos transceptores 22 6. Os sensores deposição do atuador 242 percebem a posição dos atuadores122-134 e fornecem os sinais de posição dos atuadores aosapropriados circuitos transceptores 226. De modo similar,como é mostrado na FIG. 2, os circuitos transceptores 22 6também recebem sinais de posição dos atuadores provenientesdos apropriados sensores de posição da superfície decomando 125.
O circuitos transceptores 226 transmitem sinais daposição do motor e de velocidade, os sinais de posição doatuador, e sinais da posição da superfície de comando devolta para a seção de comando de nível baixo 202, por meiodas conexões de comunicação 214. 0 apropriado circuito decomando do atuador 216 na seção de comando de nível baixo202 utiliza esses sina-is de realimentação de informaçãopara, por exemplo, proporcionar a apropriada sincronia domotor atuador 136, tal que os atuadores 122-134 acoplados àmesma superfície de comando 102-114 se movimentemaproximadamente na mesma velocidade. Os circuitos decomando do atuador 216 também comparam esses sinais derealimentação de informação com os atuais comandos doatuador e fornecem comandos atualizados ao atuador, como onecessário, de volta para a seção de alta energia 204 pormeio das conexões de comunicação 214.
As conexões redundantes de comunicação 214 podemser implementadas utilizando qualquer um dos numerosostipos de conexões de comunicação de alta velocidadecabeados, óticos, ou sem fio. Alguns exemplos nãolimitantes de adecuadas conexões de COmiini CâÇaO de altavelocidade incluem diversos tipos de conexões decomunicação de radiofreqüência (RF) sem fio, diversos tiposde infravermelho (IR) sem fio, diversos tipos de cabos defibra ótica, ou diversos tipos de barramentos cabeados,tais como, por exemplo, os barramentos seriais tipo 1553,apenas para mencionar alguns. Como notado acima, oscircuitos de comando do atuador 216 são configuráveis paraimplementar uma ou mais leis de comando. Desse modo, como aFigura 2 também mostra, as conexões de comunicação 214 sãoconfigurados tais que cada circuito de comando do atuador216 pode se comunicar com os circuitos transceptores 226associados com cada um dos atuadores de superfícies decomando de vôo 122-134.
Durante a operação normal do sistema de atuação desuperfície de comando de vôo 120, cada circuito de comandodo atuador 216 implementa uma específica lei de comandopara desse modo controlar um dos atuadores de superfíciesde comando de vôo 122-134. Se, todavia, um ou mais docircuito de comando do atuador 216, ou um ou mais dasconexões de comunicação 214, se torna inoperante, um oumais dos circuitos de comando do atuador 216 podem serreconfigurados, como descrito acima, para implementar umaou mais adicionais ou diferentes leis de comando em adiçãoa, ou em lugar de, das leis de comando que ele normalmenteimplementa, e fornecer comandos de atuador a cada um dosatuadores afetados 122-134. Como tal, a configuração daseção de comando de nível baixo 202 e as conexões decomunicação 214 provêm o sistema de atuação de superfíciede comando de vôo 120 com um alto nível de redundância ciosistema. Além disso, como foi descrito acima, aconfiguração da seção de alta energia 204 tambémproporciona um alto nível de redundância do sistema.
Em adição ao alto nível de redundância, aconfiguração e a implementação das separadamente dispostasseção de comando de nível baixo 202 e seção de alta energia204 torna o sistema de atuação de superfície de comando devôo 120 menos suscetível a ruídos eletrônicos. Além disso,pelo fato de um sistema de cabos de alta energia não estaracoplado entre a seção de comando de nível baixo 202 e aseção de alta energia 204, significativos benefícios depeso e de custo podem ser conseguidos.
Será notado que a configuração descrita na Figura2 e descrita acima é meramente representativa, e quediversas outras configurações podem ser implementadas. Porexemplo, como a FIG. 3 mostra, o sistema 120 pode serconfigurado tal que cada circuito de comando do atuador 216não esteja configurável para se comunicar com cada circuitode alimentação 'do motor 224. Ao contrário, com essaconfiguração,' cada circuito de comando do atuador 216 estáem comunicação operativa, por meio de um única conexão decomunicação 214, com apenas dois circuitos de alimentaçãodo motor 224. Com essa configuração, s configuração, aredundância na seção de comando de nível baixo 202 éprovida por meio de um ou mais circuitos reserva de comandodo atuador 316. Para clareza, a Figura mostra apenas umcircuito reserva de comando do atuador 316, embora seránotado que a seção de comando de nível baixo 202 pode serimplementada com uma pluralidade de circuitos reserva decomando do atuador 316.
O circuito reserva de comando do atuador 316,diferentemente de outros circuitos de comando do atuador216, está acoplado a cada um dos circuitos de alimentaçãodo motor 224 por meio de um conexão de comunicação 214.Entretanto, como o circuito de comando do atuador 216descrito na modalidade anterior, o circuito de comando doatuador 316 é conf igurável para implementar uma ou maisleis de comando. Com essa modalidade, se ura ou mais doscircuitos de comando do atuador 216 normalmente ativos, ouum ou mais das conexões de comunicação 214, se tornainoperante, o circuito reserva de comando do atuador 316pode ser configurado para implementar uma ou mais leis decomando, e fornecer comandos de atuador para cada um dosatuadores afetados 122-134.
Embora "a " invenção tenha sido descrita comreferência a" uma ".modalidade preferida, será entendido poraqueles usualmente versados na técnica que diversasmodificações · podem · ser feitas e equivalentes podem sersubstitutos para os seus elementos sem se afastar doespirito e escopo da invenção. Em adição, muitasmodificações podem ser feitas para adaptar uma situação oumaterial em particular às orientações da invenção sem seafastar de seu escopo essencial. Portanto, é pretendido quea invenção não esteja limitada à modalidade particularrevelada como o melhor modo contemplado para realizar essainvenção, mas que a invenção irá incluir todas asmodalidades que se insiram no escopo das reivindicaçõesanexas.
Claims (10)
1. SISTEMA DE ATUAÇÃO DE SUPERFÍCIE DE COMANDO DEVÔO, caracterizado por compreender:um motor atuador (136) configurado, quando de suaalimentação, para fornecer uma força motriz;um atuador de superfície de comando de vôo (122-134) acoplado para receber a força motriz e operável,quando do recebimento desta, para se movimentar entre asposições recolhida e desdobrada;um circuito de comando do atuador (216) adaptadopara ser disposto afastado do motor atuador (136) e atuadorde superfície de vôo (122-134), o circuito de comando doatuador (216) adaptado para receber comandos de posição dasuperfície de vôo e operável, em resposta a isto, paratransmitir comandos de posição do atuador; eum circuito de alimentação do motor (224) emcomunicação operativa com, e adaptado para ser dispostoafastado, do circuito de comando do atuador (216), eadaptado para acoplar um barramento de energia da aeronave(222), circuito de alimentação do motor atuador (224)configurado para receber os transmitidos comandos deposição do atuador e, quando do seu recebimento, alimentarseletivamente o motor atuador (136) pelo barramento deenergia da aeronave (222).
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o circuito de alimentação do motor (224)compreender:um circuito transceptor (226) configurado parareceber o comandos de posição do atuador transmitidos pelocircuito de comando do atuador (216);um circuito de comando do motor (228) acopla dopara receber o comandos de posição do atuador recebidospelo circuito transceptor e operável, em resposta a isto,para alimentar seletivamente o motor atuador (136) pelobarramento de energia da aeronave (222).
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o circuito de comando do atuador (216)ser configurado para se comunicar com um ou mais outroscircuitos dè comando do atuador (216) .
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por:o circuito de comando do atuador (216) seroperável, quando do recebimento dos comandos de posição dasuperfície de vôo, para implementar uma ou mais leis decomando do atuador para desse modo gerar os comandos deposição do atuador; eo circuito de comando do atuador (216) estaradicionalmente adaptado para receber um comando deconfiguração, e estar adicionalmente operável, quando dorecebimento deste, para implementar a uma cu mais das leisde comando do atuador,
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por adicionalmente compreender:um sensor de velocidade· rotacional(238)operável para perceber a velocidaderotacional do motor e fornecer um sinalrepresentativo dessa velocidade rotacional,onde:o circuito de alimentação do motor (224}está acoplado para receber o sinal da velocidaderotacional e está adicionalmente operável paratransmitir o sinal da velocidade rotacional parao "'-circuito de comando do atuador (216), eo circuito de comando do atuador (216) estáacoplado para receber o sinal da velocidaderotacional transmitido a partir do circuito dealimentação do motor (224) e ser operativo, emresposta a isto, para transmitir comandosatualizados de posição do atuador.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por adicionalmente compreender:um sensor de posição do 'atuador (242) operávelpara perceber a posição do atuador e fornecer um sinal deposição do atuador que o representa,onde:o circuito de alimentação do motor (224)está acoplado para receber o sinal de posição doatuador e está adicionalmente operável paratransmitir o sinal de posição do atuador para ocircuito de comando do atuador (216),o circuito de comando do atuador (216)está acoplado para receber o sina 1 de posição doatuador transmitido a partir do circuito dealimentação do motor (224) e ser operativo, emresposta a isto, para transmitir comandosatualizados de posição do atuador.
7. 'Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado' por adicionalmente compreender:um sensor de posição da superfície de comando(125) operável para perceber a posição da superfície decomando de vôo e fornecer um sinal representativo dessaposição da superfície de comando,onde:o circuito de alimentação do motor (224)está acoplado para receber o sinal de posição dasuperfície de comando e está adicionalmenteoperável para transmitir os sinais de posição do- atuador para o circuito de comando do atuador(216), eo circuito de comando do atuador (216)está acoplado para receber o sinal de posição dasuperfície de comando transmitido a partir docircuito de alimentação do motor (224) e seroperativo, em resposta a isto, para transmitircomandos atualizados de posição do atuador.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o circuito de comando do atuador (216) eo circuito de alimentação do motor (224) estarem emcomunicação operativa por meio de uma conexão decomunicação (214) por meio de radiofreqüência (RF) .
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado' por Ό circuito de comando do atuador (216) eo circuito de alimentação do motor (224) estarem emcomunicação operativa por meio de uma conexão decomunicação (214) por meio de infravermelho (IR).
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o circuito de comando do atuador (216) eo circuito de alimentação do motor (224) estarem emcomunicação operativa por meio de uma conexão decomunicação (214) por meio de conexão de dados seriais.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B08F | Application fees: dismissal - article 86 of industrial property law |
Free format text: REFERENTE AS 5A E 6A ANUIDADES. |
|
| B08K | Lapse as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi (acc. art. 87) |
Free format text: REFERENTE AO DESPACHO 8.6 PUBLICADO NA RPI 2161 DE 05/06/2012. |