JP2004276902A - 連続位置制御を有する電気機械ターボジェットスラストリバーサ - Google Patents

Abstract

【課題】故障した場合でも、ドアの位置に関する連続的な情報を提供し、それにより航空機の安全性を増大するスラストリバーサを提供する。
【解決手段】ターボジェットスラストリバーサは、２つのドア１０ａ、１０ｂと、ドアに関する位置データの少なくとも１つの項目を測定する、ドアにつき少なくとも１つのセンサ４０、４２、４３と、、各ドアの位置に関するデータと、各電子制御ユニットの動作状態に関するデータとを、電子制御ユニットから受信するために、両方の電子制御ユニット１８ａ、１８ｂにそれぞれ接続された２つのチャネル２０ａ、２０ｂを有するＦＡＤＥＣ２０とを備え、チャネルが、ドアの位置データおよび電子制御ユニットの状態データを交換するために互いに接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バイパスターボジェットのためのスラストリバーサの一般的な分野に関する。より具体的には、本発明は、グリッド、ドア、またはシェルスラストリバーサなど、推力を反転させるためにリバーサの開放位置において協働する少なくとも２つの変位可能要素を備える電気機械スラストリバーサに関する。

バイパスターボジェットに取り付けられるスラストリバーサは、航空学の分野ではよく知られている。スラストリバーサを使用して、着陸中に制動を補助することによって、航空機の安全性を増大する。スラストリバーサは、一般に、スライドドアなど、制御アクチュエータによってターボジェットのポッドに対して移動させるのに適している少なくとも２つの移動要素の形態であり、推力が反転されて動作しているとき、すなわち開放位置にあるとき、スラストリバーサは、ターボジェットから放出される気体の一部に対して障害物を構成する。気体の一部は、反転推力を航空機に伝達するように前方に向け直される。

スラストリバーサの制御システムに、リバーサのドアが見つけられるべき位置に関する精確な情報を提供するために、リバーサ制御ユニットに直接接続された複数の位置センサをドアに取り付けることが知られている。一般に、センサは、各制御アクチュエータに配置され、リバーサの各ロッキングシステムの状態を検出するための検出器に結合される。これにより、そのようなセンサおよび検出器は、安全性を提供し、リバーサドアの展開位置または引き込み位置について、パイロットに連続的に通知し続けることを可能にする。

２つのスライドドアを有するスラストリバーサは、一般に、各ドアについて、３つの制御アクチュエータと、３つの異なるロッキングシステムとを備えるので、リバーサにつき多数の位置センサが必要となる。そのような多数のセンサは、センサが故障する危険性を増大し、それにより組立て品全体としての信頼性を低減するという影響を有する。この多数のセンサは、スラストリバーサの全重量の点でも有害である。

さらに、一般的に使用される位置センサは、リバーサが展開位置にあるときまたは引き込み位置にあるときのみを示す、アバットメントセンサ（ａｂｕｔｍｅｎｔ ｓｅｎｓｏｒ）である。そのようなセンサは、リバーサのドアの正確な位置に関して十分に精確な情報を得ることができない。ドアの一方がブロッキングまたはジャミングされた場合、スラストリバーサが見つけるべき正確な位置を決定することが困難であり、またはさらには不可能である。

したがって、本発明は、故障した場合でも、ドアの位置に関する連続的な情報を提供し、それにより航空機の安全性を増大するスラストリバーサを提供することによって、そのような欠点を軽減することを追及する。

このために、本発明は、航空機に装備するためのターボジェットスラストリバーサを提供する。リバーサは、リバーサの開放位置と閉鎖位置との間で変位可能であり、それぞれの電子制御ユニットによってそれぞれ制御される２つのドアと、前記ドアに関する位置データの少なくとも１つの項目を測定する、ドアにつき少なくとも１つのセンサとを備え、各ドアの少なくとも１つのセンサが、前記ドアの位置データを前記電子制御ユニットに伝送するために、前記ドアを制御する前記電子制御ユニットに接続され、前記電子制御ユニットが、前記位置データを交換するために互いに接続され、スラストリバーサは、さらに、前記各電子制御ユニットの動作状態に関するデータと共に、前記電子制御ユニットから各ドアの位置データを受信するために、それぞれ両方の電子制御ユニットに接続された２つのチャネルを有する全機能デジタルエンジン制御（Ｆｕｌｌ Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ、ＦＡＤＥＣ）を備え、前記チャネルが、前記ドアの位置データおよび前記電子制御ユニットの状態データを交換するように互いに接続され、前記電子制御ユニットの一方および前記ＦＡＤＥＣチャネルの一方が故障した場合でも、前記ドアの位置と前記電子制御ユニットの状態とについて、航空機のパイロットが連続的に通知されることを特徴とする。

その結果、電子制御ユニットとＦＡＤＥＣのチャネルとの間のデータ交換により、具体的には、ユニットの一方またはＦＡＤＥＣチャネルの一方が故障した場合に、航空機パイロットにデータを伝送する有効性を改善することが可能になる。この航空機へのデータの伝送は、センサの冗長性によってではなく、データを複製することによって提供され、したがって、信頼性の向上と重量の減少とが提供される。

各ドアは、少なくとも１つの制御アクチュエータから駆動されて変位可能であることが有利であり、前記リバーサは、各ドアについて、前記制御アクチュエータの位置を測定するように、前記少なくとも１つの制御アクチュエータに配置された第１センサを含む。前記第１センサは、前記制御アクチュエータの位置を連続的に測定することが好ましい。各ドアの位置を連続的に測定することにより、具体的にはリバーサの移動を同期させることが可能である。また、リバーサのジャミングまたはブロッキングを迅速に検出して、それにより、ジャミングまたはブロッキングから生じることがある潜在的な損傷を制限することが可能になる。

各ドアは、前記ドアを適所に維持することを保証するように作用する機械ブロッキング装置に結合され、前記リバーサは、各ドアについて、前記機械ブロッキング装置の状態に関するデータを測定する第２センサを含む。同様に、ドアを保持するように作用するアバットメントロッキング装置を提供することもでき、この場合、リバーサは、各ドアについて、そのような装置に関する状態データを測定するように作用する第３センサを有する。

２つの独立した故障の影響を軽減するために、各電子制御ユニットは、ＦＡＤＥＣの２つのチャネルに接続され、電子ユニットの一方およびＦＡＤＥＣのチャネルの一方が故障した場合でも、航空機のパイロットが、ドアの位置と電子ユニットの状態とについて連続的に通知されることが有利である。

本発明の他の特徴および利点は、完全に非限定的である実施形態を示す添付の図面を参照して与えられている以下の記述から明らかになる。

まず、本発明のスラストリバーサの実施形態を示す図１を参照する。

スラストリバーサは、２つのドア１０ａ、１０ｂを有する。各ドアは、少なくとも１つの制御アクチュエータ１２（図１では、１つの中央アクチュエータと、各ドアの２つの側端部にそれぞれ配置された２つのアクチュエータとの３つのアクチュエータが示されている）によって、リバーサの開放位置と閉鎖位置との間で変位可能である。

リバーサは、それぞれが１つのドアの変位を制御する２つの電気モータ１４ａ、１４ｂをも備える。これらの電気モータは、対応するドアの制御アクチュエータを相互接続する伝動軸１６を介して、各ドア１０ａ、１０ｂを制御するアクチュエータ１２を駆動する。

各電気モータ１４ａ、１４ｂは、２つのドアを移動させるシーケンス全体を管理し、電気モータの回転速度を調整する電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに直接取り付けられる。各電子制御ユニット１８ａ、１８ｂは、本明細書において省略してＦＡＤＥＣと呼ばれる全機能デジタルエンジン制御２０の２つのチャネル２０ａ、２０ｂの一方に電気的に接続される。スラストリバーサを展開または引き込む命令は、ＦＡＤＥＣによって電子ユニット１８ａ、１８ｂに発行される。また、電子ユニットをＦＡＤＥＣに統合することも可能である。ＦＡＤＥＣ２０のチャネル２０ａ、２０ｂは、互いの間でデータを交換することができる。

電子制御ユニット１８ａ、１８ｂは、ターボジェットが取り付けられる航空機の電力供給ネットワーク２４に接続された電気ハーネス２２を介して給電される。電子制御ユニットは、電気モータ１４ａ、１４ｂに給電するために、電気信号を変換し適合する。

リバーサのドアを制御するためのアクチュエータ１２は、電気機械式タイプである。アクチュエータは、各アクチュエータに取り付けられたギアボックス２６によって駆動される。リバーサドア１０ａ、１０ｂの制御関係（速度制御またはオン／オフタイプ制御）は、電気モータ１４ａ、１４ｂと、伝動軸１６と、ギアボックス２６とを介して、電子ユニットから各制御アクチュエータ１２に伝達される。

具体的にはスラストリバーサに関する保全作業を実施するときに、制御アクチュエータに結合されたドアを手作業で動作させることを可能にするために、駆動テークオフ２８を、制御アクチュエータ１２の１つに提供することが可能である。図１に示す例では、中央アクチュエータ１２は、そのギアボックス２６においてそのようなテークオフ２８を呈する。両方のドアのギアボックスは相互接続されているので、たとえば、この駆動テークオフにより、保全を実施するオペレータが、単一のハンドルを使用して、リバーサのドアを開放するおよび／または閉鎖することが可能になる。各ドアの駆動テークオフ２８へのアクセスは、リバーサの時宜を得ない展開を回避するために、そのような保全作業中に電力供給を停止するように、電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに電気的に接続されることが可能である。

電子制御ユニット１８ａ、１８ｂは、ハーネスタイプの電気リンク３０を介して互いの間でデータを交換することも可能である。２つの電子ユニット間におけるそのようなデータ交換は、具体的には２つのドアの位置に関する情報を比較するように作用する。２つのドア１０ａおよび１０ｂの間の機械的なリンク３２と、２つのドアのアクチュエータを相互接続する柔軟同期軸３４とは、両方のドアの変位の同期化を容易にするために提供することが可能である。

スラストリバーサは、各レベルがスラストリバーサを保持することができる、３つのレベルのロッキングを有する。

第１レベルのロッキングは、リバーサの各ドアに結合された「１次ラッチ」と呼ばれる機械ブロッキング装置３６によって実施される。各１次ラッチは、電気モータ１４ａ、１４ｂに直接取り付けられ、電子ユニット１８ａ、１８ｂによって制御される。これらの１次ラッチ３６は、１次ラッチに結合されたドアを個々に保持するように作用する。たとえば、ラッチは、伝動軸が動くのを防止するピンによってブロッキングを実施する、ディスクブレーキタイプとすることが可能である。

２つのドアがリンク３２および３４によって機械的に相互接続されるとして、いずれかのドアの１次ラッチ３６は、他のドアの第２レベルのロッキングを構成し、したがって他のドアの２次ラッチを構成する。２次ラッチは、１次ラッチが故障した場合に、ドアに対する負荷を取り除くことを意図する。したがって、ドアの一方に関するブロッキング装置が１次ラッチであると見なされる場合、他のドアのブロッキング装置は、２次ラッチであると見なすことができ、逆もまた同じである。

第３レベルのロッキングは、各ドアまたは一方のドアのみの側方端部の一方に配置される、「３次ラッチ」と呼ばれるアバットメントロッキング装置３８によって達成される。これらの３次ラッチは、電子ユニット１８ａ、１８ｂ、およびＦＡＤＥＣ２０に接続されることが可能であり、および／または航空機のコックピットに直接接続されることが可能である。３次ラッチは、十分な動作安定性を提供し、かつ可能な共通モードを克服するために、航空機のコックピットから直接制御されることが好ましい。ＦＡＤＥＣまたは航空機のコックピットに接続されたとき、３次ラッチは、電子制御ユニット１８ａ、１８ｂが故障した場合でも、依然として動作する。３次ラッチにより、１次ラッチおよび２次ラッチが故障した場合に、リバーサに対する負荷を取り除くことが可能になる。

さらに、本発明のスラストリバーサは、ドア１０ａ、１０ｂに関する位置データの少なくとも１つの項目を測定するために、ドアにつき少なくとも１つのセンサまたは検出器を含む。これらのセンサまたは検出器は、リバーサの各ドアの開放位置または閉鎖位置を監視することを可能にし、前記ユニットによって制御されるドアの電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに電気的に接続される。これらのセンサは、前記電子ユニットによって給電される。

各ドア１０ａ、１０ｂについて、スラストリバーサは、ドアに関する位置データの項目を測定する第１センサ４０と、１次ラッチ３６に関する状態データの項目を測定する第２センサ４２と、３次ラッチ３８に関する状態データの項目を測定する第３センサ４３とを備える、１組のセンサを有することが有利である。

例として、ドアの位置を測定する第１センサ４０は、ドアの制御アクチュエータ１２の１つのギアボックス２６に配置される。第１センサ４０は、ドアの位置に関するデータを電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに伝送するために、電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに接続される。

第１センサ４０は、第１センサ４０が連続的に結合される制御アクチュエータ１２の位置を測定することが好ましい。たとえば、第１センサは、このセンサが結合される制御アクチュエータ１２に取り付けられたギアボックス２６における回転子（図示せず）の角度位置に特有な電気信号を提供する、「リゾルバ」タイプの電気角変位センサとすることができる。角度変位センサによって提供されるそのような連続測定は、常時、制御アクチュエータの位置に関する情報を提供し、それにより、ドアが動いている最中に、ドアを同期させることを可能にする。そのような位置測定は、２つのドア１０ａと１０ｂとの間の位置のあらゆる差を検出するように作用し、したがって、リバーサの適切な変位を獲得するような方法で、２つの各電気モータ１４ａおよび１４ｂの速度を電子制御ユニット１８ａおよび１８ｂを介して制御することを可能にする。各ドアの位置の連続測定は、アバットメントセンサのみを使用するとき可能であるよりもはるかに早く、ドアのあらゆるブロッキングまたはジャミングを検出するように作用する。したがって、これにより、ドアがジャミングしている場合に、電気モータがドアを強制的に動かすことを回避することが可能になる。このような強制は、一般に、ジャミングまたはブロッキングを悪化させる作用を有する。結果として、角度変位センサを使用することは、潜在的な損傷を最小限に抑えることを可能にし、したがって関連する修理コストを最小限に抑える、自動保護をリバーサに提供するように作用する。最後に、連続測定は、ラッチするためのラッチ３６、３８の可能性のある故障を検出する方法であり、そのような検出により、安全性が向上する。故障は、そうでない場合には検出されないままである可能性がある。

第２センサ４２および第３センサ４３は、各ドアの電子制御ユニット１８ａおよび１８ｂに、対応するラッチのロック状態またはアンロック状態に関する情報を提供する、１次ラッチおよび３次ラッチに結合された状態センサとすることが可能である。第２センサ４２および第３センサ４３は、対応するラッチの位置に関するデータを電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに伝送するために、対応する電子制御ユニット１８ａ、１８ｂに接続される。たとえば、これらのセンサは、光学タイプまたは磁気タイプの近接装置によって、または実際に機械的なスイッチによって構成することが可能である。

図２に示すように、各ドア１０ａ、１０ｂのセンサ４０、４２、および４３は、ドア位置のデータと１次ラッチおよび３次ラッチに関する状態データとを、同じドアを制御する電子ユニット１８ａ、１８ｂに伝送する（伝送４４）。電気リンク３０によって相互接続された電子ユニット１８ａ、１８ｂ（図１参照）は、各電子ユニットがセンサの両方の組から来るデータを受信するように、ドアの位置データおよび１次ラッチと３次ラッチの状態データを交換する（伝送４６）。したがって、電子ユニット１８ａおよび１８ｂのそれぞれ１つに接続されたＦＡＤＥＣ２０のチャネル２０ａおよび２０ｂは、センサ４０、４２、および４３の両方のセットから来るデータを受信する（伝送４８）。したがって、チャネルは、両方とも、各ドア１０ａ、１０ｂの位置と、各１次ラッチおよび３次ラッチの状態とについて個別に通知される。さらに、各電子制御ユニット１８ａ、１８ｂは、それ自体の動作状態に関するデータも、ＦＡＤＥＣの対応するチャネル２０ａ、２０ｂ上で送信する（伝送４８）。ＦＡＤＥＣのチャネルは、互いの間でデータを交換することができる（伝送５０）。次いで、ＦＡＤＥＣは、２つの電子制御ユニット１８ａ、１８ｂの動作状態に関するデータと共に、２つのドア１０ａ、１０ｂの位置に関するデータと、１次ラッチおよび３次ラッチの状態に関するデータとを、航空機のコックピットに伝送する。

したがって、このように交差するデータによって、本発明のスラストリバーサにより、リバーサの両方のドアの位置と、両方の電子ユニットの動作状態とについて、スラストリバーサ制御システムに連続的に通知することが可能になり、これは、すべての故障構成下の場合に当てはまる。したがって、
電子ユニット１８ａ、１８ｂの一方が故障した場合、その電子ユニットの非動作状態が、その電子ユニットに結合されたＦＡＤＥＣチャネル２０ａ、２０ｂに送信される。各電子ユニットが、両方のドア１０ａ、１０ｂの位置に関するデータを受信するので、このデータは、残りの電子ユニットに結合されたＦＡＤＥＣチャネル２０ａ、２０ｂに伝送され続ける。さらに、ＦＡＤＥＣチャネル２０ａ、２０ｂが、両方ともデータを交換するので、チャネルのそれぞれは、スラストリバーサ制御システムの状態について通知される。

ＦＡＤＥＣチャネルの２０ａ、２０ｂの一方が故障した場合、各ＦＡＤＥＣチャネルが、両方のドアの位置と、両方の電子制御ユニットの動作状態とに関するデータを受信するとすれば、このデータは、残りのＦＡＤＥＣチャネル上で、スラストリバーサ制御システムに伝送され続ける。

同じドア１０ａ、１０ｂに結合された、電子ユニット１８ａ、１８ｂの一方とＦＡＤＥＣチャネル２０ａ、２０ｂの一方との両者において故障した場合。この状況は、上述したようにＦＡＤＥＣチャネルの一方の故障に対応し、残りのＦＡＤＥＣチャネルは、データをスラストリバーサ制御システムに伝送する。

同じドア１０ａ、１０ｂに結合されていない、電子制御ユニット１８ａ、１８ｂの一方とＦＡＤＥＣチャネル２０ａ、２０ｂの一方とにおいて、故障に対処することができるように、各電子制御ユニットをＦＡＤＥＣチャネルの両方に接続し、それにより、残りのＦＡＤＥＣチャネルが、スラストリバーサ制御システムに伝送する必要があるすべてのデータを受信するようにすることが有利である。電子制御ユニットと「他の」ＦＡＤＥＣチャネルとの間におけるデータの伝送５４を、図２の破線によって表す。

本発明のスラストリバーサの実施形態を示す図である。 図１に示したスラストリバーサの実施形態に対応するブロック図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ ドア
１２ 制御アクチュエータ
１４ａ、１４ｂ 電気モータ
１６ 伝動軸
１８ａ、１８ｂ 電子制御ユニット
２０ 全機能デジタルエンジン制御
２２ 電気ハーネス
２４ 電力供給ネットワーク
２６ ギアボックス
２８ 駆動テークオフ
３０ 電気リンク
３２ 機械リンク
３４ 柔軟同期軸
３６ 機械ブロッキング装置
３８ アバットメントロッキング装置
４０ 第１センサ
４２ 第２センサ
４３ 第３センサ
４４、４６、４８、５０、５２、５４ 伝送

Claims (5)

1. 航空機に取り付けるためのターボジェットのためのスラストリバーサであって、
   リバーサの開放位置と閉鎖位置との間で変位可能であり、それぞれの電子制御ユニット（１８ａ、１８ｂ）によってそれぞれ制御される２つのドア（１０ａ、１０ｂ）と、
   前記ドアに関する位置データの少なくとも１つの項目を測定する、ドアにつき少なくとも１つのセンサ（４０、４２、４３）とを備え、各ドアの少なくとも１つのセンサが、前記ドアの位置データを伝送するために、前記ドアを制御する前記電子制御ユニットに接続され、前記電子制御ユニットが、前記位置データを交換するために互いに接続され、前記スラストリバーサが、さらに、
   前記各電子ユニットの動作状態に関するデータと共に、前記電子ユニットから前記各ドアの前記位置データを受信するために、それぞれ両方の電子制御ユニット（１８ａ、１８ｂ）に接続された２つのチャネル（２０ａ、２０ｂ）を有する全機能デジタルエンジン制御（２０ＦＡＤＥＣ）を備え、前記電子ユニットの一方および前記ＦＡＤＥＣチャネルの一方が故障した場合でも、前記ドアの位置と前記電子ユニットの状態とについて航空機のパイロットに連続的に通知するように、前記チャネルが、前記ドアの前記位置データおよび前記電子ユニットの状態データを交換するように互いに接続されることを特徴とするスラストリバーサ。
2. 各ドアが、少なくとも１つの制御アクチュエータ（１２）から駆動されて変位可能であり、前記スラストリバーサが、各ドアについて、前記制御アクチュエータの位置を測定するように少なくとも１つの制御アクチュエータに配置された第１センサ（４０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスラストリバーサ。
3. 前記第１センサ（４０）が、前記制御アクチュエータの位置を連続的に測定することを特徴とする、請求項２に記載のリバーサ。
4. 各ドアが、前記ドアが適所に保持されることを保証するように作用する機械ブロッキング装置（３６）に結合され、前記スラストリバーサが、各ドアについて、前記機械ブロッキング装置の状態に関するデータを測定する第２センサ（４２）を含むことを特徴とする、請求項２または３に記載のスラストリバーサ。
5. 各ドアが、前記ドアを適所に保持することを可能にするアバットメントロッキング装置（３８）に結合され、前記スラストリバーサが、各ドアについて、前記アバットメントロッキング装置の状態に関するデータを測定する第３センサ（４３）を含むことを特徴とする、請求項４に記載のスラストリバーサ。

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