BRPI1106851A2 - colunas de controle do sistema por cabo elÉtrico, de linha substituÍvel com hastes de interligaÇço do comando - Google Patents

Abstract

COLUNAS DE CONTROLE DO SISTEMA POR CABO ELÉTRICO, DE LINHA SUBSTITUÍVEL COM HASTES DE INTERLIGAÇçO DO COMANDO. Um sistema de entrada de controle é fornecido. O sistema inclui um par de colunas de controle que são seletivamente interligadas, tal que a manipulação de uma das colunas de controle é translada para a outra das colunas de controle. O sistema inclui um arranjo de desconexão para cada um dos graus de liberdade (arfada e rolamento) do sistema que desconecta de modo operável as duas colunas de controle, tal que as duas colunas de controle podem operar independentemente tal como na eventualidade de falha de uma das colunas de controle. O sistema pode também incluir um perfil de força descontínua para um mecanismo da força de restauração que fornece o retorno tátil para os pilotos simulando resistência produzida pelas superfícies de controle do avião. O sistema pode também incluir um mecanismo de bloqueio do piloto automático que aumenta o perfil de força experimentado pelos pilotos quando o modo do piloto automático está inserido.

Description

"COLUNAS DE CONTROLE DO SISTEMA POR CABO ELÉTRICO, DE LINHA SUBST1TUÍVEL COM HASTES DE INTERLIGAÇÃO DO COMANDO"

Campo da invenção

Essa invenção refere-se de forma geral a colunas de controle do sistema por cabo

elétrico.

Precedentes da invenção

Aviões e outras aeronaves tipicamente têm redundância incorporada, tal como a capacidade de serem pilotados por um piloto ou copiloto. Como tal, o avião tipicamente in- clui um par de dispositivos de entrada de controle para os pilotos inserirem comandos de controle para o avião. Esses dispositivos de entrada de controle são freqüentemente citados como colunas de controle. As colunas de controle podem ser usadas pelo piloto para inserir os comandos de controle que incluem a arfada e o rolamento do avião quando ele está em voo.

Tipicamente, cada coluna de controle inclui um manche que o piloto manipula para gerar um sinal de controle desejado relacionado com a quantidade desejada de arfada ou rolamento para o avião.

Para proporcionar dicas táteis para o outro piloto, as colunas de controle são tipi- camente acopladas, tal que as mudanças na posição de um dos manches resulta nas mes- mas mudanças ou similares na posição do outro manche da coluna de controle. No passa- do, esse acoplamento era executado por um sistema complicado de polias que passavam através do piso da cabine.

Infelizmente, quando existia um problema em uma das colunas de controle, todo o avião tinha que ser levado para a manutenção porque a coluna de controle não podia ser removida devido ao sistema de cabos. Ademais, o sistema complexo de polia acarretava custos de manutenção maiores.

A presente invenção refere-se a melhoras na técnica das colunas de controle.

Breve sumário da invenção

Em um aspecto, a invenção proporciona um novo e aperfeiçoado sistema de entra- da de controle para um avião. Em um aspecto, o sistema inclui um par de colunas de contro- Ie que são seletivamente interligadas, tal que a manipulação de uma das colunas de contro- le é transladada para a outra das colunas de controle. Em outro aspecto de algumas moda- lidades, o sistema inclui um arranjo de desconexão para cada um dos graus de liberdade (arfada e rolamento) do sistema que desconecta de modo operável as duas colunas de con- trole, tal que as duas colunas de controle podem operar independentemente, tal como na eventualidade de falha de uma das colunas de controle. Em um aspecto adicional de algu- mas modalidades, o sistema pode também incluir um perfil de força descontínua para um mecanismo da força de restauração que fornece realimentação tátil para os pilotos simulan- do a resistência produzida pelas superfícies de controle do avião. Em um aspecto adicional de outras modalidades, o sistema pode também incluir um mecanismo de bloqueio do piloto automático que aumenta o perfil de força experimentado pelos pilotos quando o modo de piloto automático é iniciado. Em outro aspecto, a invenção proporciona um sistema de controle incluindo primei-

ra e segunda colunas de controle e hastes de interligação de arfada. A primeira e a segunda colunas de controle recebem entradas de controle de arfada e rolamento de um piloto para um avião. Cada coluna de controle tem um cabo de controle móvel ao longo do eixo geomé- trico da arfada para ajustar a entrada de controle da arfada para o avião e móvel ao longo dos eixos geométricos de rolamento para ajustar a entrada do controle de rolamento para o avião. Uma haste de interligação de rolamento acopla de modo operável a primeira e a se- gunda colunas de controle para o movimento coordenado dos cabos de controle ao longo de cada eixo geométrico do rolamento dos cabos de controle quando uma entrada é fornecida para qualquer um dos cabos de controle. Uma haste de interligação de arfada acoplando de modo operável a primeira e a segunda colunas de controle para o movimento coordenado dos cabos de controle ao longo de cada eixo geométrico da arfada dos cabos de controle quando uma entrada é fornecida para qualquer um dos cabos de controle.

Em um aspecto mais particular, um dispositivo de desconexão é colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da segunda coluna para um selecionado da arfada ou rolamento. O dispositivo de desconexão tem um estado acoplado acoplando fixa- mente os cabos para o movimento coordenado ao longo de um selecionado do eixo geomé- trico da arfada ou do eixo geométrico do rolamento correspondendo com o selecionado da arfada ou rolamento e um estado desacoplado no qual o dispositivo de desconexão não a- copla fixamente os cabos, tal que o movimento de um cabo ao longo do selecionado do eixo geométrico da arfada ou do eixo geométrico do rolamento não é transladado para o outro cabo.

Em um aspecto, o dispositivo de desconexão inclui: um elo pivô que é acoplado de maneira operável no cabo de uma das colunas de controle para o movimento ao redor de um eixo geométrico pivô; um elo de conexão acoplado de modo articulável no elo pivô ao redor de um eixo geométrico de liberação que é deslocado do eixo geométrico pivô e um elo de engate em U articulável em relação ao elo pivô ao redor do eixo geométrico pivô, o elo de engate em U podendo ser seletivamente engatado com o elo de conexão para fixar o elo de engate em U em relação ao elo pivô, o elo de engate em U sendo acoplado de modo operá- vel na haste de interligação da arfada. Em um aspecto ainda mais particular, um arranjo de engate é fornecido entre o elo

pivô e o elo de conexão, o arranjo de engate predispondo o elo de conexão para engrena- mento com o elo de engate em U no estado acoplado. Um elemento de predisposição de desconexão pode ser fornecido que predispõe o elo de conexão para longe do elo de engate em U para desconectar o elo de conexão do elo de engate em U no estado desacoplado.

Em uma implementação, o arranjo de engate inclui uma garra de articulação e uma mola de pré-carga. A mola de pré-carga se estende entre a garra de articulação e o elo de conexão. No estado acoplado, a garra de articulação fica em uma primeira posição e estica a mola de pré-carga para predispor o elo de conexão para engrenamento com o elo de en- gate em U. No estado desacoplado, a garra de articulação fica em uma segunda posição e reduz a tensão da mola de pré-carga para permitir que o elo de conexão seja desacoplado do elo de engate em U.

Em outro aspecto, um elemento de predisposição de desconexão é fornecido. O e-

Iemento de predisposição de desconexão predispõe o elo de conexão para longe do elo de engate em U para desconectar o elo de conexão do elo de engate em U no estado desaco- plado quando a garra de articulação está na segunda posição.

Em outro aspecto, o elo de conexão inclui um par de roletes separados, uma ex- tremidade distai do elo de engate em U é recebida entre o par de roletes no estado acopla- do. A extremidade distai do elo de engate em U inclui uma Iingueta cônica. O elo de cone- xão sendo elasticamente predisposto para o elo de engate em U.

Em uma modalidade mais particular, um solenoide engata seletivamente a garra de articulação no estado acoplado e impede que a garra de articulação mude da primeira posi- ção para a segunda posição. O solenoide é energizado tal que ele desengata a garra de articulação permitindo que a garra de articulação mude da primeira posição para a segunda posição permitindo que o dispositivo de desconexão mude para o estado desacoplado. Para retornar o dispositivo de desconexão para o estado acoplado, uma força de restauração é aplicada na garra de articulação para mudar a garra de articulação de volta para a primeira posição. O solenoide é então desenergizado tal que o solenoide engata novamente a garra de articulação para fixar a sua posição. A força de restauração é tipicamente produzida por uma força externa manual. Por requerer uma força de restauração manual (por exemplo, restabelecimento), um mecânico é informado que a manutenção precisa ser executada e o problema que requer a desconexão inicial precisa ser tratado. Essa força de restauração poderia ser produzida por um cabo conectado na garra de articulação. Entretanto, em moda- lidades alternativas, um retorno automático poderia ser usado para mudar a garra de articu- lação de volta para a primeira posição tal como por um solenoide, que poderia ser o mesmo solenoide como mencionado previamente.

Em uma modalidade adicional, um mecanismo de bloqueio de piloto automático é fornecido. O mecanismo de bloqueio do piloto automático é associado com um selecionado da arfada ou rolamento. O mecanismo de bloqueio do piloto automático produz resistência maior que precisa ser superada para manipular a primeira e a segunda colunas de controle ao longo do selecionado do eixo geométrico da arfada ou do eixo geométrico do rolamento quando o piloto automático é ativado.

Em uma implementação particular, o bloqueio do piloto automático inclui: primeira e segunda placas de piloto automático sendo articuláveis ao redor de um eixo geométrico do piloto automático; uma mola de resistência do piloto automático predispondo as extremida- des da primeira e da segunda placas de piloto automático angularmente uma para a outra ao redor do eixo geométrico do piloto automático; um elo principal articulável ao redor do eixo geométrico do piloto automático, a haste de interligação acoplada no manche de con- trole através do elo principal, o elo principal engatando de modo operável a primeira placa de piloto automático quando girado angularmente em uma primeira direção e engatando de maneira operável a segunda placa do piloto automático quando girado angularmente em uma segunda direção, oposta a primeira direção e um arranjo de aterramento, quando o piloto automático é ativado, aterrando seletivamente a segunda placa do piloto automático quando o elo principal é girado na primeira direção e aterrando seletivamente a primeira placa do piloto automático quando o elo principal é girado na segunda direção.

Em uma modalidade, o elo principal inclui um compensador de engrenamento an- gularmente colocado entre a primeira e a segunda placas do piloto automático. O compen- sador de engrenamento engatando angularmente a primeira e a segunda placas do piloto automático quando o elo principal é girado na primeira e na segunda direções, respectiva- mente. Em uma modalidade, o arranjo de aterramento inclui um braço de bloqueio que inclui um ponto de contato angularmente colocado entre a primeira e a segunda placas do piloto automático, pelo menos quando o piloto automático é ativado. O ponto de contato engata a primeira e a segunda placas do piloto automático quando a primeira e a segunda placas do piloto automático são aterradas. O braço de bloqueio é transicional entre uma posição de bloqueio quando o piloto

automático é ativado e uma posição de livramento quando o piloto automático não é ativado. Na posição de bloqueio, o ponto de contato engata com a primeira placa do piloto automáti- co quando o elo principal gira na segunda direção e engata com a segunda placa do piloto automático quando o elo principal gira na primeira direção. Na posição de livramento, o pon- to de contato não engata a primeira ou a segunda placas de piloto automático quando o elo principal é girado ao redor do eixo geométrico do piloto automático.

Em outro aspecto da invenção, o sistema inclui um dispositivo de desconexão de arfada colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da segunda coluna. O dispositivo de desconexão de arfada tem um estado acoplado acoplando fixamente os ca- bos para o movimento coordenado ao longo de cada eixo geométrico da arfada dos cabos de controle e um estado desacoplado no qual o dispositivo de desconexão de arfada desa- copla os cabos, tal que o movimento de um cabo ao longo do eixo geométrico da arfada do cabo não é transladado para o outro cabo. O sistema ainda inclui um dispositivo de desco- nexão de rolamento colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da se- gunda coluna. O dispositivo de desconexão de rolamento tem um estado acoplado acoplan- do fixamente os cabos para o movimento coordenado ao longo de cada eixo geométrico do rolamento dos cabos de controle e um estado desacoplado no qual o dispositivo de desco- nexão de rolamento desacopla os cabos, tal que o movimento de um cabo ao longo do eixo geométrico do rolamento do cabo não é transladado para o outro cabo.

Em uma implementação mais particular, a primeira coluna de controle inclui o dis- positivo de desconexão de arfada e a segunda coluna de controle inclui o dispositivo de desconexão de rolamento.

E em uma implementação até mesmo mais particular, a primeira e a segunda colu- nas de controle são unidades de linha substituível.

Outra modalidade da invenção utiliza somente uma única coluna de controle e a co- luna de controle é uma unidade de linha substituível. Como tal, toda a funcionalidade da coluna de controle forma uma única unidade independente. Como tal, no mínimo, os meca- nismos de centralização do tato (por exemplo, restauração de força) e os sensores de posi- cionamento (por exemplo, para determinar as entradas do piloto) são formados como uma unidade única que é removível da cabine.

Em uma modalidade mais particular, é proporcionada uma coluna de controle com- preendendo um manche de controle articulável ao redor de um eixo geométrico da arfada e um eixo geométrico do rolamento; uma pluralidade de sensores acoplados de modo operá- vel no manche de controle para sentir as mudanças na posição do manche de controle ao redor do eixo geométrico da arfada e do eixo geométrico do rolamento; um arranjo de força de restauração de arfada se opondo ao movimento do manche de controle a partir de uma posição neutra ao redor do eixo geométrico da arfada; um arranjo de força de restauração do rolamento se opondo ao movimento do manche de controle a partir de uma posição neu- tra ao redor do eixo geométrico do rolamento e no qual a coluna de controle é uma unidade de linha substituível.

Em uma modalidade mais particular, a coluna de controle da LRU compreende um mecanismo de bloqueio de piloto automático da arfada e um mecanismo de bloqueio do pilo- to automático de rolamento. O mecanismo de bloqueio do piloto automático de arfada au- menta a resistência que se opõe ao movimento do manche de controle a partir da posição neutra ao redor do eixo geométrico da arfada quando o piloto automático é ativado. O me- canismo de bloqueio do piloto automático de rolamento aumenta a resistência se opondo ao movimento do manche de controle a partir da posição neutra ao redor do eixo geométrico da arfada quando o piloto automático é ativado.

Em uma modalidade adicional, a coluna de controle é uma LRU, ainda incluindo um mecanismo de bloqueio do piloto automático associado com um selecionado da arfada ou rolamento. O mecanismo de bloqueio do piloto automático proporcionando resistência maior que precisa ser superada para manipular as colunas de controle ao longo do selecionado do eixo geométrico da arfada ou eixo geométrico do rolamento quando o piloto automático é ativado.

Em uma modalidade adicional, a coluna de controle é uma LRU, ainda incluindo um dispositivo de desconexão acoplado no manche de controle para um selecionado da arfada ou rolamento. O dispositivo de desconexão tem uma porção de entrada acoplada no man- che de controle e uma porção de saída que pode ser acoplada de modo operável em uma haste de interligação para transmitir os sinais do controle de entrada do manche de controle para uma coluna de controle separada. O dispositivo de desconexão tem um estado acopla- do acoplando fixamente a porção de entrada na porção de saída. Em um estado desacopla- do, a porção de entrada não é fixamente acoplada na porção de saída, tal que o movimento do cabo de controle não é transmitido para a porção de saída e o movimento da porção de saída não é transmitido para o cabo de controle.

Outros aspectos, objetivos e vantagens da invenção ficarão mais evidentes a partir da descrição detalhada seguinte quando tomada em conjunto com os desenhos acompa- nhantes.

Breve descrição dos desenhos Os desenhos acompanhantes incorporados em e formando uma parte do relatório

descritivo ilustram vários aspectos da presente invenção e, juntos com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção. Nos desenhos:

A figura 1 é uma ilustração em perspectiva de um sistema de entrada de controle de acordo com uma modalidade da presente invenção, A figura 2 é uma ilustração parcial do sistema de entrada da figura 1,

A figura 3 é uma ilustração parcial de uma coluna de controle do sistema de entrada de controle da figura 1,

As figuras 4 e 5 são ilustrações parciais próximas da coluna de controle da figura 3, As figuras 6 e 7 são ilustrações parciais de um dispositivo de desconexão nos esta- dos acoplado e desacoplado,

As figuras 8 e 9 são ilustrações parciais da outra coluna de controle do sistema de entrada de controle da figura 1,

As figuras 10 e 11 são ilustrações parciais do arranjo da força de restauração que produz um perfil de força descontínua, A figura 12 é um gráfico simplificado ilustrando um perfil de força produzido para o

arranjo da força de restauração das figuras 10 e 11,

As figuras 13-17 são ilustrações parciais simplificadas de um mecanismo de blo- queio do piloto automático,

A figura 18 é uma vista explodida do dispositivo de desconexão das figuras 6 e 7.

Embora a invenção seja descrita em conjunto com certas modalidades preferidas, não existe intenção de limitá-la a essas modalidades. Ao contrário, a intenção é cobrir todas as alternativas, modificações e equivalentes como incluídos dentro do espírito e do escopo da invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Descrição detalhada da invenção

A figura 1 ilustra um sistema de entrada de controle de avião 100 (a seguir "sistema de controle 100") de acordo com uma modalidade da presente invenção. O sistema de con- trole 100 é usado pelo piloto e o copiloto para inserir sinais de controle no avião. Por exem- plo, o sistema de controle 100 é usado pelo piloto e copiloto para controlar, entre outras coi- sas, a arfada e o rolamento do avião. A modalidade ilustrada é considerada uma unidade de "fly-by-wire" ("controle por cabo elétrico") em que o sistema de controle 100 inclui uma plura- lidade de sensores que sentem as manipulações do sistema de controle 100 pelos pilotos e converte essas manipulações em sinais elétricos. Os sinais elétricos são então enviados para os dispositivos reais do avião que ajustam a arfada ou o rolamento do avião ajustando a posição das superfícies de controle do avião. Isso é diferente dos sistemas anteriores on- de o sistema de controle incluía uma pluralidade de cabos e polias que acoplavam o sistema de controle diretamente nas superfícies de controle do avião. Na modalidade ilustrada, o sistema de controle 100 inclui uma coluna de controle

do piloto 102 e uma coluna de controle do copiloto 104. Assim, cada um, o piloto e o copiloto têm sua própria coluna de controle para inserir os sinais de controle no avião. A coluna de controle do piloto 102 e a coluna de controle do copiloto 104 são interligadas, tal que os si- nais de controle inseridos em uma das colunas de controle 102, 104 faz com que a outra das colunas de controle 102, 104 também seja manipulada. Mais particularmente, se o piloto move a coluna de controle do piloto 102, a interligação entre as duas colunas de controle 102, 104 fará com que a coluna de controle do copiloto 104 se mova por uma mesma quan- tidade.

A interligação entre as duas colunas de controle 102, 104 é proporcionada por um par de hastes do comando na forma da haste de interligação da arfada 106 e haste de inter- ligação do rolamento 108. Uma haste de interligação como usada aqui é uma haste rígida que proporciona ambas as capacidades de equilíbrio. A haste de interligação da arfada 106 translada as manipulações na entrada da arfada entre as duas colunas de controle 102, 104. A haste de interligação do rolamento 108 translada as manipulações na entrada da arfada entre as duas colunas de controle 102, 104. As hastes de interligação 106, 108 são conside- radas hastes do comando porque as hastes de interligação 106, 108 podem transladar a força pelo carregamento tênsil ou o carregamento compressivo. Essas hastes de interliga- ção 106, 108 podem ser providas por tirantes de união, tal que a articulação pode ser facil- mente calibrada/ajustada.

Pelo uso das hastes de interligação rígidas 106, 108, somente um único acopla- mento precisa ser produzido para a arfada e somente um único acoplamento precisa ser produzido para o rolamento. No passado, com cabos flexíveis, dois acoplamentos seriam necessários para cada entrada de controle porque os cabos flexíveis sempre precisariam ser mantidos em carregamento tênsil. Os cabos não seriam capazes tipicamente de transmi- tir entradas do tipo de impulso.

Cada coluna de controle 102, 104 inclui um manche 110, 112 que tem um cabo 114, 116 que o piloto segura e manipula para fornecer as entradas de controle para o avião. Tipicamente, os pilotos moverão o manche para frente e para trás ao longo do eixo geomé- trico da arfada 118 para ajustar a arfada do avião e lateralmente lado a lado ao longo do eixo geométrico do rolamento 120 para ajustar o rolamento do avião. Devido à interligação entre as duas colunas de controle 110, 112, quando qualquer manche é manualmente ma- nipulado ao longo de qualquer eixo geométrico 118, 120, o outro manche similarmente se moverá ao longo do seu eixo geométrico correspondente 118, 120 sem a necessidade da entrada por essas colunas de controle 102, 104 correspondendo com o piloto.

Um benefício da invenção atual é que as colunas de controle individuais 102, 104 são unidades de linha substituível (LRU's). Como tal, as colunas de controle 102, 104 são projetadas para serem inteiramente removidas quando manutenção ou reparo é necessário para uma das colunas de controle 102, 104. Como tal, durante tal manutenção ou reparo, a coluna de controlei 02, 104 que é desejado consertar ou reparar é desconectada das hastes de interligação 106, 108 (e quaisquer outros chicotes de fiação elétrica) e removida da cabi- ne. O operador de manutenção pode precisar também remover alguns pinos ou parafusos que montam a unidade na cabine, tal como pinos ou parafusos que passam através da pla- ca superior do alojamento das colunas de controle. Uma coluna de controle de substituição 102, 104 pode então, se necessário, ser imediatamente colocada de volta na cabine, tal que o avião tem um tempo de paralisação muito limitado. Ademais, depois que a coluna de con- trole que está sofrendo manutenção ou reparo é removida, ela pode ser facilmente conser- tada na oficina mecânica ao invés de ter que ser reparada em um estado instalado na cabi- ne. Assim, é um aspecto das modalidades da presente invenção que as colunas de controle sejam unidades modulares independentes.

Para facilitar a conexão e a desconexão fácil, as hastes de interligação 106, 108 in- cluem acoplamentos 122. A figura 3 ilustra a coluna de controle 102 com o alojamento 126 removido para

mostrar os componentes internos da coluna de controle 102. Também, uma porção do man- che 110 é retirada para ilustrar a haste de controle de rolamento do comando 128. Quando um piloto deseja ajustar o rolamento do avião, o piloto articulará a porção de cabo 114 ao redor do eixo geométrico de controle do rolamento 130. O movimento em uma direção (ilustrado como seta 132) ajustará a quantidade de rolamento do avião em uma direção e o movimento na direção oposta (ilustrado como seta 134) ajustará a quantidade de rolamento na direção oposta. Como o sistema é de controle por cabo elétrico, o movimento da porção de cabo 114 é sentido por um sensor (não mostrado) que indica a quantidade desejada e a direção de rolamento. Os sensores são tipicamente sensores de leitura de po- sição já que eles operam para sentir a mudança na posição do manche.

A haste de controle de rolamento do comando 128 se move para cima e para baixo dentro do manche 110 dependendo da quantidade e da direção de rolamento desejada. Es- se movimento é também transferido de modo operável para o outro manche 112 e porção de cabo 116 causando uma quantidade similar de deslocamento dele. Esse movimento é transferido de modo operável para a outra coluna de controle 104 através da haste de inter- ligação do rolamento 108 (ver também figuras 1 e 2). Quando um piloto deseja ajustar a arfada do avião, o piloto articulará o manche 110

ao redor do eixo geométrico de controle da arfada 136 puxando o manche (ilustrado como seta 138) ou empurrando o manche (ilustrado como seta 140). Novamente, os sensores 141 dentro da coluna de controle 102 sentirão as mudanças na posição do manche para deter- minar a quantidade desejada e a direção da arfada. Esse movimento é também transferido de modo operável para o outro manche 112 causando uma quantidade similar de desloca- mento dele. Esse movimento é transferido de modo operável para a outra coluna de controle 104 através da haste de interligação da arfada 106 (ver também figuras 1 e 2).

O sistema de controle 100 inclui arranjos de desconexão para desacoplar as duas colunas de controle 102, 104 na eventualidade que uma das colunas de controle 102, 104 falhe. Se uma das colunas de controle 102, 104 fosse falhar, tal que ela ficasse travada e não pudesse ser manipulada, o acoplamento entre as colunas de controle 102, 104 poderia também travara outra coluna de controle 104, 102, tal que ela não funcionaria também.

Com referência à figura 4, a coluna de controle 102 inclui um arranjo de descone- xão na forma do dispositivo de desconexão de rolamento 144 para seletivamente acoplar e desacoplar os controles de rolamento entre as duas colunas de controle 102, 104. Quando o dispositivo de desconexão de rolamento 144 desacopla as duas colunas de controle 102, 104, qualquer uma das colunas de controle 102, 104 pode operar independente da outra coluna de controle 104, 102 para controlar o rolamento do avião.

As figuras 6 e 7 ilustram o dispositivo de desconexão de rolamento 144 em forma simplificada. A figura 6 ilustra o dispositivo de desconexão de rolamento 144 em um estado acoplado enquanto a figura 7 ilustra o dispositivo de desconexão de rolamento 144 em um estado desacoplado. No estado acoplado, quando o piloto insere uma quantidade desejada de rolamen- to, a entrada (ilustrada como setas 132, 134) é transferida através da haste de controle de rolamento do comando 128 para o dispositivo de desconexão de rolamento 144. O dispositi- vo de desconexão de rolamento 144 articulará ao redor do eixo geométrico pivô 146 cau- sando o movimento da haste de interligação do rolamento 108 (ilustrado como setas 148, 150). Similarmente, se a outra coluna de controle 104 fosse experimentar um sinal de entra- da de rolamento, essa força seria transladada para a haste de controle de rolamento do co- mando 128 através do dispositivo de desconexão de rolamento 144 para manipular o cabo 114.

No estado desacoplado, a entrada (ilustrada como setas 132, 134) não é transferida

da haste de controle de rolamento do comando 128 para a haste de interligação do rolamen- to 108 através do dispositivo de desconexão de rolamento 144. Novamente, as entradas do piloto controlando a coluna de controle 104 também não seriam transferidas para o cabo 114.

O dispositivo de desconexão de rolamento 144 inclui um elo pivô 152 que é articu-

Iadamente montado ao redor do eixo geométrico pivô 146. O elo pivô 152 tem uma porção de entrada que é diretamente conectada na haste de controle de rolamento do comando 128, tal que o movimento da haste de controle de rolamento do comando 128 causa o mo- vimento articulado do elo pivô 152 em ambos os estados acoplado e desacoplado ao redor do eixo geométrico pivô 146. Esse movimento é transferido para a haste de interligação do rolamento 108, que é conectada em uma porção de saída do elo pivô 152.

Um elo de conexão 154 e um elo de engate em U 156 são articuladamente acopla- dos no elo pivô e podem ser seletivamente engatados um no outro para mover o dispositivo de desconexão de rolamento 144 entre os estados acoplado e desacoplado. O elo de engate em U 156 é acoplado de modo articulável no elo pivô 152 para mo-

vimento articulado ao redor do eixo geométrico pivô 146, tal que ausentes outras limitações, o elo de engate em U 156 e o elo pivô 152 podem articular em relação um ao outro ao redor do eixo geométrico pivô 146 (isto é, no estado desacoplado).

O elo de conexão 154 é acoplado articuladamente no elo pivô 152 para o movimen- to articulado ao redor do eixo geométrico de liberação 158, tal que ausentes outras limita- ções, o elo de conexão 154 e o elo pivô 152 podem articular em relação um ao outro ao re- dor do eixo geométrico de liberação 158.

Como ilustrado na figura 6, no estado acoplado, o elo de conexão 154 e o elo de engate em U 156 são engatados de maneira operável um no outro na interface 160. Esse engrenamento bloqueia o elo de engate em U 156 no elo pivô 152, tal que todo o movimento do elo pivô 152 através da haste de controle de rolamento do comando 128 ao redor do eixo geométrico pivô 146 é transferido através do elo pivô 152 para o elo de engate em U 156. O elo de engate em U 156 é acoplado ria haste de interligação do rolamento 108. Como tal, o movimento é então transferido através do elo de engate em U 256 para a haste de interliga- ção do rolamento 108 para manipular a outra coluna de controle 104 e, mais particularmen- te, o cabo 116.

Um arranjo de engate acionado por solenoide 162 mantém o elo de conexão 154

engatado com o elo de engate em U 156.

O arranjo de engate acionado por solenoide 162 inclui uma mola de pré-carga 164 que predispõe o elo de conexão 154 ao redor do eixo geométrico de liberação 158 para en- grenamento com o elo de engate em U 156 (ilustrado como seta 166). Mais particularmente, a primeira extremidade 168 da mola de pré-carga 164 é acoplada de modo operável no elo de conexão 154. A segunda extremidade 170 é acoplada em uma garra de articulação 172. Quando no estado acoplado, o posicionamento da garra de articulação 172 coloca a mola de pré-carga em tensão, tal que o elo de conexão 154 é predisposto para engrenamento com o elo de engate em U 156. A garra de articulação 172 articula ao redor do eixo geométrico da garra 174 para

manter ou liberar seletivamente o engrenamento entre o elo de engate em U 156 e o elo de conexão 154.

Um solenoide rotativo 176 inclui um braço 178 que interage com a garra de articu- lação 172 para impedir a rotação da garra de articulação 172. No estado acoplado, como ilustrado na figura 6, o braço 178 é engatado com a garra de articulação 172 para impedir a rotação ao redor do eixo geométrico da garra 174 na direção anti-horária (seta 180). Esse engrenamento age contra um torque que é aplicado na garra de articulação 172 na direção oposta (seta 182) pela mola de pré-carga 164.

Uma mola de desconexão 184 age para predispor o elo de conexão 154 para fora do engrenamento com o elo de engate em U 156 (ilustrado pela seta 186). A mola de des- conexão 184 tem uma primeira extremidade 188 conectada diretamente no elo pivô 152 e uma extremidade oposta 190 conectada diretamente em um flange de conexão 192 do elo de conexão 154. Assim, a mola de desconexão 184 e a mola de pré-carga 164 agem para predispor o elo de conexão 154 em direções opostas ao redor do eixo geométrico de Iibera- ção 158.

Com referência adicional à figura 7, a ação de desacoplamento será discutida. Para desacoplar o controle de rolamento das duas colunas de controle 102, 104, o solenoide rota- tivo é energizado, tal que ele gira no sentido anti-horário (ilustrado como seta 192), tal que o braço 178 desengata a garra de articulação 172. Esse desengate "desfaz o aterramento" da garra de articulação 172 do elo pivô 152 e solta a garra de articulação 172 para girar ao re- dor do eixo geométrico da garra 174 em uma direção anti-horária (seta 182). Com a garra de articulação 172 liberada, a mola de desconexão 184 fará com que o elo de conexão 154 gire na direção anti-horária (seta 186), tal que o elo de conexão 154 desengatará do elo de en- gate em U 156 (ver figura 7), Com o elo de conexão 154 e o elo de engate em U 156 desen- gatados, o elo de engate em U 156 e, consequentemente, a haste de interligação do rola- mento 108 ficam livres para se moverem independentes do elo pivô 152 e haste de controle de rolamento do comando 128.

Em uma modalidade, o dispositivo de desconexão de rolamento 144 é manualmen- te recarregado.

Para recarregar o dispositivo de desconexão de rolamento 144, um piloto ou outro operador aplicará manualmente uma força (ilustrada como seta F) na garra de articulação 172 para fazer com que ela gire na direção horária (ilustrada como seta 80). Tipicamente, essa força externa manual F é aplicada por um cabo conectado na garra de articulação 172. Quando o cabo é puxado ou a força F é de outra forma gerada, essa carga externa faz com que o elo de desconexão 154 seja girado de volta para engrenamento com o elo de engate em U 156. Essa carga externa manual também recarrega a mola de desconexão 184. De- pois que a garra de articulação 172 é retornada para o seu estado acoplado, o solenoide rotativo 76 é desenergizado, tal que ele gira na direção horária e o braço 178 engata nova- mente a garra de articulação 172. Esse engrenamento entre o braço 178 e a garra de articu- lação 172 então novamente "aterra" a garra de articulação 172 em relação ao elo pivô 152 para manter o elo de conexão 154 e o elo de engate em U 156 em engrenamento um com o outro.

O elo de engate em U 156 inclui uma Iingueta cônica 194 (ver figura 7) que é rece- bida em uma cavidade formada entre um par de roletes 196 para facilitar o engate do elo de engate em U 156 e do elo de conexão 154. Na modalidade ilustrada, a Iingueta cônica 194 é formada como uma extremidade distai do elo de engate em U 156. Ademais, o ponto de conexão entre a haste de interligação do rolamento 108 e o elo de engate em U 156 fica axialmente entre o eixo geométrico pivô 146 e a Iingueta cônica 194.

O engrenamento entre a Iingueta cônica 194 e os roletes 196 remove a folga livre entre o elo de engate em U 156 e o elo de conexão 154. Isso é porque a porção cônica da Iingueta cônica 194 é cunhada na ranhura cônica formada entre o par de roletes 196. Ademais, com essa configuração, o novo engrenamento entre o elo de engate em

U 156 e o elo de conexão 154 é impedido a menos que ambas as colunas de controle 102, 104 estejam na mesma posição de rolamento. Tipicamente, o arranjo é configurado tal que ambas as colunas de controle 102, 104 precisam estar em uma posição neutra de rolamento antes que o elo de engate em U 156 e o elo de conexão 154 engrenem novamente. Mais particularmente, antes que a Iingueta cônica 194 possa ser inserida entre os roletes 196.

Porque somente uma única desconexão é necessária entre as colunas do piloto e do copiloto 102, 104, somente uma das colunas do piloto e do copiloto 102, 104 incluirá o dispositivo de desconexão do rolamento 144. Entretanto, para economizar espaço, qualquer coluna de controle 102, 104 inclui o dispositivo de desconexão do rolamento 144, a outra das colunas de controle 102, 104 tipicamente incluirá um dispositivo de desconexão da arfa- da.

Com referência às figuras 8 e 9, a coluna de controle 104 é ilustrada com uma por-

ção do alojamento externo removida. Nessas ilustrações, o dispositivo de desconexão da arfada 202 é mostrado. O dispositivo de desconexão da arfada 202 opera substancialmente idêntico ao dispositivo de desconexão do rolamento 144 discutido acima, exceto que ele é armazenado na coluna de controle 104, pelas razões esboçadas acima. Pelo fato de que o sistema de controle 100 é um sistema de controle por cabo elé-

trico, as colunas de controle 102, 104 do mesmo não são mecanicamente acopladas nas superfícies de controle do avião. Como tal, as colunas de controle 102, 104 incluirão meca- nismos para produzir as forças de restauração para as colunas de controle 102, 104 que geralmente se opõem ao movimento dos cabos 114, 116 a partir das posições neutras. Es- sas forças de restauração são tipicamente também forças de centralização que acionam os manches de controle 110, 112 de volta para uma posição neutra ou centralizada. Tipicamen- te, quanto mais um piloto deseja manipular um cabo da posição neutra ou centralizada, mais força de restauração que precisa ser superada para se mover para longe da posição neutra. Tipicamente, um mecanismo de força de restauração é proporcionado para cada grau de liberdade, isto é, um para a arfada e um para o rolamento.

É um aspecto das modalidades da invenção que as colunas de controle 102, 104 fi- quem expostas aos perfis da força de restauração descontínua para controlar e ajustar a arfada do avião. Notavelmente, em uma modalidade preferida, o grau de liberdade do rola- mento tem um perfil de força de restauração contínua. Com referência às figuras 10 e 11, um arranjo da força de restauração 206 é ilus-

trado que proporciona a resistência simulando as superfícies de controle do avião quando um piloto tenta ajustar a arfada do avião.

A figura 10 ilustra o arranjo da força de restauração 206 em uma posição neutra da arfada. Nessa posição, o piloto não está solicitando qualquer mudança na arfada. O arranjo da força de restauração 206 inclui um carne do perfil de força 208 que in-

terage com um braço oscilante carregado a mola 210. O carne do perfil de força 208 é aco- plado de modo operável no manche de controle 110, tal que quando o piloto solicita mudan- ças na arfada, isto é, move o cabo do manche de controle 110 para frente e para trás (setas 138, 140) ao redor do eixo geométrico de controle da arfada 136, o carne do perfil de força 208 gira ao redor do eixo geométrico de controle da arfada 136 em relação ao solo 212.

O braço oscilante 210 transporta um par de roletes do seguidor de carne 214, 216. Um par de molas do seguidor de carne 218, 220 predispõe os roletes do seguidor de carne 214, 216 para o carne do perfil de força 208.

Mais particularmente, as molas do seguidor de carne 220 predispõem o braço osci- lante 210 para o carne do perfil de força 208 que transporta os roletes do seguidor de carne 214, 216. O braço oscilante 210 é preso articuladamente no solo 212 em uma extremidade e engatado pelas molas do seguidor de carne 220 para predispor os roletes do seguidor de carne 214, 216 para o carne do perfil de força 208.

Na posição neutra (figura 10), o primeiro rolete do seguidor de carne 214 é recebido em uma ranhura em formato de V 222 formada na superfície do carne 224. Na posição neu- tra, o primeiro rolete do seguidor de carne 214 engata ambos os lados da ranhura 222. A- demais, a ranhura 222 e a força de mola produzida pelas molas do seguidor de carne 220 são configuradas, tal que uma quantidade de força predeterminada precisa ser aplicada na coluna de controle 102 antes da coluna de controle se mover de qualquer modo para ajustar a arfada do avião. Essa força inicial é ilustrada na representação esquemática do perfil de força na figura 12 nos pontos 236, 237. O uso da ranhura em formato de V 222 também proporciona a força de centraliza-

ção que tenderá a predispor o manche de controle 110 de volta para as posições neutras ou centralizadas. Esse arranjo pode também ser citado como um mecanismo de centralização do tato.

Depois que uma quantidade suficiente de força é aplicada na coluna de controle 102 para superar a força requerida inicial, o primeiro rolete do seguidor de carne 214 se mo- verá ao longo de uma primeira porção 228 da superfície do carne 224. Depois de uma quan- tidade de deslocamento predeterminada, o segundo rolete do seguidor de carne 216 simul- taneamente engatará uma segunda porção 230 da superfície do carne 224. Essa segunda porção 230 proporciona um novo nível de força que precisa ser superado pelo piloto para aumentar a quantidade da arfada solicitada pelo piloto. Esse pulo descontínuo na força re- querida para deslocar a coluna de controle proporciona o retorno tátil para o piloto que o piloto está solicitando um grande grau de arfada em uma tentativa para impedir uma perda de velocidade no avião se o piloto tenta subir em uma taxa muito elevada.

O carne do perfil de força 208 ilustrado tem o perfil de força descontínua somente para as entradas de controle da arfada de subida. Como tal, quando o piloto solicita o con- trole da arfada de descida, o piloto não experimentará uma mudança descontínua na resis- tência.

Com referência à figura 12, o perfil de força para o arranjo da força de restauração 206 é ilustrado. O eixo geométrico vertical é a força de restauração que é aplicada no man- che pelo arranjo da força de restauração. O eixo geométrico horizontal é a quantidade de deslocamento do manche a partir de uma posição neutra. O perfil de força ilustra que uma quantidade mínima de força 236, 237 é necessária para deslocar inicialmente o manche 110 a partir de uma posição neutra. Quando o piloto está solicitando que a arfada mude fazendo o nariz do avião baixar, o perfil de força permanecerá contínuo não importa a quantidade de deslocamento do manche 112 a partir do neutro. Entretanto, o perfil de força ilustra que à medida que o piloto insere cada vez mais mudanças na arfada fazendo o nariz do avião se mover para cima, em algum ponto 238, a força de resistência no cabo pulará descontinua- mente. Esse ponto 238 é quando ambos o primeiro e o segundo roletes do seguidor de ca- rne 214, 216 contatam as suas porções respectivas 228, 230 da superfície do carne 224. Uma vez que o arranjo muda do engrenamento entre o primeiro rolete do seguidor de carne 214 com a primeira porção 228 para o engrenamento entre o segundo rolete do seguidor de carne 216 com a segunda porção 230, o perfil de força novamente aumenta continuamente.

Como mencionado acima, o arranjo da força de restauração 206 ilustrado fornece a resistência ao cabo de controle 114 para o grau de liberdade da arfada. Entretanto, uma unidade similar é também fornecida para o grau de liberdade do rolamento. Entretanto, essa unidade tem somente uma única porção de superfície (ao contrário das porções separadas 228, 230 do arranjo da força de restauração 206 da arfada) porque ela produz um perfil de força contínua para o rolamento em qualquer direção. O arranjo da força de restauração para o rolamento também proporcionaria a centralização do tato.

As figuras 13-16 ilustram um aspecto adicional das modalidades. Esse aspecto se refere a um mecanismo de bloqueio do piloto automático que aumenta a quantidade de re- sistência que um piloto sente no cabo quando o piloto tenta ajustar a arfada ou o rolamento manualmente quando o avião está ajustado para o piloto automático. Como os dispositivos de desconexão da arfada e rolamento discutidos previamente, os mecanismos de bloqueio do piloto automático são substancialmente os mesmos para ambos a arfada e o rolamento. Assim, somente um único mecanismo de bloqueio do piloto automático será descrito, a sa- ber, o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 para a arfada. Ademais, somente um único mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 precisa ser fornecido para cada grau de entrada (isto é, arfada ou rolamento).

A figura 13 ilustra o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 em um estado quando o piloto automático não está ativado. A figura 14 ilustra o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 no estado quando o piloto automático está ativado. As figuras 15 e 16 ilustram a operação do mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 quando o piloto está solicitando mudanças na arfada enquanto o piloto automático está ativado.

O mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 inclui um elo principal 248 que acopla de modo operável uma articulação do comando de entrada 249 do manche de con- trole 110 na haste de interligação da arfada 106. O elo principal 248 articula ao redor do eixo geométrico do piloto automático da arfada 250, tal que as entradas de controle da arfada aplicadas a ele são transferidas para a haste de interligação da arfada 106 para serem transferidas para a outra coluna de controle 104.

Durante a operação normal, o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 não tem efeito no movimento rotacional do elo principal 248 (ver figura 13). Entretanto, quando o piloto automático está ativado, o mecanismo de bloqueio do piloto automático impedirá o movimento das colunas de controle 102, 104 quando o piloto tenta ajustar manualmente a arfada do avião (ver figuras 14-16). Na modalidade ilustrada, o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 da arfada acoplará de modo operável o elo principal 248 em uma ou mais molas de resistência do piloto automático 252 que se oporão ao movimento de ambas as colunas de controle 102, 104 quando as mudanças na arfada são solicitadas e o piloto automático está ativado.

O mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 inclui um par de placas de piloto automático 254, 256. As placas de piloto automático 254 articulam ao redor do eixo geomé- trico do piloto automático 250 em uma extremidade e são elasticamente acopladas uma na outra pelas molas de resistência do piloto automático 252 na extremidade oposta. As molas de resistência do piloto automático 252 predispõem angularmente as placas do piloto auto- mático 254, 256 uma para a outra ao redor do eixo geométrico do piloto automático 250.

O elo principal 248 inclui uma projeção de engrenamento 258 (ou uma pluralidade de projeções de engrenamento) que é angularmente colocada entre as placas do piloto au- tomático 254, 256. Durante a operação manual (o piloto automático não está ativado e ilus- trada na figura 13), as superfícies internas angulares 260, 262 das placas do piloto automá- tico 254, 256 serão predispostas para engrenamento angular com a projeção de engrena- mento 258 pela pré-carga angular proporcionada pelas molas de resistência do piloto auto- mático 252. Como tal, quando o elo principal 248 é conduzido angularmente ao redor do eixo geométrico do piloto automático da arfada 250, o movimento é transferido do elo princi- pai 248 para o par de placas do piloto automático 254, 256. Mais particularmente, quando o elo principal 248 é girado no sentido horário (ilustrado como seta 264), a projeção de engre- namento 258 engatará a superfície interna angular 262 fazendo com que as placas do piloto automático 254, 256 também girem na direção horária junto com o elo principal 248. Quando o elo principal 248 é girado na direção anti-horária oposta (ilustrada como seta 266), a pro- jeção de engrenamento 258 engatará a superfície interna angular 260 fazendo com que as placas do piloto automático 254, 256 também girem na direção anti-horária junto com o elo principal 248 ao redor do eixo geométrico do piloto automático 250.

O mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 inclui um braço de aterramento 270 que seletivamente aterra as placas do piloto automático 254, 256, tal que somente uma das placas do piloto automático 254, 256 girará com o elo principal 248 ao redor do eixo geométrico do piloto automático 250 de uma vez enquanto a placa do piloto automático ater- rada 254, 256 permanece estacionária. Com uma das placas do piloto automático 254, 256 aterrada e enquanto a outra placa do piloto automático 256, 254 gira com o elo principal 248 devido ao engrenamento com a projeção de engrenamento 258, as duas placas do piloto automático 254, 256 serão predispostas angularmente para longe uma da outra, o que esti- cará as molas de resistência do piloto automático 252. Esse estiramento proporcionará o carregamento adicional que os pilotos precisam superar para mudar a posição do manche. Esse carregamento maior indica que o piloto automático está ativado.

O braço de aterramento 270 inclui um rolete de bloqueio 272 que é posicionado an- gularmente entre as placas do piloto automático 254, 256. O rolete de bloqueio 272 é a por- ção do braço de aterramento 270 que forma um ponto de contato que realmente engata as superfícies angulares internas 260, 262.

A posição radial do rolete de bloqueio 272 em relação ao eixo geométrico do piloto automático 250 determina se o modo de bloqueio está em um estado de bloqueio ou um estado livre. Um solenoide 274 conduz o braço de aterramento entre um estado de bloqueio (isto é, quando o piloto automático está ativado como nas figuras 14-16) e um estado livre (isto é, quando o piloto automático não está ativado como ilustrado na figura 13). O estado de bloqueio posiciona o rolete 272 radialmente para dentro a partir do estado livre.

O vão formado angularmente entre as superfícies angulares internas 260, 262 inclui uma zona de livramento 278 e uma zona de bloqueio 280 (ver figura 14). A zona de livra- mento 278 é radialmente para fora da zona de bloqueio 180. O rolete de bloqueio 272 fica posicionado dentro da zona de bloqueio 280 quando o piloto automático está ativado e den- tro da zona de livramento 278 quando o piloto automático está desativado.

O rolete de bloqueio 272 e as placas do piloto automático 254, 256 são configura- dos, tal que a zona de livramento 278 é dimensionada e configurada tal que quando o rolete de bloqueio 272 está na zona de livramento 278, as placas do piloto automático 254, 256 não engatarão o rolete de bloqueio 272 ou pelo menos elas não engatarão até ou aproxima- damente na quantidade máxima da arfada.

O rolete de bloqueio 272 e as placas do piloto automático 254, 256 são configura- dos, tal que a zona de bloqueio 280 é dimensionada e configurada tal que quando o rolete de bloqueio 272 está na zona de bloqueio 280, as placas do piloto automático 254, 256 en- gatarão (dependendo da direção de percurso) o rolete de bloqueio 272 para aterrar as pla- cas do piloto automático 254, 256 respectivas, como discutido previamente.

A porção de contato do braço de aterramento 270 não precisa incluir um rolete 272, mas poderia na alternativa meramente ter uma projeção.

Com referência à figura 13, um solenoide 276 é usado para mudar o mecanismo de bloqueio do piloto automático 246 entre os dois estados. O solenoide 276 é acoplado a ou de outra forma inclui o carne 278 que interage com o rolete do carne 280 em uma extremi- dade oposta do braço de aterramento 270. O solenoide 276 conduz de modo operável o braço de aterramento 270 radialmente para dentro e para fora, tal que o rolete de bloqueio 272 é seletivamente mudado entre a zona de livramento 278 (isto é, quando o piloto auto- mático não está ativo) e a zona de bloqueio 280 (isto é, quando o piloto automático está ati- vo).

Um mecanismo de bloqueio do piloto automático similar também seria fornecido en-

tre as duas colunas de controle 102, 104 para proporcionar o bloqueio do piloto automático do grau de liberdade do rolamento das colunas de controle 102, 104.

Com referência primária às figuras 1 e 2, as colunas de controle 102, 104 são mó- dulos substancialmente independentes, tal que elas são unidades de linha substituível. Em outras palavras, toda a coluna de controle 102, 104 incluindo o manche, seus sensores as- sociados, quaisquer mecanismos de bloqueio do piloto automático e quaisquer dispositivos de desconexão são formados em uma única unidade que pode ser facilmente removida da cabine do avião. Tipicamente, tudo o que seria necessário é desconectar as hastes de inter- ligação da arfada e do rolamento 106, 108 e quaisquer chicotes de fiação e a unidade esta- ria pronta para ser removida da cabine.

Como usado aqui, uma coluna de controle é uma unidade de linha substituível quando toda a funcionalidade da coluna de controle é removível como uma unidade única. Por exemplo, com referência às colunas de controle do sistema 100, toda a funcionalidade de cada coluna de controle 102, 104 é removida do avião quando a coluna de controle 102, 104 é removida.

Se a coluna de controle 102 fosse removida, todos os seus sensores 141 para sen- tir as mudanças na arfada ou rolamento, todos os arranjos da força de restauração (por e- xemplo, arranjo da força de restauração 206 e o arranjo da força de restauração para rola- mento) que proporcionam o tato para o cabo de controle, o arranjo do bloqueio do piloto au- tomático 246 para o grau de liberdade do rolamento e o mecanismo de desconexão 144 para o grau de liberdade da arfada, todos seriam removidos da cabine. Tudo o que o mecâ- nico precisaria fazer para remover a coluna de controle 102 é desconectar as hastes de in- terligação do rolamento e arfada da coluna de controle, tal como nos acoplamentos 122, desconectar quaisquer chicotes de fiação acoplando os componentes elétricos e quaisquer parafusos, tal como parafusos através da cobertura superior do alojamento 126, fixando a coluna de controle 102 na cabine. Como tal, todos os sensores, dispositivos de desconexão, dispositivos da força de restauração e dispositivos de bloqueio do piloto automático perma- neceriam como uma unidade inteira quando a coluna de controle é removida do avião.

É um aspecto adicional da invenção que um único sistema da coluna de controle pudesse ser fornecido. Em tal sistema, somente uma única das colunas de controle 102, 104 seria fornecida. Com somente uma única coluna de controle, não existiria a necessida- de das hastes de interligação 106, 108 ou quaisquer dispositivos de desconexão para desa- copiar os graus de liberdade da arfada e do rolamento entre as duas colunas de controle. Entretanto, tal unidade ainda teria dois arranjos da força de restauração (um para a arfada, um para o rolamento) e poderia incorporar o bloqueio do piloto automático. Entretanto, com somente uma coluna de controle, essa coluna única teria dois dispositivos de bloqueio do piloto automático, um dispositivo para a arfada e um dispositivo para o rolamento. Esse dis- positivo de bloqueio do piloto automático adicional geralmente ocuparia a localização onde o arranjo de desconexão ficava localizado para essa coluna de controle individual no sistema de coluna de controle duplo 100.

Em um sistema de coluna de controle único onde a coluna de controle é uma LRU, a coluna de controle e toda sua funcionalidade seriam removíveis do avião como uma única unidade independente. Como tal, todos os sensores, os arranjos de restauração de força seriam removíveis como uma unidade única. Ademais, se qualquer bloqueio do piloto auto- mático fosse provido na unidade, o mecanismo de bloqueio do piloto automático também seria removível com a coluna de controle como parte da unidade única. Todas as referências, incluindo publicações, pedidos de patente e patentes citados

aqui são, por meio disso, incorporados por referência na mesma extensão como se cada referência fosse individual e especificamente indicada para ser incorporada por referência e fosse apresentada na sua íntegra aqui.

O uso dos termos "um", "uma" e "o", "a" e referentes similares no contexto da des- crição da invenção (especialmente no contexto das reivindicações seguintes) deve ser inter- pretado para abranger ambos o singular e o plural, a menos que de outra forma indicado aqui ou claramente contradito pelo contexto. Os termos "compreendendo", "tendo", "incluin- do" e "contendo" devem ser interpretados como termos ilimitados (isto é, significando "inclu- indo, mas não limitado a,") a menos que de outra forma declarado. A recitação de faixas de valores aqui é meramente planejada para servir como um método estenográfico de referên- cia individualmente a cada valor separado que se situa dentro da faixa, a menos que de ou- tra forma indicado aqui e cada valor separado é incorporado no relatório descritivo como se ele fosse individualmente recitado aqui. Todos os métodos descritos aqui podem ser execu- tados em qualquer ordem adequada a menos que de outra forma indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto. O uso de qualquer e todos os exemplos, ou lin- guagem exemplar (por exemplo, "tal como") fornecido aqui, é planejado meramente para iluminar melhor a invenção e não impõe uma limitação no escopo da invenção a menos que de outra forma reivindicado. Nenhuma linguagem no relatório descritivo deve ser interpreta- da como indicando qualquer elemento não reivindicado como essencial para a prática da invenção.

Modalidades preferidas dessa invenção são descritas aqui, incluindo o melhor mo- do conhecido para os inventores para execução da invenção. Variações dessas modalida- des preferidas podem se tornar evidentes para aqueles versados na técnica com a leitura da descrição precedente. Os inventores esperam que os versados utilizem tais variações como apropriado e os inventores planejam que a invenção seja praticada de outra forma do que como especificamente descrito aqui. Dessa forma, essa invenção inclui todas as modifica- ções e equivalentes da matéria em questão recitada nas reivindicações anexas a ela como permitido pela lei aplicável. Além do mais, qualquer combinação dos elementos acima des- critos em todas as suas variações possíveis é abrangida pela invenção a menos que de ou- tra forma indicado aqui ou de outra forma claramente contradito pelo contexto.

Claims (24)

1. Sistema de controle, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: primeira e segunda colunas de controle para receber entradas de controle de arfada e rolamento de um piloto para um avião, cada coluna de controle tendo um cabo de controle móvel ao longo do eixo geométrico da arfada para ajustar a entrada de controle da arfada para o avião e móvel ao longo dos eixos geométricos de rolamento para ajustar a entrada do controle de rolamento para o avião, uma haste de interligação de rolamento acoplando de modo operável a primeira e a segunda colunas de controle para o movimento coordenado dos cabos de controle ao longo de cada eixo geométrico do rolamento dos cabos de controle quando uma entrada é forne- cida para qualquer um dos cabos de controle e uma haste de interligação de arfada acoplando de modo operável a primeira e a segunda colunas de controle para o movimento coordenado dos cabos de controle ao longo de cada eixo geométrico da arfada dos cabos de controle quando uma entrada é fornecida para qualquer um dos cabos de controle.

2. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um dispositivo de desconexão colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da segunda coluna para um selecionado da arfada ou rolamen- to, o dispositivo de desconexão tendo um estado acoplado acoplando fixamente os cabos para o movimento coordenado ao longo de um selecionado do eixo geométrico da arfada ou do eixo geométrico do rolamento e um estado desacoplado no qual o dispositivo de desco- nexão não acopla fixamente os cabos, tal que o movimento de um cabo ao longo do sele- cionado do eixo geométrico da arfada ou do eixo geométrico do rolamento não é translada- do para o outro cabo.

3. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de desconexão inclui: um elo pivô que é acoplado de maneira operável no cabo de uma das colunas de controle para o movimento ao redor de um eixo geométrico pivô; um elo de conexão acoplado de modo articulável no elo pivô ao redor de um eixo geométrico de liberação que é deslocado do eixo geométrico pivô; um elo de engate em U articulável em relação ao elo pivô ao redor do eixo geomé- trico pivô, o elo de engate em U podendo ser seletivamente engatado com o elo de conexão para fixar o elo de engate em U em relação ao elo pivô, o elo de engate em U sendo aco- plado de modo operável na haste de interligação da arfada.

4. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um arranjo de engate entre o elo pivô e o elo de conexão, o arranjo de engate predispondo o elo de conexão para engrenamento com o elo de engate em U no estado acoplado.

5. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um elemento de predisposição de desconexão predispondo o elo de conexão para longe do elo de engate em U para desconectar o elo de conexão do elo de engate em U no estado desacoplado.

6. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o arranjo de engate inclui uma garra de articulação e uma mola de pré-carga, a mola de pré-carga se estendendo entre a garra de articulação e o elo de conexão; no estado acoplado, a garra de articulação fica em uma primeira posição e estica a mola de pré-carga para predispor o elo de conexão para engrenamento com o elo de engate em U; no estado desacoplado, a garra de articulação fica em uma segunda posição e reduz a tensão da mola de pré-carga para permitir que o elo de conexão seja desacoplado do elo de engate em U.

7. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um elemento de predisposição de desconexão predispondo o elo de conexão para longe do elo de engate em U para desconectar o elo de conexão do elo de engate em U no estado desacoplado quando a garra de articulação está na segunda posi- ção.

8. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o elo de conexão inclui um par de roletes separados, uma extremidade distai do elo de engate em U é recebida entre o par de roletes no estado acoplado.

9. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a extremidade distai do elo de engate em U inclui uma Iingueta cônica, o elo de conexão sendo elasticamente predisposto para o elo de engate em U.

10. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a haste de interligação relacionada com o selecionado da arfada ou rolamento é articuladamente acoplada no elo de engate em U em uma posição entre a Iingueta cônica e a conexão articulada entre o elo de engate em U e o elo pivô.

11. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um solenoide, o solenoide engatando seletivamente a garra de arti- culação no estado acoplado e impedindo que a garra de articulação mude da primeira posi- ção para a segunda posição, o solenoide sendo energizado tal que o solenoide desengata a garra de articulação permitindo que a garra de articulação mude da primeira posição para a segunda posição permitindo que o dispositivo de desconexão mude para o estado desaco- plado.

12. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um mecanismo de bloqueio de piloto automático associado com um selecionado da arfada ou rolamento, o mecanismo de bloqueio do piloto automático produ- zindo resistência maior que precisa ser superada para manipular a primeira e a segunda colunas de controle ao longo do selecionado do eixo geométrico da arfada ou do eixo geo- métrico do rolamento quando o piloto automático é ativado.

13. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pe- Io fato de que o bloqueio do piloto automático inclui: primeira e segunda placas de piloto automático sendo articuláveis ao redor de um eixo geométrico do piloto automático; uma mola de resistência do piloto automático predispondo as extremidades da pri- meira e da segunda placas de piloto automático angularmente uma para a outra ao redor do eixo geométrico do piloto automático; um elo principal articulável ao redor do eixo geométrico do piloto automático, a has- te de interligação acoplada no manche de controle através do elo principal, o elo principal engatando de modo operável a primeira placa de piloto automático quando girado angular- mente em uma primeira direção e engatando de maneira operável a segunda placa do piloto automático quando girado angularmente em uma segunda direção, oposta a primeira dire- ção; um arranjo de aterramento, quando o piloto automático é ativado, aterrando seleti- vamente a segunda placa do piloto automático quando o elo principal é girado na primeira direção e aterrando seletivamente a primeira placa do piloto automático quando o elo princi- pai é girado na segunda direção.

14. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o elo principal inclui um compensador de engrenamento angularmente colo- cado entre a primeira e a segunda placas do piloto automático, o compensador de engre- namento engatando angularmente a primeira e a segunda placas do piloto automático quando o elo principal é girado na primeira e na segunda direções, respectivamente.

15. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o arranjo de aterramento inclui um braço de bloqueio que inclui um ponto de contato angularmente colocado entre a primeira e a segunda placas do piloto automático, pelo menos quando o piloto automático é ativado, o ponto de contato engatando a primeira e a segunda placas do piloto automático quando a primeira e a segunda placas do piloto au- tomático são aterradas.

16. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o braço de bloqueio é transicional entre uma posição de bloqueio quando o piloto automático é ativado e uma posição de livramento quando o piloto automático não é ativado; na posição de bloqueio, o ponto de contato engata com a primeira placa do piloto automático quando o elo principal gira na segunda direção e engata com a segunda placa do piloto automático quando o elo principal gira na primeira direção; na posição de livramento, o ponto de contato não engata a primeira ou a segunda placas de piloto automático quando o elo principal é girado ao redor do eixo geométrico do piloto automático.

17. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o dispositivo de desconexão precisa ser manualmente restaurado.

18. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que ainda inclui um dispositivo de desconexão de arfada colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da segunda coluna, o dispositivo de desconexão de arfada tendo um estado acoplado acoplando fixamente os cabos para o movimento coorde- nado ao longo de cada eixo geométrico da arfada dos cabos de controle e um estado desa- coplado no qual o dispositivo de desconexão de arfada desacopla os cabos, tal que o movi- mento de um cabo ao longo do eixo geométrico da arfada do cabo não é transladado para o outro cabo, ainda incluindo um dispositivo de desconexão de rolamento colocado entre o cabo da primeira coluna de controle e o cabo da segunda coluna, o dispositivo de descone- xão de rolamento tendo um estado acoplado acoplando fixamente os cabos para o movi- mento coordenado ao longo de cada eixo geométrico do rolamento dos cabos de controle e um estado desacoplado no qual o dispositivo de desconexão de rolamento desacopla os cabos, tal que o movimento de um cabo ao longo do eixo geométrico do rolamento do cabo não é transladado para o outro cabo.

19. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pe- lo fato de que a primeira coluna de controle inclui o dispositivo de desconexão de arfada e a segunda coluna de controle inclui o dispositivo de desconexão de rolamento.

20. Sistema de controle, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pe- Io fato de que a primeira e a segunda colunas de controle são unidades de linha substituível.

21. Coluna de controle, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende: um manche de controle articulável ao redor de um eixo geométrico da arfada e um eixo geométrico do rolamento; uma pluralidade de sensores acoplados de modo operável no manche de controle para sentir as mudanças na posição do manche de controle ao redor do eixo geométrico da arfada e do eixo geométrico do rolamento; um arranjo de força de restauração de arfada se opondo ao movimento do manche de controle a partir de uma posição neutra ao redor do eixo geométrico da arfada; um arranjo de força de restauração do rolamento se opondo ao movimento do man- che de controle a partir de uma posição neutra ao redor do eixo geométrico do rolamento e no qual a coluna de controle é uma unidade de linha substituível.

22. Coluna de controle, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelo fato de que ainda compreende um mecanismo de bloqueio de piloto automático da arfada e um mecanismo de bloqueio do piloto automático de rolamento, o mecanismo de bloqueio do piloto automático de arfada aumentando a resistência que se opõe ao movimento do man- che de controle a partir da posição neutra ao redor do eixo geométrico da arfada quando o piloto automático é ativado; o mecanismo de bloqueio do piloto automático de rolamento aumentando a resistência se opondo ao movimento do manche de controle a partir da posi- ção neutra ao redor do eixo geométrico da arfada quando o piloto automático é ativado.

23. Coluna de controle, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelo fato de que ainda compreende um mecanismo de bloqueio do piloto automático associado com um selecionado da arfada ou rolamento, o mecanismo de bloqueio do piloto automático proporcionando resistência maior que precisa ser superada para manipular a coluna de con- trole ao longo do selecionado do eixo geométrico da arfada ou eixo geométrico do rolamento quando o piloto automático é ativado.

24. Coluna de controle, de acordo com a reivindicação 21, CARACTERIZADA pelo fato de que ainda inclui um dispositivo de desconexão acoplado no manche de controle para um selecionado da arfada ou rolamento, o dispositivo de desconexão tendo uma porção de entrada acoplada no manche de controle e uma porção de saída que pode ser acoplada de modo operável em uma haste de interligação para transmitir os sinais do controle de entrada aplicados no manche de controle para uma coluna de controle separada, o dispositivo de desconexão tendo um estado acoplado acoplando fixamente a porção de entrada na porção de saída em um estado desacoplado no qual a porção de entrada não é fixamente acoplada na porção de saída, tal que o movimento do cabo de controle não é transmitido para a por- ção de saída e o movimento da porção de saída não é transmitido para o cabo de controle.