(57)【要約】台車上の複数対の車輪を含む航空機着陸装置のための着陸装置モニターであって、着陸荷重を示すように機能する主支柱油圧が、二輪モード及び四輪モードのそれぞれに関連させて監視される。二輪モードは、台車上の複数対の車輪のうちの第１車輪対が接地している状態であり、四輪モードは、台車上の複数対の車輪のうちの第１及び第２車輪対が完全に接地している状態である。
2009505884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車上の複数対の車輪を含む航空機着陸装置のための着陸装置モニターであって、
着陸装置の主支柱内に、前記着陸装置の前記主支柱内の作動流体の圧力を検知するように配置され、検知した前記圧力に対応する出力電気信号を供給する圧力センサーと、
前記着陸装置が降下されたことを検知して信号を発生するための第１着陸装置センサーと、
前記台車が、前記複数対の車輪のうちの第１車輪対が先ず接地するトレール姿勢にあるときに、前記台車の動作の第１モードの開始を検知して信号を発生するための第２着陸装置センサーと、
前記第１車輪対に加えて、前記複数対の車輪のうちの第２車輪対が完全に接地したときに、前記台車の動作の第２モードの開始を検知して信号を発生するための第３着陸装置センサーと、
前記第１、第２、及び第３着陸装置センサーからの信号を受信するように接続され、前記第１着陸装置センサーから、前記着陸装置が降下されたことを示す信号を受信した後、前記圧力センサーからの信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて評価し、該評価の結果を示す主出力信号を供給するように動作する信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットからの前記主出力信号を受信するように接続され、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて表す信号を供給する出力部と、
を含むことを特徴とする着陸装置モニター。
【請求項２】
前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第１モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第１の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第１モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第１の制限値に対する大きさを示す第１追加出力信号を供給することを特徴とする請求項１に記載の着陸装置モニター。
【請求項３】
前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第１モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する、前記第１の制限値より大きな第２の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第１モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第２の制限値に対する大きさを示す第２追加出力信号を供給することを特徴とする請求項２に記載の着陸装置モニター。
【請求項４】
前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第２モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第３の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第２モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第３の制限値に対する大きさを示す第３追加出力信号を供給することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項５】
前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第２モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第４の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第２モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第４の制限値に対する大きさを示す第４追加出力信号を供給することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項６】
前記制限値は、前記着陸装置のコンピュータ・モデルから得られることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項７】
前記信号処理ユニットは、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項８】
前記信号処理ユニットは、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項９】
前記信号処理ユニットは、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作し、前記出力部は、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を、前記第１及び第２の制限値に関連させて表す信号を供給するように動作することを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１０】
前記信号処理ユニットは、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作し、前記出力部は、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を、前記第３及び第４の制限値に関連させて表す信号を供給するように動作することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１１】
前記信号処理ユニットは、前記信号処理ユニットからの信号のうち、前記着陸装置の主支柱に印加される荷重を表す主出力信号を供給するように動作することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１２】
前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号の大きさを、前記第１モードにおいて前記着陸装置に印加される荷重に関連付ける第１ルックアップテーブル部を含み、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号は、前記第１ルックアップテーブル部によって供給される情報から得られることを特徴とする請求項１１に記載の着陸装置モニター。
【請求項１３】
前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号の大きさを、前記第２モードにおいて前記着陸装置に印加される荷重に関連付ける第２ルックアップテーブル部を含み、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号は、前記第２ルックアップテーブル部によって供給される情報から得られることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の着陸装置モニター。
【請求項１４】
前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号を、約２０ミリ秒間隔でサンプリングすることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１５】
四輪台車に適合して動作可能なように構成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１６】
着陸装置連結センサーが、前記第２及び第３着陸装置センサーとして機能することを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の着陸装置モニター。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の着陸装置モニターを含む航空機着陸装置。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の着陸装置モニターを含む航空機。
【請求項１９】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の着陸装置モニターを動作させるためのコンピュータ・プログラム。
【請求項２０】
台車上の複数対の車輪を含む航空機着陸装置のための着陸装置モニターを動作させるための方法であって、
着陸装置の主支柱内の作動流体の圧力を検知し、検知した前記圧力に対応する出力電気信号を供給する段階と、
前記着陸装置が降下されたことを検知して信号を発生する段階と、
前記台車がトレール姿勢にあるときの第１モードを検知して信号を発生する段階と、
第１車輪対に加えて、前記複数対の車輪のうちの第２車輪対が完全に接地しているときの第２モードを検知して信号を発生する段階と、
前記検知された前記作動流体の圧力に対応する前記出力電気信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて評価し、該評価の結果を示す主出力信号を供給する段階と、
前記主出力信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて表す信号を供給する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法に従って動作するようにプログラムされた着陸装置モニター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機着陸装置の荷重モニターに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、着陸装置（ＬＧ：landing gear）に対する様々な荷重状態が存在する多くの条件下で着陸する必要がある。条件によっては、落下着陸（hard landing）が発生する場合もあり、これによって、着陸装置が損傷する可能性がある。現在、落下着陸は、様々な方法でリポートされる。このリポートは、例えば、パイロットによってなされる場合もあり、航空機によっては、例えば、着陸の間の航空機の降下率又は航空機の重心加速度の測定値が特定の値を超えたときに発生するトリガー事象によって、開始される場合もある。落下着陸がどのような方法によってリポートされる場合でも、続いて着陸後検査を実施する必要性及びそれに伴う遅延及び混乱のため、航空会社にとって、保守及び運行上の大きな負担となり、コストの増大につながる。
【０００３】
通常、落下着陸のリポートに続いて、「落下着陸」の初期査定に至るために使用された飛行情報よりも広範に収集された飛行情報に基づいて、着陸装置の荷重状態のより徹底的な調査が実施される（フライトデータ解析）。このフライトデータ解析調査は、例えば、バウンス着陸、低い揚力重量比、ローリング、又は、傾いた機体を要因とする個々の着陸装置の荷重を考慮するため、長時間を要するものとなる。
【０００４】
航空機着陸装置は、通常、筒型緩衝装置が組み込まれた円筒支柱を含む。筒型緩衝装置の一例では、円筒支柱内のオリフィス板中の１つ又は複数のオリフィスを通じて、作動流体が押し込まれる。緩衝装置内には、圧縮された窒素ガスが存在し、これによってダンパー室の弾性が発生する。作動流体及び圧縮窒素ガスは、嵌め合わされた筒状部同士の間に複数の円形シールを配置することにより、円筒支柱内に保持されており、作動流体の供給ポートは、通常、グランドナットによりシールされている。
【０００５】
着陸装置には様々な種類があり、その１つには、過大応力にさらされると、例えば、オリフィス板の損傷のような、内部損傷が生じるものがある。この損傷は、容易には検出できない。あるいは、別の種類の着陸装置では、過大応力にされされると、例えば、着陸の間に引張荷重が印加された構成要素の永久伸びのような、外部損傷が生じる場合もあり、この損傷は容易に検出可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現行の検出方法であるフライトデータ解析には、次のような特徴がある。
・航空機の重心速度及び重心加速度に基づき、個々の着陸装置の状態に基づいていない。
・重心降下速度は、機首に搭載された電波高度計からの情報に基づいて計算され、カルマンフィルターを介して、航空機の重心降下速度に変換される。
・データのサンプリングは、比較的低速（１００ミリ秒毎）で実施され、その結果、データの待ち時間により、事象の発生に寄与するシステム中で発生する事象の時刻及び大きさに関して不確実性が生じる。
・トリガー事象は、落下着陸の場合のための航空機の構造要件に適合させるために、かなり低い着陸装置荷重で発生する場合があり、これによって、着陸装置の損傷可能性の評価に対する要求が増大する。
・着陸装置荷重が直接測定されることはない。代わりに、着陸装置荷重の正確な結果を求めることは、航空機の質量、降下速度及び加速度に基づいていている。
・接地の検出は、車輪の回転始動を検出することに基づいており、正確な接地の瞬間を検出するためには、発生する待ち時間が大きすぎる。
・着陸荷重制限の超過が即時に確認されることはない。代わりに、落下着陸の検出は、関連情報の事後処理に基づいている。
・ロジック部は、様々な揚力重量比、ローリング、傾いた機体を含む現実の着陸条件ではなく、着陸装置に最大荷重が発生することが経験的に示されている事例に基づく（book-case）制限を検出するように動作する。
・ロジック部の動作において、連結四輪台車の場合の、着陸の間の二輪段階と四輪段階に対して別々の荷重は考慮されない。
【０００７】
着陸装置脚の下端部に回動自在に取り付けられた台車を有し、この台車に２対以上の車輪が取り付けられるタイプの着陸装置の場合、着陸装置荷重を正しく判別することは、更に困難になる。このような着陸装置は、着陸の直前及び離陸の最終段階において、最前部の車輪対が地面に対して最後部の車輪対よりも高く上がるように台車を回動させた姿勢に保持することが、有利であることが多い。これは、トレール姿勢と呼ばれる場合もあり、この姿勢では、台車は地面に対して一定の角度で傾いている。しかし、全車輪が完全に接地している間には、台車は、ほぼ地面に沿った姿勢をとる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、台車上の複数対の車輪を含む航空機着陸装置のための着陸装置モニターを提供するものであり、この着陸装置モニターは、
着陸装置の主支柱内に、前記着陸装置の前記主支柱内の作動流体の圧力を検知するように配置され、検知した前記圧力に対応する出力電気信号を供給する圧力センサーと、
前記着陸装置が降下されたことを検知して信号を発生するための第１着陸装置センサーと、
前記台車が、前記複数対の車輪のうちの第１車輪対が先ず接地するトレール姿勢にあるときに、前記台車の動作の第１モードの開始を検知して信号を発生するための第２着陸装置センサーと、
前記第１車輪対に加えて、前記複数対の車輪のうちの第２車輪対が完全に接地したときに、前記台車の動作の第２モードの開始を検知して信号を発生するための第３着陸装置センサーと、
前記第１、第２、及び第３着陸装置センサーからの信号を受信するように接続され、前記第１着陸装置センサーから、前記着陸装置が降下されたことを示す信号を受信した後、前記圧力センサーからの信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて評価し、該評価の結果を示す主出力信号を供給するように動作する信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットからの前記主出力信号を受信するように接続され、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて表す信号を供給する出力部と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
好ましくは、前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第１モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第１の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第１モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第１の制限値に対する大きさを示す第１追加出力信号を供給するものである。
【００１０】
好ましくは、前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第１モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する、前記第１の制限値より大きな第２の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第１モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第２の制限値に対する大きさを示す第２追加出力信号を供給するものである。
【００１１】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、第３モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第２の制限値に対する大きさを示す前記第２追加出力信号の供給を継続するものである。
【００１２】
好ましくは、前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第２モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第３の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第２モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第３の制限値に対する大きさを示す第３追加出力信号を供給するものである。
【００１３】
好ましくは、前記信号処理ユニットには、前記着陸装置が前記第２モードで動作している間の前記圧力センサーからの信号に対する第４の制限値を表す情報が内部に保存されており、前記信号処理ユニットは、前記第２モードの間の前記圧力センサーからの信号の前記第４の制限値に対する大きさを示す第４追加出力信号を供給するものである。
【００１４】
一実施形態では、前記制限値は、前記着陸装置のコンピュータ・モデルから得られる。
【００１５】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作するものである。
【００１６】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作するものである。
【００１７】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作し、前記出力部は、前記第１モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を、前記第１及び第２の制限値に関連させて表す信号を供給するように動作するものである。
【００１８】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を取得するように動作し、前記出力部は、前記第２モードにおける前記圧力センサーからの信号のピーク値を、前記第３及び第４の制限値に関連させて表す信号を供給するように動作するものである。
【００１９】
一実施形態では、前記信号処理ユニットは、前記信号処理ユニットからの信号のうち、前記着陸装置の主支柱に印加される荷重を表す主出力信号を供給するように動作する。
【００２０】
重要な情報が、主出力信号の制限値に関連するピーク値であり、表示情報に、特定の測定単位を表す必要がない場合、主出力信号と制限値を同時に表示するものであってもよい。
【００２１】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号の大きさを、前記第１モードにおいて前記着陸装置に印加される荷重に関連付ける第１ルックアップテーブル部を含み、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号は、前記第１ルックアップテーブル部によって供給される情報から得られるものである。
【００２２】
好ましくは、前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号の大きさを、前記第２モードにおいて前記着陸装置に印加される荷重に関連付ける第２ルックアップテーブル部を含み、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号は、前記第２ルックアップテーブル部によって供給される情報から得られるものである。
【００２３】
一実施形態では、前記信号処理ユニットは、前記圧力センサーからの信号を、約２０ミリ秒間隔でサンプリングする。このサンプリングレートよりも僅かに高いか、又は、低いサンプリングレートでも、ピーク値を効果的に取得するという要求目標を果たすものである。
【００２４】
本発明に従う着陸装置モニターは、四輪台車に適合して動作可能なように構成されている。
【００２５】
一実施形態では、着陸装置連結センサーが、前記第２及び第３着陸装置センサーとして機能する。
【００２６】
有利には、本発明に従う着陸装置モニターを含む航空機着陸装置は、着陸装置を備えた航空機の動作の間に着陸装置に印加される荷重の組込型インジケーターを含んでいる。
【００２７】
有利には、本発明に従う着陸装置モニターを含む航空機は、航空機の動作の間に着陸装置に印加される荷重の組込型インジケーターを含んでいる。
【００２８】
好ましくは、前記着陸装置モニターは、例えば記録担体上に記録された、コンピュータ・プログラムによって制御されるものである。
【００２９】
本発明は、台車上の複数対の車輪を含む航空機着陸装置のための着陸装置モニターを動作させるための方法も提供するものであり、この方法は、
着陸装置の主支柱内の作動流体の圧力を検知し、検知した前記圧力に対応する出力電気信号を供給する段階と、前記着陸装置が降下されたことを検知して信号を発生する段階と、
前記台車がトレール姿勢にあるとき（以下、台車がトレール姿勢にあると識別される状態を、第１モードという）を検知して信号を発生する段階と、
第１車輪対に加えて、前記複数対の車輪のうちの第２車輪対が完全に接地しているとき（以下、台車上の複数対の車輪のうちの第１車輪対と第２車輪対が完全に接地していると識別される状態を、第２モードという）を検知して信号を発生する段階と、
前記検知された前記作動流体の圧力に対応する前記出力電気信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて評価し、該評価の結果を示す主出力信号を供給する段階と、
前記主出力信号を、前記第１モード及び前記第２モードのそれぞれに関連させて表す信号を供給する段階と、
を含むことを特徴とする。
【００３０】
有利には、前記着陸装置モニターは、上記の方法に従って動作するようにプログラムされている。
【００３１】
本発明は、着陸の間の、特定の着陸装置に対する荷重制限が超過された時点を示し、航空機乗務員及び航空機整備員に対して着陸装置の保守処置又は修理のいずれかの必要性を警告するように動作する装置である。この装置は、着陸装置に対する荷重制限が超過されなかった時点も示すものであり、これによって、着陸装置に関連する不必要な処置が回避される。
【００３２】
本発明に係る装置は、緩衝装置のダンパー室油圧を監視して、緩衝装置本体に印加される荷重、及び、緩衝装置上のピーク荷重を示し、このピーク荷重は、着陸装置に印加されるピーク荷重を示すものとなる。この装置は、航空機の運行状態に関わらず、特定の着陸装置に印加されるピーク荷重を直接示すものである。この装置によって供給される情報を使用して、着陸装置の検査又は修理の必要性、あるいは、そのまま使用を継続することについての客観的な判定を下すことが可能となり、検査、及び、場合によっては、フライトデータの包括的な解析の必要性がない場合に、それらの処置を実施することが解消される。これによって、航空機の回避可能な遅延又はキャンセルが回避される。
【００３３】
連結式着陸装置、すなわち、四輪を備え、二輪の接地により接地が開始し、続いて、台車が前方に回動して四輪全てが接地するタイプの着陸装置の場合、着陸装置のピーク荷重を、二輪のみが設置している期間及び四輪全てが確実に接地している期間のそれぞれに関連付けるための、モード・インジケーターが含まれる。
【００３４】
広い意味では、本発明は、航空機着陸装置のための着陸装置モニターを提供するものであり、この着陸装置モニターは、
着陸装置の主支柱内に、前記着陸装置の主支柱ダンパー室内の作動流体圧を検知するように配置されて使用され、検知した前記圧力に対応する出力電気信号を供給する圧力センサーと、
前記着陸装置が降下されたことを検知して信号を発生するための着陸装置センサーと、
全てのセンサーからの信号を受信するように接続され、前記着陸装置センサーから、前記着陸装置が降下されたことを示す信号を受信した後、前記圧力センサーからの信号を評価するように動作する信号処理ユニットと、
前記信号処理ユニットからの主出力信号を受信するように接続され、前記信号処理ユニットからの前記主出力信号を表す信号を供給する出力部と、
を含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、添付図面を例示のための参考として使用して、本発明に従う航空機の着陸装置モニターの例を説明する。
【００３６】
以下の説明において、台車の動作の第１モードを二輪モード、第２モードを四輪モードという。
【００３７】
図１には、連結四輪台車を含む航空機着陸装置の２つの前輪１ａ、１ｂが示されており、この台車は、内部主部材２に回動自在に取り付けられている。内部主部材２は、外部主部材３内を軸方向に移動可能であり、内部主部材２と外部主部材３により、筒型緩衝装置が構成される。外部主部材３は、一端が閉じた円筒であり、内部主部材２は、一定容積の作動流体５を内部主部材２と外部主部材３の間に密封するための複数の円形シール（図示は省略する）を含む。外部主部材３内には、１つ又は複数のオリフィスを含むオリフィス板４が配置されており、内部主部材２によって外部主部材３内に押し込まれる作動流体は、このオリフィス板４を通って移動する。外部主部材３内には、一定容積の窒素ガス６が収容されており、この窒素ガスは、内部主部材２が外部主部材３内に押し込まれたときに、弾性体として機能する。内部主部材２は、作動流体の充填口７ａを含み、この充填口は、内部主部材２を貫通する軸方向通路７に連なるものである。これによって、作動流体の外部主部材３への注入が可能になる。作動流体の充填ポート７ａは、外部主部材３内のダンパー室のための充填ポートとして機能するとともに、その利用が容易であるため、ダンパー室油圧の監視ポートとして機能させることができる。
【００３８】
作動流体の充填ポート７ａは、比較的高い帯域幅を有するロバストな圧力トランスデューサーを作動流体の充填ポート７ａに導入することによって、ダンパー室油圧の監視ポートとして機能するように構成される。このようなトランスデューサーを導入することによって、圧力トランスデューサーからの電気信号により、ダンパー室油圧を監視する装置で使用するためのダンパー室油圧が示され、そして、このダンパー室油圧により、着陸装置荷重が示される。
【００３９】
好適な圧力トランスデューサーとして、ドラック社（Druck）製のＰＭＰ／ＰＴＸ ３０００  シリーズ  航空宇宙用アンプ内蔵型圧力トランスデューサーのうちの１つが挙げられる。
【００４０】
図１に示す緩衝装置の動作において、窒素ガスは圧縮状態にあり、バネとして機能する。窒素ガスの圧力Ｐgは、静荷重に対する緩衝装置の主要な応答となる。動的条件下では、緩衝装置が圧縮されたときに、作動流体が、ダンパー室から窒素ガス充填室にオリフィス板４を通じて押し込まれる。この結果、緩衝装置が圧縮されると、オリフィス板４を横断して圧力降下が発生する。圧力降下ΔＰOは、作動流体の速度Ｖの自乗に比例し、次式により表される。
ΔＰO＝Ｋd×Ｖ2
但し、Ｋdは定数である。
そして、作動流体で満たされたダンパー室の圧力Ｐdcは、次式により表される。
Ｐdc＝Ｐg＋ΔＰO
【００４１】
圧力Ｐdcに緩衝装置の内部主部材３の内部断面積を乗算したものは、内部主部材２と外部主部材３によって形成される主支柱に垂直方向に伝達される力から、内部主部材２と外部主部材３の間の円形シールで発生する摩擦力を差し引いたものに等しい。内部主部材２と外部主部材３の間の円形シールにより発生する静止摩擦力は、必然的に大きなものであり、着陸装置荷重の大部分は、内部主部材２から外部主部材３に伝達される。したがって、航空機が静止している場合には、ダンパー室圧力は、着陸装置荷重の信頼できる指標ではない。しかし、着陸の間の条件は動的条件であり、円形シールによる摩擦力は、滑り摩擦に低減する。着陸装置に現れる力のピークは、作動流体の最高速度Ｖで発生し、オリフィスの自乗則により、この速度における動摩擦力はダンパー力と比較して小さい。したがって、着陸の間、着陸装置は、ダンパー室のピーク圧力が、着陸装置の主支柱におけるピーク荷重の良い指標となるような条件下にある。
【００４２】
この分析は、図１に関連して説明したようなガス−作動流体方式の任意の緩衝装置に通用する。緩衝装置に印加される荷重は、着陸装置の他の構成要素に伝達され、これによって、選択された構成要素、又は、場合によっては全ての構成要素の荷重が決定される。勿論、着陸装置の幾何学的構成は、全て同一ではなく、個々の構成要素にかかる荷重は、着陸装置の特定の幾何学的構成に依存する。
【００４３】
図２は、図１に示す着陸装置を、視点に近い側の前輪及び後輪を省略して示した側面図である。図２には、前輪１ａ、その前輪に対応する後輪１１ａ、図１に示す構成要素２〜７、連結リンク８、ピッチトリマー９、及び、台車梁１０が示されており、台車梁の両端部に、車輪１ａ、１ｂが配置される。
【００４４】
台車の前部は、連結リンク８により外部主部材３に結合される。連結リンク８は、航空機が空中にいる状態で着陸装置が降下された時に、台車の支持部として機能し、四輪台車は、内部主部材２と外部主部材３によって形成される緩衝装置が伸張する際に、前部を持ち上げて傾いた状態に維持される。
【００４５】
図２に示すような着陸装置は、ロッキング台車式着陸装置又は連結式着陸装置と呼ばれる場合もある。連結式着陸装置による着陸時には、先ず、台車の後輪が接地し、着陸装置の作動油が十分に圧縮されたときに、台車の前輪も接地する。二輪だけが接地している状態を二輪モードといい、四輪全てが接地している状態を四輪モードという。又、二輪モードと四輪モードの間の状態を、二輪から四輪への遷移モードという。
【００４６】
連結リンク８は、初期接地時、すなわち、下方の二輪だけが接地している二輪モードの間に、支点として機能し、作動油が圧縮されるにつれて張力が印加される。二輪モードでは、連結リンク８には、作動油を通じて伝達される圧縮荷重に比例する（例えば、約半分の）引張荷重が印加される。この比率は、着陸装置の幾何学的構成に依存する。連結リンク８の荷重は、ピボット荷重に依存する。ピボット荷重は、台車が回動する箇所である着陸装置脚の下端部に対して垂直に印加される荷重である。そして、このピボット荷重は、後輪の荷重に依存する。
【００４７】
ピッチトリマー９は、作動油を台車の前部に結合する部材を含んでおり、二輪が接地する初期接地状態から、遷移モードを経て、四輪が接地する最終接地状態に台車が移行する際に、伸張される。ピッチトリマーの位置センサー（図示は省略する）は、接地における３段階を検出するように機能する。この３段階とは、（i）下側の二輪のみが接地している段階、（ii）下側の二輪が接地しており、上側の二輪の接地が開始した段階、（iii）四輪全てが完全に接地している段階、である。
【００４８】
連結リンク８の荷重は、遷移モードの間に引張荷重から圧縮荷重に変化する。着陸装置が四輪モードになった後は、連結リンク８は圧縮状態にはなく、台車の前輪及び後輪からの力は、作動油を通じて伝達される。
【００４９】
図１及び図２に示す着陸装置は、着陸の間に大きな衝撃を受けるものであり、二輪モード、遷移モード、及び四輪モード対してそれぞれ適切な閾値を設定することにより、着陸装置の荷重に関連させて着陸を類別することができる。例えば、着陸荷重制限内であるか、又は、着陸荷重制限を超えているかに従って、着陸を類別することができる。
【００５０】
連結リンク８は、約３．０５ｍ／秒（１０ｆｔ／秒）での対称着陸に耐えるという設計制限荷重事例に沿うものと想定されているが、起こり得る着陸状態を広範に考慮した着陸装置荷重の解析によれば、より低い降下率において、連結リンク８に対する設計制限荷重を超える可能性のある多くの事例が存在することが示されている。この矛盾は、台車のピボット荷重を直接測定することによって解決される。連結リンク８の荷重は、台車のピボット荷重に依存するものであり、このピボット荷重を使用して、連結リンク８を含む他の構成要素の荷重を判別することができる。
【００５１】
着陸装置は、更に、いくつかの設計制限荷重事例に沿うように設計する必要があり、このような設計制限荷重事例の１つに、地上走行の間の四輪モードにおける０．５ｇターンが挙げられる。地上走行の間の０．５ｇターンという設計制限荷重は、どんな条件下でも超過する可能性が低い荷重閾値であると見なされる場合があるが、着陸装置荷重の解析によれば、０．５ｇターンという設計制限荷重は、低い降下率及び低い揚力重量比での着陸の間の四輪モードにおいて、超過する場合があることが示されている。又、四輪モードにおける０．５ｇターンに等価な荷重閾値は、二輪モードにおける設計荷重制限を超える可能性が高く、これによって、連結リンクの損傷が発生するおそれがある。本発明は、四輪モードと二輪モードには、異なる閾値が必要であるとの認識に基づくものである。
【００５２】
図３は、台車ピボット及び緩衝装置で測定される、着陸装置の着陸荷重の閾値を示す図である。
【００５３】
図３を参照すると、ｔ0は接地の開始時刻を示しており、この時刻において、後輪対のみへの荷重が開始される（すなわち、二輪モードが開始する）。時間が経過すると、図３に示す時刻ｔ1において、後輪対とともに台車の前輪対への荷重が開始され（すなわち、二輪から四輪への遷移モードが開始し）、この状態は、図３に示す時刻ｔ2まで継続する。その後、台車の両方の車輪対が荷重され、航空機が着陸する。
【００５４】
Ｌ１で示すレベルで表される着陸荷重は、ｔ0からｔ1の間の安全着陸荷重の閾値であり、この間、下側の二輪のみが接地する。着陸荷重Ｌ１は、二輪から四輪への遷移期間に対応するｔ1からｔ2の間も、時刻ｔ2まで安全着陸荷重であり続ける。遷移期間の終了時、四輪の全てが接地する。その後、時刻ｔ2以後は、Ｌ１レベルよりも高いＬ３レベルで表される着陸荷重が安全着陸荷重制限となり、台車の四輪の全てが完全に接地する。図上Ｌ１、ｔ0、及びｔ2を示す各線で囲まれた領域、及び、ｔ2以降のＬ３線で区切られた領域が、着陸装置の安全作動領域を表す。
【００５５】
Ｌ１レベル（例えば１．５ＭＮ）の着陸荷重を上回り、かつ、Ｌ２（例えば、１．９ＭＮ）で示すレベルを下回る着陸荷重は、ｔ0とｔ2の間の期間における安全着陸荷重閾値を超える着陸荷重である。同様に、Ｌ３レベル（例えば、２．１４ＭＮ）を上回り、かつ、Ｌ４で示すレベルを下回る着陸荷重は、四輪の全てが完全に接地しているｔ2以後における、安全着陸荷重閾値を超える着陸荷重である。ｔ0とｔ2の間の期間においてＬ２レベルを上回る着陸荷重、及び、ｔ2以後においてＬ４レベルを上回る着陸荷重は、安全着陸荷重閾値を大きく超過し、着陸装置の損傷を発生させる可能性がある。
【００５６】
図４には、着陸装置荷重を監視するための電気式装置がブロック４２で示されており、この電気式モニターには、第１入力ポート４４、第２入力ポート４５、第３入力ポート４６、及び出力ポート４７が含まれる。電気式モニター４２の第１入力ポート４４には、着陸装置が、図３に示すｔ0とｔ2の間又はｔ2以後の各期間に対応する状態であることを示す電気信号が入力される。電気式モニター４２の第２入力ポート４５には、緩衝装置のダンパー室内の油圧を表す電気信号が入力され、第３入力ポート４６には、着陸装置の引込又は降下を示す電気信号が入力される。電気式モニター４２は、その出力ポート４７に、着陸装置の各動作モードに対応すると識別された期間に応じた最大着陸荷重を示す出力信号を出力する。この出力信号は、着陸装置荷重が、図３に示す時刻ｔ2以前の期間についてはＬ１レベルを下回ること、及び、図３に示す時刻ｔ2以後の期間についてはＬ３レベルを下回ることを示すものであるか、あるいは、着陸装置荷重を、図３に示すＬ１及びＬ３の荷重レベルと関連させて示すものである。
【００５７】
第１及び第２入力ポート４４、４５に必要な信号は、着陸装置から供給される。第１入力ポート４４に必要な信号は、図２に示すピッチトリマー９の位置を検出することにより得られ、上述した３つのモードに関連する着陸装置の状態を示す。第２入力ポート４５に必要な信号は、圧力トランスデューサーから供給され、上述したダンパー室油圧を示す。第３入力ポート４６に供給される信号は、着陸装置伸張／引込システム４１から供給され、着陸装置が引き込まれているか、又は、展開されているかを示す。出力ポート４７上の信号は、航空機のコックピットに配置された表示デバイス４３に供給される。加えて、出力ポート４７上の信号は、例えば、データ記録手段を含む１つ又は複数の別のデバイスに伝達されるものであってもよい。
【００５８】
入力信号には、車輪のモードを示す信号と、ダンパー室油圧を示す信号が含まれる。着陸装置伸張/引込システムとのインタフェースが存在し、これによって、自己検査を実施して、飛行サイクルに関する情報を供給することが可能となる。出力信号は、保守システム及び表示システムに伝達され、設定荷重閾値を超過したことを示すフラグを供給する。このフラグから、例えば、航空機の地上検査、又は、航空機を航行に戻すことを含む適切な処置を決定することができる。出力信号には、フォルトフラグが含まれており、このフォルトフラグは、荷重モニターが、自己検査の結果として装置自体に１つ又は複数のエラーを検出したことを示すとともに、保守システムに対して、荷重モニターにエラーがあること示し、保守処置を要求するものである。航空機の地上検査又は保守処置の必要性は、フライトデータ解析のリポートとは独立に、保守システムを通じて伝達される。
【００５９】
電気式モニターは、例えば、ローリング、揚力重量比、質量、及び航空機の降下速度等の着陸装置荷重に影響を及ぼす主要な変数に依存することなく、ダンパー室内の油圧を直接検知することによって、着陸装置荷重を効果的に監視するものである。図３に示すように設定閾値を超えた場合、着陸装置が損傷しているおそれがあるため、適切な保守処置が取られるまで、航空機を地上待機させる必要がある。閾値の超過がなかった場合、着陸装置が損傷している可能性は低く、航空機は、運行を継続するために適切な状態にある。
【００６０】
電気式モニターは、ピーク荷重を確実に検出するために、約２０ミリ秒のサンプリング時間で作動し、圧力測定の失敗を避けるために、次のような検査も実行する。
・着陸進入の間に着陸装置の作動油圧を検査し、必要な場合、エラーをリポートし、圧力の監視を続行する。
・ピーク作動油圧が、着陸前に着陸装置が完全に伸張された時の圧力よりも大きいことを検査し、必要な場合、エラーをリポートする。
【００６１】
加えて、電気式モニターは、次の事項を検査する。
・二輪モードの指示の不具合。これによって、高過ぎる閾値が適用される結果、損傷の指示に失敗する可能性がある。
・四輪モードの指示の不具合。これが不確実な場合、二輪モード用の低い閾値が適用される。
・電力、又は計算実効性の不具合。
【００６２】
バウンス着陸も考慮されており、モニターには、記録管理のために、着陸サイクルがいつ完了したかを示す情報が供給される。モニターは、着陸サイクルを監視するために、着陸装置の伸張及び引込を監視する。その際、最新の着陸イベントを確実に監視するために、着陸装置が伸張されているか、引き込まれているかに関わらず、常に監視を実施する。
【００６３】
図５には、図４に示す電気式モニターの荷重監視ロジック要素が示されており、この荷重監視ロジック要素には、フィルター部５１、ピーク検出部５２、第１ルックアップテーブル部５３、第２ルックアップテーブル部５５、リセット／ホールド・ロジック部５４、第１閾値比較部５６、第２閾値比較部５７、及び、インタフェース出力回路部５８が含まれる。
【００６４】
リセット／ホールド・ロジック部５４は、第１入力ポート４４上の信号を受信する。この信号は、図３に示す時刻ｔ0、ｔ1、ｔ2に関連して着陸動作がどの段階にあるかを示すものである。追加の入力ポート５９上の信号は、二輪モードの閾値を確実に適用するために、内部のエラー検出ロジック部６４から供給される。リセット／ホールド・ロジック部５４からの出力信号は、ピーク検出部５２に伝達される。ピーク検出部５２は、フィルター部５１を経由して、緩衝装置のダンパー室油圧を表す信号を受信する。ピーク検出部５２は、図３に示すｔ0からｔ2までの期間のピーク荷重を示す第１出力信号を出力し、この第１出力信号は、第１ルックアップテーブル部５３に伝達される。又、ピーク検出部５２は、図３に示す時刻ｔ2以後の期間のピーク荷重を示す第２出力信号を出力し、この第２出力信号は、第２ルックアップテーブル部５５に伝達される。第１ルックアップテーブル部５３の出力は、第１閾値比較部５６に伝達され、第２ルックアップテーブル部５５の出力は、第２閾値比較部に伝達される。第１閾値比較部５６からの第１出力信号、及び、第２閾値比較部５７からの第２出力信号は、インタフェース出力回路部５８に伝達される。インタフェース出力回路部５８は、出力ポート４７上の信号を供給する。
【００６５】
図５に示す荷重監視ロジック要素の動作において、フィルター部５１は、緩衝装置のダンパー室内の油圧を表す信号中に存在し得る高周波数ノイズ（１００Ｈｚを超えるノイズ）を低減する。リセット／ホールド・ロジック部５４は、図３に示すｔ0からｔ2の期間及びｔ2以後の期間のそれぞれにおけるピーク油圧の測定値から発生する電気信号が、ピーク検出部５３に確実に取得されるように機能する。第１ルックアップテーブル部５３は、ピーク検出部５２からの出力信号を、ｔ0からｔ2の期間のピボット荷重値に変換するために使用され、一方、第２ルックアップテーブル部５５は、ピーク検出部５２からの出力信号を、ｔ2以後の期間のピボット荷重値に変換するために使用される。
【００６６】
第１ルックアップテーブル部５３の出力信号は、第１閾値比較部５６に伝達される。第１閾値比較部５６は、図３に示す荷重レベルＬ１及びＬ２にそれぞれ対応する入力信号を検出し、入力信号が、Ｌ１を下回る荷重、Ｌ１とＬ２の間の荷重、又は、Ｌ２を上回る荷重のいずれに対応するかを示す出力信号を供給するように動作する。第２ルックアップテーブル部５７の出力信号は、第２閾値比較部５７に伝達される。第２閾値比較部５７は、図３に示す荷重レベルＬ３及びＬ４にそれぞれ対応する入力信号を検出し、入力信号が、Ｌ３を下回る荷重、Ｌ３とＬ４の間の荷重、又は、Ｌ４を上回る荷重のいずれに対応するかを示す出力信号を供給するように機能する。第１閾値比較部５６及び第２閾値比較部５７の出力信号は、インタフェース出力回路部５８に伝達される。インタフェース出力回路部５８は、図３に示すｔ0とｔ2の間の期間及びｔ2以後の期間に関連して、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の荷重制限のうち超過したものがあった場合には、どの荷重制限を超過したのかを示す出力信号を供給する。
【００６７】
モニターの動作において、ダンパー室のピーク油圧は、例えば、図１に示す作動油の充填口７ａに配置された、流体圧を電気信号に変換する適切なトランスデューサーにより、電気信号に変換される。図５に示す第１ルックアップテーブル部５３には、ダンパー室のピーク油圧と台車ピボットのピーク荷重の値が、対応する値として表されており、第１ルックアップテーブル部５３に保存された値のうち、二輪モードの間のダンパー室のピーク油圧を表す入力信号に対応する、台車ピボットのピーク荷重を表す適切な値が出力信号となる。
【００６８】
ダンパー室のピーク油圧は、流体圧を電気信号に変換するトランスデューサーによって特定の値に変換される。図５に示す第２ルックアップテーブル部５５には、ダンパー室のピーク油圧と取付点のピーク荷重の値が、対応する値として表されており、第２ルックアップテーブル部５５に保存された値のうち、四輪モードの間のダンパー室のピーク油圧を表す入力信号に対応する、取付点のピーク荷重を表す適切な値が出力信号となる。
【００６９】
ダンパー室作動油圧を検知するように結合されたトランスデューサーからの信号は、二輪モードを示す信号と同様に、２０ミリ秒毎にサンプリングされ、ロジック要素による処理は、２０ミリ秒に対応する速度で実行される。フィルター部５１は、非常に高い周波数のノイズ、例えば、１００Ｈｚを超えるノイズを低減する。ピーク検出部５２は、二輪モードの間に発生するダンパー室油圧の最大値を取得してＰdc２Ｗとして出力し、四輪モードの間に発生する最大値を取得してＰdc４Ｗとして出力する。出力された値は、ピーク荷重に変換され、設定閾値と比較される。リセット／ホールド・ロジック部５４は、二輪モード及び四輪モードのそれぞれについて、関連するピーク圧力が確実に取得されるようにするものである。モニターは、二輪モードの指示の欠落が発生した場合には、着陸サイクル全体に亘って二輪モード動作を実施する。第１ルックアップテーブル部５３は、台車ピボットの荷重を示す信号を供給し、この信号と二輪モードの設計制限を比較することができる。第２ルックアップテーブル部５５は、四輪モードにおける対応する信号を供給する。例えば、連結リンク等の着陸装置の特定の構成要素に関して、同様のルックアップテーブル部又はアルゴリズムを備えるものであってもよい。監視動作は、着陸装置引込（ギア・アップ）サイクルが発生するまで、四輪モードで継続される。モニターは、垂直荷重状態に関するリポートも実行し、これによって、地上走行の間の制限荷重を超過する荷重の発生がリポートされる。バウンス着陸の場合には、監視動作は、必要に応じて、二輪モードから四輪モードへ、四輪モードから二輪モードへ、そして、再び四輪モードへと切り替わり、各モードの発生順序に関わらず、そのモードにおける最大値の監視を続行する。
【００７０】
Ｐdc２Ｗは、リセット／ホールド・ロジック部５４によって、二輪モードの間だけ更新され、四輪モードの間には一定に保持される。同様に、Ｐdc４Ｗは、四輪モードの間だけ更新され、二輪モードの間には一定に保持される。これらの値及びフォルトフラグは、不揮発性記憶手段（ＮＶＭ）に保持され、着陸装置伸張／引込システムに従ってギア・アップ遷移が発生した時にのみリセットされる。
【００７１】
図６は、図４に示すモニター、及び、図５に示す荷重監視ロジック要素の動作を示す図である。この動作は、活動している動作状態によらず２０ミリ秒毎の動作を続行し、図６に要素６６として示す機能に寄与するものである。ここで、監視とエラー検出の２つの処理は、並行に動作するものである。これらの動作状態により、イベントの特定が可能となり、主要な入力に対する動作が確実に実施される。
【００７２】
この手順において、テスト１（状態６２）では、着陸装置を伸張（ギア・ダウン）した着陸進入状態において、二輪／四輪モード入力が二輪モードを示すことが検査される。５秒後までに応答がない場合、フォルトフラグが生成される（動作６４）。テスト２（状態６３）では、着陸進入の間に着陸装置を伸張した状態のダンパー室油圧が監視される。これは、弾性曲線における始動（break-out）圧力と同じである。この測定値が要求される制限から外れた場合には、エラーと設定される（動作６５）が、このエラーの要因は、整備不全（mis-servicing）である可能性があるため、監視は続行される（動作６６）。収集されたピーク値及びフォルトフラグは、不揮発性記憶手段に保持され（動作６８）、電源遮断の間に消失しない。ここで、イベントは、その時点におけるピーク荷重及びフォルトフラグを意味し、イベントログは、最新の１０イベントからなる履歴である。伸張／引込の通信エラー（動作６７）は、ハードウェアによって検出することも可能であり、又は、例えば、特定の状態で１０時間動作していることに基づいて、時間切れとすることも可能である。モニターの電源投入時には、二輪モードと四輪モードとを検査し、又、飛行／地上インジケーターを使用して、モニターを着陸装置引込（ギア・アップ）状態（状態６１）及び監視状態に初期化する必要がある。
【００７３】
この手順では、テスト１において、着陸装置が伸張された後、現在二輪モードであるか四輪モードであるかについて、インジケーターから正しい指示を受け取ることを検査する。この指示が正しくない場合、二輪モード動作の指示にエラーがあることを警告するためのフォルトフラグが設定される。このフォルトフラグは、監視ロジックに対して、常に二輪モードと見なすことを指令するために使用される。テスト２において、想定されるダンパー室油圧の検査が実施される。この検査に不合格の場合、油圧の入力値が誤りであるか、又は、着陸装置の保守整備に不備があるかのいずれかである。この場合もフォルトフラグが設定されるが、着陸装置の保守整備に不備があったとしても、着陸の間に印加される着陸装置のピーク荷重は正しくリポートされるため、監視は続行される。更に、モニターが１つの状態に固定されることを避けるために、伸張／引込システムとモニターとの間の正しい通信が確立されているかを検査するものであってもよい。
【００７４】
図７に示す上側のグラフは、着陸の間の四輪ロッキング台車の台車ピボットの支柱荷重の値を、Ｆb−Ｆbb−Ｆcc−Ｆcとして、時間に対して示すものである。又、取付点荷重の値も、Ｆa1−Ｆa2−Ｆcc−Ｆcとして示されている。下側のグラフは、着陸の間の四輪ロッキング台車の単段式緩衝装置のダンパー室油圧を、Ｐb−Ｐbb−Ｐcc−Ｐcとして、上側のグラフと同じ時間スケールに沿って示すものである。
【００７５】
台車ピボットの支柱荷重の値Ｆbは、ゼロから上昇して、値Ｆbbの近傍で第１最大値を示し、一旦低下した後、値Ｆccの近傍の第２最大値まで上昇し、その後、再び低下する。ダンパー室油圧の値Ｐbは、台車ピボットの支柱荷重と対応するように変動し、値Ｐbbの近傍の第１最大値まで上昇し、一旦低下した後、値Ｐccの近傍の第２最大値まで上昇し、その後、再び減少する。
【００７６】
一方、取付点荷重Ｆa1は、徐々に上昇し、次いで、平坦になった後に、値Ｆa2を経て台車ピボットの支柱荷重の値Ｆccの近傍の最大値まで再び上昇し、その後は、台車ピボットの支柱荷重Ｆcと同じになる。
【００７７】
上側のグラフに２つの最大値が存在することは、四輪ロッキング台車が、初期接地時に二輪モードで動作し、その後、四輪モードで動作したことの証拠である。上側のグラフのＦbb付近の第１最大値は、着陸装置が二輪モード動作している間に発生し、Ｆcc付近の第２最大値は、四輪モード動作中に発生する。図７に示す例では、第１最大値の方が第２最大値よりもが大きいが、常にこの例のような結果となるわけではなく、第２最大値の方が第１最大値よりも大きい場合もある。
【００７８】
二輪モードにおける取付点荷重は、二輪モードにおけるピボット点荷重よりも大幅に低い。これは、着陸装置の幾何学的構成の結果として、図２に示す連結リンク８が、約２：１のてこの支点として機能するためである。引き続く四輪モードでは、この時点の荷重が連結リンクによって影響を受けないため、取付点荷重とピボット点荷重は等しい。
【００７９】
図７に示された情報から、四輪ロッキング台車に関して、二輪モードと四輪モードを２つの別の動作モードとして見なす場合、ダンパー室油圧の変動が、台車ピボットの支柱荷重の変動と酷似していることが分かる。又、四輪モードのみにおいて、取付点荷重が、台車ピボットの支柱荷重とほぼ同一であることも明白である。
【００８０】
図７に示す結果は、航空機の揚力が航空機に作用する重力と等しい対称着陸条件に関するものである。四輪モードにおいて第２最大値が発生するのは、台車が回動して二輪モードから四輪モードに移行した後にも、吸収されるべきエネルギーが残存しているためである。二輪モードにおける第１最大値は、降下率に対して鋭敏であり、一方、第２最大値は、揚力重量比の低下に伴って大幅に増大する。更に、両方の最大値は、接地の瞬間のロール率に対して鋭敏である。この結果、欧州共同航空規則(ＪＡＲ：Joint Airworthiness Requirements)の設計制限よりも低い降下率に、着陸時の特定のロール率条件が組み合わさることによって、実際には、設計制限を超える条件が発生する可能性がある。
【００８１】
図７に示す２つの最大値の間の領域は、図３のｔ1とｔ2の間の期間で表される遷移モードに相当する。このとき、台車は、二輪モードから四輪モードに移行している。
【００８２】
図８には、台車ピボットのピーク荷重とダンパー室のピーク油圧の関係が、比較的直線的であることが示されている。図８は、図３に示すｔ0とｔ2の間の期間、すなわち、二輪モードにおけるダンパー室のピーク油圧を、台車ピボットのピーク荷重と関連させて示したものである。真の直線的関係からのずれは、緩衝装置の圧縮の間の側面荷重による摩擦の影響に関連するものと考えられる。しかし、この摩擦荷重は、図８の形に大きな影響を及ぼさないように見える。これは、主として、ピーク荷重が、内部主部材２が外部主部材３内に滑り込んでいるときに発生し、この条件下では、直線的関係に影響を及ぼす静止摩擦の誤差が実質的に存在しないためである。図８に示す関係は、様々な接地速度に対して良好に保たれ、ピーク荷重に、抗力の変動による大きな変動はない。
【００８３】
図９は、図３に示すｔ2以後の期間、すなわち、四輪モードにおけるダンパー室のピーク油圧を、取付点のピーク荷重と関連させて示したものである。図７に示すように、四輪モードにおいて、台車ピボットのピーク荷重と取付点のピーク荷重は、実質的に等しい。したがって、図９に示す関係は、ダンパー室のピーク油圧と台車ピボットのピーク荷重との関係も表すものである。
【００８４】
図７〜図９に示された情報から、ダンパー室のピーク油圧と、台車ピボットの、緩衝装置の軸方向のピーク荷重の間には、一貫した関係があることが分かる。二輪モードにおける取付点のピーク荷重及び連結リンク荷重の近似値は、着陸装置の幾何学的構成に基づいて、台車ピボットのピーク荷重から導くことができる。
【００８５】
図１０は、着陸の間の、台車ピボットの支柱荷重Ｆb−Ｆccの値の、図３に示す時刻ｔ0からｔ2の期間及びｔ2以後の期間に関連する変動を、荷重制限値Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と組み合わせて示すグラフである。図１０に示すグラフは、図７に示すグラフと同種のものであるが、着陸条件が異なるものである。
【００８６】
図１０は、接地時の着陸装置荷重がＬ２を下回るような降下率における着陸荷重条件の例であり、したがって、二輪モードにおいて損傷性のピーク荷重は発生していない。しかし、四輪モードで発生するピーク荷重は大幅に高く、実際、０．５ｇターンという事例に基づく制限Ｌ３を超えている。
【００８７】
図１０に示された制限は、次の通りである。
・揚力が重力に等しい対称着陸において、最大着陸重量（ＭＬＷ）での約３．０５ｍ／秒（１０ｆｔ／秒）の降下率に相当する台車ピボットのピーク荷重Ｌ１＞１．５ＭＮ。
・揚力が重力に等しい対称着陸において、ＭＬＷでの約３．６６ｍ／秒（１２ｆｔ／秒）の降下率に相当する台車ピボットのピーク荷重Ｌ２＞１．９ＭＮ、
・０．５ｇターンの静加重制限事例に相当する取付点のピーク荷重Ｌ３＞２．１４ＭＮ。
【００８８】
荷重制限値Ｌ１、Ｌ２は、二輪モードにのみ適用される。荷重制限値Ｌ３は、複数の因子が組み合わされた結果として、０．５ｇターンの静加重制限が動的に超過された場合、警告を生成するように機能する。複数の因子の組合せには、例えば、非対称着陸、バウンス着陸、及び低い揚力重量比の可能な組合せが含まれる。荷重制限値Ｌ３は、四輪モードにのみ適用される。この際、取付点荷重は、図７に示すように、台車ピボット荷重と同じである。
【００８９】
図１１は、コンピュータ・モデルから得られた結果を示すグラフであり、それぞれ、着陸装置荷重モニター（バーＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）、及び、トリガー事象（バーＣ、Ｄ、Ｇ、Ｈ）の場合を示している。バーＡは、二輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、着陸装置モニターが起動されなかった例を表す。着陸装置モニターが起動されなかった例を示すバーＡでは、荷重は、全て設定閾値Ｌxを下回っている。
【００９０】
バーＢは、二輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、着陸装置モニターに信号の起動が生じた例を表す。バーＢによれば、着陸装置の荷重モニターは、設定閾値Ｌxを超える全ての荷重、及び、設定閾値Ｌxの直下のいくつかの荷重により起動されている。このような着陸装置モニターの起動のしかたは、設定閾値Ｌxを超える荷重が全て検出されているため、安全と考えられる。閾値Ｌxの直下のいくつかの荷重による着陸装置の起動は、誤応答ではあるものの、安全な起動エラーであると考えられる。
【００９１】
このように、着陸装置モニターの起動では、バーＡ、Ｂに示されるように、超過荷重の全ての条件が検出され、又、設定閾値Ｌxの直下に、誤起動が生じる荷重の狭い範囲が存在する。
【００９２】
バーＣは、二輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、フライトデータ解析が起動されなかった例を表す。トリガー事象の場合、バーＣの設定閾値ＬXの上方部分によって表されるように、設定閾値Ｌxを超える荷重のいくつかについて、リポートを仕損じている。このようなリポートの失敗は、設定閾値を超える荷重がリポートされないため、（このモデル例のために選択された閾値に基づけば、）危険なリポート・エラーであると考えられる。
【００９３】
バーＤは、二輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、フライトデータ解析が起動された例を表す。この場合、設定閾値Ｌxを超える荷重のリポートは存在するが、それとともに、荷重が設定閾値Ｌxよりも僅かに低い場合、又は、大幅に低い場合にも、超過荷重を示す誤応答のリポートが多数存在する。
【００９４】
このように、トリガー事象では、バーＣ、Ｄに示されるように、超過荷重の全ての条件が検出されるわけではなく、又、設定閾値Ｌxの下方に、誤応答のリポートが生じる荷重の広い範囲が存在する。
【００９５】
バーＥは、着陸装置モニターによって四輪モードとして識別された動作モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、着陸装置モニターが起動されなかった例を表す。着陸装置モニターが起動されなかった例を示すバーＥでは、荷重は、全て設定閾値Ｌyを下回っている。
【００９６】
バーＦは、四輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、着陸装置モニターが起動された例を表す。バーＦによれば、着陸装置の荷重モニターは、設定閾値Ｌyを超える全ての荷重、及び、設定閾値Ｌyの直下のいくつかの荷重により起動されている。設定閾値ＬXを超える全ての荷重が検出されているため、着陸装置モニターの起動は安全と考えられる。閾値ＬXの直下のいくつかの荷重による着陸装置の起動は、誤応答ではあるものの、安全な起動エラーと考えられる。
【００９７】
バーＧは、四輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、フライトデータ解析が起動されなかった例を表す。トリガー事象に関して、設定閾値ＬXを超える荷重のリポートの仕損じはない（バーＧに、設定閾値Ｌyの上方の部分はない）。バーＧによって表されるトリガー事象の結果は、設定閾値Ｌyを下回る荷重のみが無視される点で、着陸装置の荷重モニターの結果と同等なものである。
【００９８】
バーＨは、四輪モードにおける着陸装置荷重の範囲に対して、フライトデータ解析が起動された例を表す。この場合、設定閾値Ｌyを超える荷重のリポートは存在するが、それとともに、荷重が設定閾値Ｌyよりも僅かに低い場合、又は、大幅に低い場合にも、超過荷重を示す誤応答のリポートが多数存在することになる。
【００９９】
このように、トリガー事象では、二輪モードと四輪モードとが識別されず、バーＣの設定閾値Ｌxの上方の部分に示されるように、安全加重閾値を超過した事例のリポートに失敗する場合があると予想することができる。又、トリガー事象では、バーＨに示されるように、着陸装置荷重が設定閾値を下回っている場合でも、着陸荷重閾値の超過についての多数の事例がリポートされることが予想される。
【０１００】
バーＣに示されるような、トリガー事象における設定荷重閾値の超過のリポートの失敗は、安全性の観点から重大な問題である。又、設定荷重閾値を超えていない場合に、トリガー事象が設定荷重閾値の超過を示す多くの事例が存在することは、結果として、不必要な保守作業をもたらし、これには、航空機の不必要な地上待機が伴うため、コスト上の不利益が生じる。
【０１０１】
これに対して、着陸装置の荷重モニターでは、バーＢ、Ｆに示されるように、設定荷重閾値を超過した全ての事例がリポートされ、又、バーＢ、Ｆに示されるように、設定荷重閾値を超えていない場合に設定荷重閾値の超過を示す事例は、少数である。
【０１０２】
このように、着陸装置の荷重モニターは、航空機の運行において、落下着陸を迅速かつ高信頼に検出するという問題を解決するものである。勿論、着陸装置モニターは、着陸装置毎に必要である。
【０１０３】
着陸装置モニターの連結式着陸装置への応用に関連して、台車がいつ二輪モード及び四輪モードにあるのかをそれぞれ検出することにより、２つのモードに対してそれぞれの閾値が設定され、２つのモードにおけるピーク着陸荷重が個別に監視される。又、検出方法として、ダンパー室油圧の検知による直接的な荷重測定が用いられ、例えば、ローリング、揚力重量比、質量、及び降下速度を含む着陸状態に関連する主要変数には依存しない点で、効果的なものである。設定閾値の超過が生じた場合、着陸装置の損傷が発生した可能性があるため、適切な保守作業が実施されるまで、航空機を地上待機（ＡＯＧ）させる必要がある。設定閾値の超過が生じなかった場合、着陸装置は、損傷を被るような垂直荷重を受けなかった可能性が高い。
【０１０４】
上述した着陸装置モニターが有する特徴は、次の通りである。
・トリガー事象又は落下着陸と疑われる着陸後の着陸装置の動作に基づいて、運行可/不可を判別する。
・着陸装置モニターは、各着陸装置に付随して動作するため、着陸の間の各着陸装置のピーク荷重が直接測定される。
・着陸の間の二輪モード及び四輪モードに対し、着陸装置の異なる構成要素を対象として、荷重測定及び閾値設定が別個に実施される。
・損傷が発生しなかったことを誤って示すエラーが発生する可能性がないように動作する。
・窒素の圧力についての検査を実施する。
・地上走行の間の垂直荷重閾値の超過を警告する。
・着陸装置伸張／引込システム、又は、拡張された油圧監視システムに統合することができる。
【０１０５】
更に、次のような特徴を有するものであってもよい。
・着陸の間のピーク荷重の履歴を取得して保持する。
・２つの設定閾値のうちの低い方の超過の発生を取得して保持する。
・ＡＴＡ  ３２の全体的な健全性監視システムへの統合。
【０１０６】
以上、本発明を、ロッキング四輪台車式着陸装置に関連させて説明し、この着陸装置は、ダンパー室油圧を監視するための点検口を有する単段オレオ構成を含むものであった。
【０１０７】
連結リンクを有していない非連結型四輪台車方式による別の種類の着陸装置もある。この種の着陸装置では、二輪モードの間の作動油の圧縮は、ピッチトリマーの反力に依存し、小さいものと考えられる。図５に示すロジック要素は、単段オレオ構成に対しては、着陸装置の種類に応じた小さな修正により、その着陸装置に適合させることが可能である。
【０１０８】
例えば、大型航空機の機首着陸装置、又は、小型航空機の主着陸装置のような、二輪のみを有し、単段オレオ構成を含む着陸装置の場合、四輪モードは存在しないため、車輪モードを監視する必要はない。この場合、ダンパー室のピーク油圧は、最大着陸装置荷重を示すものとなる。この種類の着陸装置は、一般に、単段オレオ式ディアボロ型着陸装置として知られている。
【０１０９】
別の種類の機首着陸装置として、例えば、２段オレオ構成を有するものがあり、この場合も、車輪モードを監視する必要はない。但し、複数のダンパー室があり、それらのダンパー室は直接的な点検口を備えていないため、ダンパー室の圧力を測定するために、専用の構成をとる必要がある。この種類の着陸装置は、２段オレオ式ディアボロ型着陸装置として知られている。
【０１１０】
上述した着陸装置モニターは、フライトデータ解析に取って代わるものではなく、着陸に続く着陸条件のより正確な査定を可能にするデータにより、フライトデータ解析を増強するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１は、連結四輪台車を含む航空機着陸装置を示す正面図であり、着陸装置の２つの前輪と支持部材構成が示されている。支持部材構成には、主構造部材が含まれ、この主構造部材は、筒型緩衝装置として機能する。
【図２】図２は、図１に示す航空機着陸装置を示す側面図であり、車輪間に配置された台車梁を示すために、視点に近い側の前輪及び後輪が省略されている。
【図３】図３は、着陸の間の着陸装置荷重制限を時間に関連させて示す図である。
【図４】図４は、着陸装置荷重を監視するための電気式装置を示すブロック図である。
【図５】図５は、着陸装置荷重を監視するための電気式装置の荷重監視ロジック要素を、図４よりも詳細に示す図である。
【図６】図６は、着陸装置荷重を監視するための電気式装置の動作の状態図である。
【図７】図７は、図４又は図５に示す装置から生じ得る出力信号のパターンを示すグラフである。
【図８】図８は、着陸の間に四輪台車の二輪のみが接地している時のダンパー室のピーク油圧を、台車ピボットのピーク荷重に関連させて示す図である。
【図９】図９は、着陸の間に四輪台車の四輪の全てが接地している時のダンパー室のピーク油圧を、取付点のピーク荷重に関連させて示す図である。
【図１０】図１０は、図７に示す着陸荷重変動パターンとは別のパターンを、設定閾値制限に関連させて示す図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る着陸装置の荷重モニターを、着陸の間の航空機の降下率又は航空機の重心加速度のモデルに基づくトリガー事象と比較した結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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