ES2244904T3 - Inversor de empuje electromecanico para turborreactor con control permanente de posicion. - Google Patents
Inversor de empuje electromecanico para turborreactor con control permanente de posicion.Info
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Abstract
Inversor de empuje para turborreactor destinado a ser fijado sobre un avión, que comprende: - dos puertas (10a, 10b) desplazables entre una posición de apertura y una posición de cierre del inversor, estando cada una de dichas puertas controlada por una caja electrónica de mando (18a, 18b); - por lo menos un captador (40, 42, 43) por puerta que mide por lo menos un dato de posición de dicha puerta, estando dicho por lo menos un captador de cada puerta conectado a dicha caja electrónica de mando que controla dicha puerta a fin de transmitirle dicho dato de posición de dicha puerta, estando dichas cajas electrónicas de mando conectadas entre sí a fin de intercambiarse dicho dato de posición; y - un calculador electrónico de plena autoridad (20) que comprende dos vías (20a, 20b) conectadas cada una a una caja electrónica de mando (18a, 18b) a fin de recibir de cada una de dichas cajas electrónicas los datos de posiciones de cada una de dichas puertas y un dato sobre el estado de funcionamientode cada una de dichas cajas electrónicas, caracterizado porque dichas vías están conectadas entre sí a fin de intercambiarse dichos datos de posiciones de dichas puertas y de estado de dichas cajas electrónicas de manera que el piloto del avión está permanentemente informado de la posición de dichas puertas y del estado de dichas cajas electrónicas, incluso en caso de avería de una de dichas cajas electrónicas o de una de las vías de dicho calculador electrónico de plena autoridad.
Description
Inversor de empuje electromecánico para
turborreactor con control permanente de posición.
La presente invención se refiere al campo general
de los inversores de empuje para turborreactor de doble flujo. La
invención prevé más particularmente un inversor de empuje
electromecánico que comprende por lo menos dos elementos
desplazables que cooperan, en posición de apertura del inversor, en
la producción de la inversión de empuje, tal como, por ejemplo, un
inversor de empuje de rejillas, de puertas o de conchas
(coquillas).
Los inversores de empuje que equipan los
turborreactores de doble flujo son bien conocidos en el campo de la
aeronáutica. Sirven para aumentar la seguridad de un avión
proporcionando una ayuda al frenado cuando tiene lugar el aterrizaje
de éste. Los inversores de empuje se presentan generalmente en
forma de por lo menos dos elementos móviles, tales como unas
puertas deslizantes, que son susceptibles de ser desplazados con
respecto a la cuna del turborreactor por medio de datos de mando de
manera que constituyan, cuando tiene lugar el funcionamiento en
inversión de empuje, es decir en posición de apertura, un obstáculo
para una parte de los gases salidos del turborreactor que son
dirigidos de nuevo hacia adelante de manera que proporcionen un
empuje inverso al avión.
A fin de ofrecer al sistema de mando del inversor
de empuje un perfecto conocimiento de la posición en la cual se
encuentran las puertas del inversor, es conocido equipar éstas con
múltiples captadores de posición conectados directamente a una caja
de mando del inversor. Generalmente, estos captadores están
posicionados a nivel de cada gato de mando y están asociados a unos
detectores de estado de cada sistema de enclavamiento del inversor.
Estos captadores y estos detectores representan así una seguridad
para el piloto que debe estar de forma permanente informado de la
posición desplegada o retraída de las puertas del inversor.
Como un inversor de empuje con dos puertas
deslizantes comprende generalmente, por puerta, tres gatos de mando
y tres sistemas diferentes de enclavamiento, resulta de ello un
gran número de captadores de posición por inversor. Dicha abundancia
de captadores tiene por efecto multiplicar los riesgos posibles de
avería de estos captadores, haciendo el conjunto así creado poco
fiable. Esta abundancia de captadores es también perjudicial para
la masa del inversor de empuje.
Además, los captadores de posición generalmente
utilizados son unos sensores de tope que señalan únicamente la
posición desplegada o retraída del inversor. Dichos captadores no
permiten proporcionar una información suficientemente fiable sobre
la posición exacta de las puertas del inversor. En efecto, en caso
de bloqueo o de encallado de una de las puertas, es difícil, casi
imposible conocer la posición exacta en la cual se sitúa el
inversor de empuje.
El documento US nº 5.960.626 describe un sistema
de mando eléctrico para inversor de empuje. El documento US nº
6.439.504 describe un inversor de empuje cuyas puertas son mandadas
cada una por una caja electrónica de mando, estando estas cajas
conectadas entre sí y a un calculador electrónico del motor.
La presente invención prevé por tanto evitar
dichos inconvenientes proponiendo un inversor de empuje que permite
ofrecer un conocimiento permanente de la posición de las puertas,
incluso en caso de avería, a fin de incrementar la seguridad del
avión.
A este fin, está previsto un inversor de empuje
para turborreactor destinado a ser fijado sobre un avión,
caracterizado porque comprende: dos puertas desplazables entre una
posición de apertura y una posición de cierre del inversor, estando
las puertas cada una controlada por una caja electrónica de mando;
por lo menos un captador por puerta que mide por lo menos un dato
de posición de la puerta, estando dicho por lo menos un captador de
cada puerta conectado a la caja electrónica de mando que controla
la puerta a fin de transmitirle el dato de posición de la puerta,
estando las cajas electrónicas de mando conectadas entre sí a fin
de intercambiarse dicho dato de posición; y un calculador
electrónico de plena autoridad que comprende dos vías conectadas
cada una a una caja electrónica de mando a fin de recibir de cada
una de dichas cajas electrónicas los datos de posiciones de cada una
de las puertas y un dato sobre el estado de funcionamiento de cada
una de dichas cajas electrónicas, estando las vías conectadas entre
sí a fin de intercambiarse los datos de posiciones de las puertas y
de estado de las cajas electrónicas de manera que el piloto del
avión está permanentemente informado de la posición de las puertas
y del estado de las cajas electrónicas, incluso en caso de avería
de una de las cajas electrónicas o de una de las vías del calculador
electrónico de plena autoridad.
De esta manera, los intercambios de datos entre
las cajas electrónicas de mando y entre las vías del calculador
permiten mejorar la eficacia de transmisión de los datos al piloto
del avión, en particular en caso de avería de una de las cajas o de
una de las vías del calculador. Estas transmisiones de datos al
avión están aseguradas por un duplicado de los datos, y no por una
redundancia de los captadores, asegurando así una mejor fiabilidad
por una parte, y una disminución de la masa por otra parte.
Cada puerta es ventajosamente desplazable bajo la
acción de por lo menos un gato de mando y el inversor comprende,
para cada puerta, un primer captador posicionado a nivel de por lo
menos un gato de mando de manera que mida la posición del gato de
mando. Preferentemente, el primer captador mide en continuo la
posición del gato de mando. Una medición en continuo de la posición
de cada puerta permite en particular asegurar una sincronización del
desplazamiento del inversor. La misma permite también detectar
rápidamente un eventual encallado o bloqueo del inversor, lo que
limita los daños potenciales que puede generar un encallado o
bloqueo.
A cada puerta está asociado un dispositivo de
bloqueo mecánico que permite asegurar una retención de la puerta,
comprendiendo el inversor, para cada puerta, un segundo captador
que mide un dato de estado del dispositivo de bloqueo mecánico.
Asimismo, puede estar también previsto un dispositivo de
enclavamiento a tope que permite asegurar una retención de la
puerta, comprendiendo el inversor entonces para cada puerta un
tercer captador que mide un dato de estado de dicho
dispositivo.
A fin de evitar casos de dobles averías
independientes, cada caja electrónica de mando está ventajosamente
conectada a las dos vías del calculador electrónico de plena
autoridad de manera que el piloto del avión está permanentemente
informado de la posición de las puertas y del estado de las cajas
electrónicas, incluso en caso de avería de una de las cajas
electrónicas y de una de las vías del calculador electrónico de
plena autoridad.
Otras características y ventajas de la presente
invención resultarán de la descripción dada a continuación, con
referencia a los planos anexos que ilustran un ejemplo de
realización desprovisto de cualquier carácter limitativo. En las
figuras:
- la figura 1 es un esquema que ilustra un
ejemplo de realización del inversor de empuje según la
invención;
- la figura 2 es un esquema funcional del ejemplo
de realización del inversor de empuje de la figura 1.
Se hará referencia en principio a la figura 1 que
ilustra un ejemplo de realización del inversor de empuje según la
invención.
El inversor de empuje comprende dos puertas 10a,
10b desplazables cada una entre una posición de apertura y una
posición de cierre del inversor, por lo menos un gato de mando 12
(tres gatos están representados en la figura 1, un gato central y
dos gatos posicionados en los dos extremos laterales de cada
puerta).
El inversor comprende además dos motores
eléctricos 14a, 14b que controlan cada uno el desplazamiento de una
puerta. Estos motores eléctricos arrastran los gatos 12 de mando de
cada puerta 10a, 10b por medio de árboles de transmisión 16 que
conectan los gatos de mando de cada puerta entre sí.
Cada motor eléctrico 14a, 14b está directamente
montado sobre una caja electrónica de mando 18a, 18b que rige toda
la secuencia de desplazamiento de las dos puertas y regula la
velocidad de rotación del motor eléctrico. Cada caja electrónica de
mando 18a, 18b está conectada eléctricamente a una de las dos vías
20a, 20b de un calculador electrónico de plena autoridad 20,
comúnmente denominado FADEC (Full Authority Digital Engine
Control). La orden de desplegado o de retracción del inversor de
empuje es emitida por el calculador FADEC hacia las cajas
electrónicas 18a, 18b. Es también posible integrar las cajas
electrónicas en el calculador FADEC. Las vías 20a, 20b del
calculador electrónico de plena autoridad 20 pueden intercambiar
datos entre sí.
La alimentación eléctrica de las cajas
electrónicas de mando 18a, 18b se efectúa por medio de un arnés
eléctrico 22 conectado sobre la red eléctrica 24 del avión sobre el
cual el turborreactor está montado. Las cajas electrónicas de mando
transforman y adoptan la señal eléctrica a fin de alimentar los
motores eléctricos 14a, 14b.
Los gatos 12 de mando de las puertas del inversor
son del tipo electromecánico. Son arrastrados por unas cajas de
engranajes 26 montadas sobre cada gato. La ley de mando (en
velocidad o de tipo todo o nada) de las puertas 10a, 10b del
inversor es transmitida de las cajas electrónicas hacia cada gato
de mando 12 por medio de los motores eléctricos 14a, 14b, de los
árboles de transmisión 16 y de las cajas de engranajes 26.
Una toma de movimiento 28 puede estar prevista a
nivel de uno de los gatos de mando 12 a fin de permitir un mando
manual de la puerta asociada al gato de mando, en particular cuando
tienen lugar operaciones de mantenimiento del inversor de empuje. En
el ejemplo ilustrado en la figura 1, el gato 12 central presenta
dicha toma de movimiento 28 a nivel de su caja de arrastre 26.
Estando las cajas de arrastre de cada puerta unidas entre sí, esta
toma permite así a un operador encargado del mantenimiento mandar la
apertura y/o el cierre de las puertas del inversor con la ayuda de
una sola manivela, por ejemplo. El acceso a la toma de movimiento
28 de cada puerta puede estar conectado eléctricamente a la caja
electrónica de mando 18a, 18b y así desactivar la alimentación
eléctrica cuando tienen lugar estas operaciones de mantenimiento a
fin de evitar cualquier desplegado intempestivo del inversor.
Las cajas electrónicas de mando 18a, 18b pueden
además intercambiar datos entre sí por medio de una conexión
eléctrica 30 de tipo arnés. Estos intercambios de datos entre las
dos cajas electrónicas permiten en particular asegurar una
comparación de las informaciones de posiciones que provienen de las
dos puertas. Una unión mecánica 32 entre las dos puertas 10a, 10b y
un árbol flexible de sincronización 34 que une entre sí unos gatos
de cada puerta pueden también estar previstos a fin de facilitar la
sincronización del desplazamiento de las dos puertas.
El inversor de empuje comprende tres niveles de
enclavamiento que permiten asegurar individualmente la retención
del inversor de empuje.
Un primer nivel de enclavamiento es realizado por
un dispositivo de bloqueo mecánico 36, denominado pestillo
primario, asociado a cada puerta del inversor. Cada pestillo
primario está montado directamente sobre el motor eléctrico 14a, 14b
y es mandado por la caja electrónica 18a, 18b. Estos pestillos
primarios 36 permiten asegurar individualmente la retención de la
puerta que le está asociada. Por ejemplo, pueden ser de tipo freno
de disco o de tipo bloqueo por pivote que pasa a obstaculizar el
movimiento del árbol de transmisión.
Teniendo en cuenta que las dos puertas están
ligadas mecánicamente por medio de las uniones 32 y 34, el pestillo
primario 36 de una de las puertas constituye un segundo nivel de
enclavamiento para la otra puerta de la cual constituye un pestillo
secundario. El pestillo secundario está destinado a absorber las
cargas de la puerta en caso de fallo del pestillo primario. Así, si
el dispositivo de bloqueo de una de las puertas es considerado como
el pestillo primario, el dispositivo de bloqueo de la otra puerta
puede ser considerado como el pestillo secundario y viceversa.
El tercer nivel de enclavamiento es realizado por
un dispositivo de enclavamiento a tope 38, llamado pestillo
terciario, que está posicionado en el extremo lateral de cada
puerta o de una sola puerta. Estos pestillos terciarios pueden estar
conectados a las cajas electrónicas 18a, 18b, al calculador FADEC
20 y/o directamente a la cabina del avión. Son preferentemente
mandados directamente desde la cabina de mando del avión a fin de
garantizar una seguridad de funcionamiento suficiente y de
liberarse de eventuales modos comunes. En efecto, cuando están
conectados al FADEC o a la cabina de mando del avión, los pestillos
terciarios permanecen operativos incluso en caso de fallo de las
cajas electrónicas de mando 18a, 18b. Permiten absorber las cargas
de la puerta del inversor en caso de fallo de los pestillos
primario y secundario.
Además, el inversor de empuje según la invención
comprende por lo menos un captador o detector por puerta que mide
por lo menos un dato de posición de la puerta 10a, 10b. Estos
captadores o detectores que permiten controlar la posición abierta o
cerrada de cada puerta del inversor están conectados eléctricamente
a la caja electrónica 18a, 18b de la puerta controlada por esta
caja. Son alimentados eléctricamente por estas cajas
electrónicas.
Ventajosamente, el inversor puede comprender,
para cada puerta 10a, 10b, un juego de captadores que presenta un
primer captador 40 que mide un dato de posición de la puerta, un
segundo captador 42 que mide un dato de estado del pestillo primario
36 y un tercer captador 43 que mide un dato de estado del pestillo
terciario 38.
El primer captador 40 que mide un dato de
posición de la puerta está por ejemplo posicionado a nivel de la
caja de engranajes 26 de uno de los gatos de mando 12 de la puerta.
El primer captador 40 está conectado a la caja electrónica de mando
18a, 18b a fin de transmitirle los datos referentes a la posición
de la puerta.
Preferentemente, el primer captador 40 mide en
continuo la posición del gato de mando 12 al cual está asociado.
Por ejemplo, el primer captador es un captador eléctrico de
desplazamiento angular del tipo "resolver" (captador de
rotación) que permite proporcionar una señal eléctrica
característica de la posición angular de un rotor (no representado
en las figuras) de la caja de engranajes 26 montado sobre el gato de
mando 12 al cual el captador está asociado. La medición en continuo
asegurada por dicho captador de desplazamiento angular permite
conocer en cualquier momento la posición del gato de mando y permite
así la sincronización de las puertas cuando tienen lugar sus
desplazamientos. En efecto, dicha medida de la posición permite
detectar cualquier diferencia de posición entre las dos puertas
10a, 10b, y por tanto regular la velocidad de cada uno de los dos
motores eléctricos 14a, 14b por medio de las cajas electrónicas de
mando 18a, 18b a fin de obtener un desplazamiento correcto del
inversor. Por otra parte, la medición en continuo en la posición de
cada puerta permite detectar un eventual bloqueo o encallado de una
puerta de manera mucho más precoz con respecto a simples sensores
de tope. Esto evita por tanto a los motores eléctricos forzar las
puertas a desplazarse conduciendo generalmente a una acentuación del
bloqueo o encallado. De esta manera, la utilización de captadores
de desplazamiento angular asegura una autoprotección del inversor
de manera que minimice los daños potenciales, y por tanto los
costes de reparación asociados. Finalmente, la medición en continuo
es un medio de detectar eventuales no desenclavamientos de los
pestillos 36, 38 que no hubieran sido detectados, lo que mejora la
seguridad.
Los segundos y terceros captadores 42, 43 pueden
ser unos detectores de estado del pestillo primario y del pestillo
terciario que informan a las cajas electrónicas 18a, 18b y que
controlan cada puerta del estado de enclavado o desenclavado de los
pestillos. Los segundos y terceros captadores 42, 43 están
conectados a la caja electrónica 18a, 18b a fin de transmitirle
unos datos referentes a la posición de los pestillos. Por ejemplo,
estos captadores pueden ser unos proxímetros de tipo óptico o
magnético o también unos contactores mecánicos.
Como se ha ilustrado en la figura 2, los
captadores 40, 42 y 43 de cada puerta 10a, 10b transmiten a la caja
electrónica 18a, 18b que controla la puerta los datos de posición
de la puerta y del estado de cada pestillo primario y terciario
(transmisiones 44). Las cajas electrónicas 18a, 18b que están
conectadas entre sí por la conexión eléctrica 30 (ver figura 1) se
intercambian los datos de posición de cada puerta y de estado de
cada pestillo primario y terciario (transmisiones 46), de manera
que cada caja electrónica recibe los datos que provienen de los dos
juegos de captadores. Las vías 20a, 20b del calculador FADEC 20 que
están conectadas a cada caja electrónica 18a, 18b reciben así los
datos que provienen de los dos juegos de captadores 40, 42, 43
(transmisiones 48). Las mismas son por tanto individualmente
informadas de la posición de cada puerta 10a, 10b y del estado de
cada pestillo primario y terciario. Por otra parte, cada caja
electrónica 18a, 18b envía también unos datos que se refieren a su
propio estado de funcionamiento hacia la vía 20a, 20b
correspondiente del calculador FADEC (transmisiones 48). Las vías
del calculador FADEC, pueden intercambiarse estos datos entre sí
(transmisiones 50). El calculador electrónico de plena autoridad
transmite entonces a la cabina de mando del avión los datos de
posición de las dos puertas 10a, 10b y del estado de cada pestillo
primario y terciario, así como los datos referentes al estado de
funcionamiento de las dos cajas electrónicas 18a, 18b
(transmisiones
52).
52).
Así, gracias a estos cruces de datos, el inversor
de empuje según la invención permite informar de forma permanente
al sistema de mando del inversor de empuje de la posición de las
dos puertas del inversor y del estado de funcionamiento de las dos
cajas electrónicas, y ello en todos los casos de avería. Así:
- en caso de avería de una de las cajas
electrónicas 18a, 18b: el estado de no funcionamiento de esta caja
electrónica es enviado a la vía 20a, 20b del calculador FADEC que
le está asociada. Como cada caja electrónica recibe los datos
referentes a la posición de las dos puertas 10a, 10b, éstos son
transmitidos a la vía 20a, 20b del calculador FADEC asociada a la
caja electrónica restante. Además, puesto que las dos vías 20a, 20b
del calculador FADEC se intercambian los datos, cada una de ellas
está informada sobre el estado del sistema de mando del inversor de
empuje;
- en caso de avería de una de las vías 20a, 20b
del calculador FADEC: dado que cada vía del calculador FADEC recibe
los datos referentes a la posición de las dos puertas y el estado
de funcionamiento de las dos cajas electrónicas, estos datos serán
transmitidos al sistema de mando del inversor de empuje por la vía
restante del calculador FADEC;
- en caso de avería de una caja electrónica 18a,
18b y de una vía 20a, 20b del calculador FADEC asociadas a la misma
puerta 10a, 10b: este caso de avería correspondiente al caso de
avería de una vía del calculador FADEC descrita anteriormente,
transmitiendo la vía restante del calculador FADEC al sistema de
mando del inversor de empuje los datos; y
- a fin de tratar un caso de avería de una caja
electrónica 18a, 18b y de una vía 20a, 20b del calculador FADEC que
no están asociados a la misma puerta 10a, 10b, está ventajosamente
previsto conectar cada caja electrónica a cada vía del calculador
FADEC de manera que la vía restante del calculador FADEC recibe
todos los datos necesarios para transmitirlos al sistema de mando
del inversor de empuje. Estas transmisiones 54 de datos entre las
cajas electrónicas y las vías del calculador FADEC están
representadas a trazos en la figura 2.
Claims (6)
1. Inversor de empuje para turborreactor
destinado a ser fijado sobre un avión, que comprende:
- dos puertas (10a, 10b) desplazables entre una
posición de apertura y una posición de cierre del inversor, estando
cada una de dichas puertas controlada por una caja electrónica de
mando (18a, 18b);
- por lo menos un captador (40, 42, 43) por
puerta que mide por lo menos un dato de posición de dicha puerta,
estando dicho por lo menos un captador de cada puerta conectado a
dicha caja electrónica de mando que controla dicha puerta a fin de
transmitirle dicho dato de posición de dicha puerta, estando dichas
cajas electrónicas de mando conectadas entre sí a fin de
intercambiarse dicho dato de posición; y
- un calculador electrónico de plena autoridad
(20) que comprende dos vías (20a, 20b) conectadas cada una a una
caja electrónica de mando (18a, 18b) a fin de recibir de cada una
de dichas cajas electrónicas los datos de posiciones de cada una de
dichas puertas y un dato sobre el estado de funcionamiento de cada
una de dichas cajas electrónicas, caracterizado porque
dichas vías están conectadas entre sí a fin de intercambiarse dichos
datos de posiciones de dichas puertas y de estado de dichas cajas
electrónicas de manera que el piloto del avión está permanentemente
informado de la posición de dichas puertas y del estado de dichas
cajas electrónicas, incluso en caso de avería de una de dichas cajas
electrónicas o de una de las vías de dicho calculador electrónico
de plena autoridad.
2. Inversor de empuje según la reivindicación 1,
caracterizado porque cada puerta es desplazable bajo la
acción de por lo menos un gato de mando (12), comprendiendo dicho
inversor, para cada puerta, un primer captador (40) posicionado a
nivel de dicho por lo menos un gato de mando de manera que mida la
posición de dicho gato de mando.
3. Inversor según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho primer captador (40) mide en
continuo la posición de dicho gato de mando.
4. Inversor según una de las reivindicaciones 2 ó
3, caracterizado porque a cada puerta está asociado un
dispositivo de bloqueo mecánico (36) que permite asegurar una
retención de dicha puerta, comprendiendo dicho inversor, para cada
puerta, un segundo captador (42) que mide un dato de estado de
dicho dispositivo de bloqueo mecánico.
5. Inversor según la reivindicación 4,
caracterizado porque a cada puerta está asociado un
dispositivo de enclavamiento de tope (38) que permite asegurar una
retención de dicha puerta, comprendiendo dicho inversor, para cada
puerta, un tercer captador (43) que mide un dato de estado de dicho
dispositivo de enclavamiento de tope.
6. Inversor de empuje según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque cada caja
electrónica de mando (18a, 18b) está conectada a las dos vías (20a,
20b) de dicho calculador electrónico de plena autoridad (20) de
manera que el piloto del avión está permanentemente informado de la
posición de dichas puertas y del estado de dichas cajas
electrónicas, incluso en caso de avería de una de dichas cajas
electrónicas y de una de las vías de dicho calculador electrónico
de plena autoridad.
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