(57)【要約】      （修正有）【課題】１次及び２次電力の接続数、並びに隣接するセクション間のデータ接続数を削減する方法を提供する。【解決手段】モジュール装置センター（ＭＥＣ）４６のシステム構成要素を機械的及び電気的に据え付けるために、車両１０のフロア、側壁、又はクラウン内の小さな又は狭い空間に置かれるように構成されるモジュールトラス組立体である。複数のＭＥＣが、装置負荷にサービスするために、車両の中全体に空間的に分散される。モジュールトラス組立体は、ＭＥＣのシステム構成要素ｓに電力供給するため、及び、装置負荷５０に電力供給するために、異なる電圧レベルを供給する。一つ又は複数の構成において、モジュールトラス組立体の全部又は一部が、修理又は交換のために車両から取り外されることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用トラス組立体であって、
電気的及び機械的にそれに連結されるシステム装置のために構造上の支持を提供する少なくとも第一及び第二のグリッドを備え、前記第一及び第二のグリッドの各々が、前記車両の支持構造の間に少なくとも部分的に広がるオープンセルのパターンを形成する、他のセグメントとノードで接合される複数の結合されたセグメントを備える、車両用トラス組立体。
【請求項２】
前記第一のグリッドの少なくとも一部分が、前記第二のグリッドの少なくとも一部分にオーバーラップする、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項３】
前記第一のグリッドの少なくとも一つのノードが、前記第二のグリッドの少なくとも一つのノードにオーバーラップする、請求項２に記載のトラス組立体。
【請求項４】
前記第一及び第二のグリッドの前記オーバーラップするノードの少なくとも一つが、車両システムのための機械的接続点として用いられる、請求項３に記載のトラス組立体。
【請求項５】
前記第一及び第二のグリッドの前記オーバーラップするノードの少なくとも一つが、前記トラス組立体を前記車両に固定するための機械的接続点として用いられる、請求項３に記載のトラス組立体。
【請求項６】
前記第一及び第二のグリッドが、互いに異なる電圧を運ぶように構成される、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項７】
前記第一及び第二のグリッドが互いから取り外し可能である、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項８】
前記第一のグリッドのパターンが前記第二のグリッドのパターンと異なる、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項９】
前記第一のグリッドの前記オープンセルが、前記第二のグリッドの前記オープンセルと異なる大きさ及び向きを有する、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項１０】
前記オープンセルの少なくとも一部分が非長方形である、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項１１】
前記オープンセルの少なくとも一部分が六角形である、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項１２】
前記第一及び第二のグリッドのうちの一つにおけるオープンセルのパターンの密度が、前記第一及び第二のグリッドのうちの他方におけるオープンセルのパターンの密度より大きい、請求項１に記載のトラス組立体。
【請求項１３】
第三のグリッドを更に備え、前記第一、第二及び第三のグリッドの少なくとも一つのノードが互いにオーバーラップする、請求項１に記載のトラス組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で提示される実施形態の分野は、モジュール車両構造、より詳細には、電力及びデータ分散型の航空機アーキテクチャの構成要素を設置して電力供給するための支持構造に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
たいていの商業用航空機は、電力及び通信装置を収容するための一つ又は複数の集中型装置ベイを有している。電力及びデータは、航空機内の全機能を制御するために、集中型装置ベイから航空機全体の至る所に分配される。集中型装置ベイは、航空機内で一つ又は複数のセクションブレークを挟んで互いから離されている。通常、一つの集中型装置ベイは前方セクションにあり、もう一方は航空機の後方セクションにある。
【０００３】
主推進エンジンにより駆動される発電機は、航空機のための３相の１次電力を発生させる。１次電力は、最初に後方装置ベイに送られ、その後、航空機を通って前方装置ベイに送られる。１次電力は、それから、様々な装置負荷にサービスするため、航空機の残りの至る所への分配のために集中型に構成される。装置ベイ内の集中型バス電力制御ユニットは、航空機全体に渡って全ての電力機能を制御する。集中化された変換の後に、２次電力が、航空機全体に渡る装置負荷にサービスするための遠方の電力分配ユニットに、又は装置負荷に直接送られる。
【０００４】
航空機の全機能が、集中型電力通信装置に依存している。もし集中型装置ベイからの電力又はデータのいずれかが切られる場合、受ける装置は待機状態になり、対応するシステムの状態を運航乗員が決定することが困難になる。また、集中型通信装置への及びそこからのピーク時の高帯域幅要求のため、通信ネットワークのバックボーンは特大でなければならない。
【０００５】
複合材航空機は、リターン電流パス又はネットワークとして役立つためのアルミニウムのシャシーを持たない。その結果、全回路に電流リターンパスを提供するために複雑な配線ネットワークが付加されなければならないか、又は、各装置負荷のため専用のリターンワイヤが付加されなければならない。例えば、複合材航空機の幅を横切って横方向に伸びるのと同様、複合材航空機の長さに沿って縦方向に伸びる伝導性のワイヤリングが付加されなければならない。この解決策は、複合材航空機に対して、費用、製造及び整備の複雑性、電圧降下の増大、及び望ましくない重量を加える。このように、ワイヤリングを最小化することにより複合材航空機における重量を減少させようとする試みは、複合材航空機における避雷部品の増加に対する要求及びその他の理由によって妨げられてきた。
【０００６】
従来の航空機のアルミニウムのシャシー（例えば、フレーム又は外装又はそれらの組合せを構成する部品）は、航空機の任意の他の伝導性金属構造と同様に、結び付けられて、電圧参照点を電源分配接地点に戻すための電流リターンネットワークを形成する。電流リターンネットワークはまた、人的安全保護パスのみならず、避雷保護も提供する。しかしながら、シャシーが絶縁材料から形成されうる複合材航空機においては、発電機から前方及び後方装置ベイへのワイヤ、遠方の電力分配ユニット及びそれらがサービスする装置負荷へのワイヤ、及び電流リターンネットワーク経由で前方装置ベイへ戻るワイヤの経路は、大きなワイヤループを作り出す。複合材航空機においては、この長いワイヤループは、ある条件の下で航空機への落雷の間、大電流を誘導しうる。この懸念に対処するため、ワイヤループは遮蔽されうるが、この大きなワイヤループ及びその遮蔽は、望ましくないことに、航空機における相当な重量に寄与するであろう。
【０００７】
商業用航空機は、別々のセクションで製造され、それがその後に完全な航空機を組立てるために、つなぎ合わされうる。航空機における様々なシステムが、複数のセクションに渡って配置される構成要素を有しうる。セクションが最後に合わせて組立てられる前に、セクション内の構成要素の多くが据え付けられ、それらが正しく組立てられたことを確認するために検査される。それゆえ、セクションを検査し確認するために、建造シーケンスにまだないシステムの部分がエミュレートされなければならない。いったんセクションの据え付けが検査されたら、航空機を形成するセクションの最終的な組立てを行なうことができ、この段階後に発見された間違いを直すことは、アクセス可能性が制限されるために、より困難になるであろう。
【０００８】
今日の航空機において、最終組立てが非常に時間のかかる工程である理由の一つは、１次及び２次電力の接続数の多さ、並びに隣接するセクション間のデータ接続数の多さのためである。建造サイクルの初期にシステムを機能的に検査し、これにより航空機の他の部分に位置する装置をエミュレートする必要性を除去し、セクションブレークを横切る接続数を削減し、統合パネルを除去し、そして航空機ワイヤリングの重量と複雑さを最小化することにより、航空機をより速く建造することができるであろうし、完成した航空機に対する注文により速く応じることができるであろう。
【０００９】
本開示が本明細書中に提示されるのは、これらの及び他の観点に関してである。
【発明の概要】
【００１０】
本概要は以下の詳細な説明に更に記述される概念の抜粋を簡略化された形で紹介するために提供される、ということが認識されるべきである。本概要は、特許請求される発明の範囲を限定するために使用されることを意図するものではない。
【００１１】
本明細書中で開示される一つの実施形態により、車両用トラス組立体が提供される。トラス組立体は、車両のためのシステム構成要素を電気的及び機械的に据え付けるために構成される据え付け構造を含む。据え付け構造は、少なくとも一部分は、車両の支持構造の間に伸びており、据え付け構造の異なる部分が車両内のシステム構成要素のために異なる電圧レベルを供給するように構成される。
【００１２】
本明細書中で開示される別の実施形態によれば、車両システム構成要素を機械的及び電気的に車両に相互接続するために、少なくとも部分的に互いにオーバーラップしている第一の据え付け構造及び第二の据え付け構造を備える、車両用トラス組立体が提供される。第一及び第二の据え付け構造は、電気的及び機械的に互いに相互接続される。第一及び第二の据え付け構造の各々は導電性であり、互いに異なる電力レベルを伝えるように適合される。トラス組立体は、少なくとも一部分は、車両の支持構造の間に伸びる。
【００１３】
本明細書中で開示されるさらに別の実施形態によれば、少なくとも第一及び第二のグリッドを備える車両用トラス組立体が提供される。第一及び第二のグリッドは、電気的及び機械的にそれに連結されるシステム装置のための構造上の支持を提供する。第一及び第二のグリッドの各々が、他のセグメントとノードで接合される結合したセグメントを備え、少なくとも一部分が車両の支持構造の間に伸びているオープングリッドセルのパターンを形成する。
【００１４】
さらに、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。
【００１５】
条項１．
車両用トラス組立体であって、車両用のシステム構成要素を電気的及び機械的に据え付けるように構成される据え付け構造を備え、据え付け構造は少なくとも一部分は車両の支持構造の間に伸びており、異なる部分が車両内のシステム構成要素のために異なる電圧レベルを供給するように、据え付け構造が構成される。
【００１６】
条項２．
条項１のトラス組立体であって、据え付け構造の少なくとも一部が車両内で交換可能であるように、据え付け構造の少なくとも一部が車両の支持構造から取り外し可能である。
【００１７】
条項３．
条項１のトラス組立体であって、据え付け構造はモジュール装置センター（ＭＥＣ）の一部を定義する。
【００１８】
条項４．
条項３のトラス組立体であって、据え付け構造の少なくとも一部分が、ＭＥＣの一部分からＭＥＣの他の部分へ電力を運ぶ。
【００１９】
条項５．
条項４のトラス組立体であって、一部分は１次ＭＥＣの高電力部分であり、他の部分は１次ＭＥＣの低電力部分である。
【００２０】
条項６．
条項５のトラス組立体であって、１次ＭＥＣの低電力部分は、１次ＭＥＣによりサービスされる装置負荷に２次電力を供給する。
【００２１】
条項７．
条項１のトラス組立体であって、据え付け構造の少なくとも一部分は、据え付け構造に据え付けられる少なくとも一つのシステム構成要素にデータ通信を提供する。
【００２２】
条項８．
条項１のトラス組立体であって、据え付け構造の別々の部分が、据え付け構造に据え付けられるシステム構成要素に別々の通信チャネルを提供するように構成される。 
【００２３】
条項９．
条項１のトラス組立体であって、トラス組立体がモジュールであるように、据え付け構造は複数の構造要素を備える。
【００２４】
条項１０．
条項９のトラス組立体であって、構造要素は類似の形状を有する。
【００２５】
条項１１．
条項９のトラス組立体であって、少なくとも１対の構造要素の少なくとも一部がオーバーラップする。
【００２６】
条項１２．
条項１１のトラス組立体であって、１対の構造要素がオーバーラップするところで、少なくとも一つの電気的接続が定義される。
【００２７】
条項１３．
条項１１のトラス組立体であって、１対の構造要素がオーバーラップするところで、機械的及び電気的接続が定義される。
【００２８】
条項１４．
条項９のトラス組立体であって、少なくとも１対の構造要素の少なくとも一部分が、鏡像関係でオーバーラップする。
【００２９】
条項１５．
条項９のトラス組立体であって、損傷していない構造要素を車両から取り外さずに、損傷した構造要素を交換することができるように、構造要素が互いから取り外し可能である。
【００３０】
条項１６．
車両の支持構造の間に定義される薄い構造上の体積内に据え付けられる条項１のトラス組立体。
【００３１】
条項１７．
条項１のトラス組立体であって、トラス組立体の少なくとも一部分が、車両の支持構造の少なくとも一部分に一致するように構成される。
【００３２】
条項１８．
条項１７のトラス組立体であって、トラス組立体の少なくとも一部分が、航空機のフロアビームの少なくとも一部分に一致する。
【００３３】
条項１９．
条項１のトラス組立体であって、煙が車両の乗客区域に入ることを遮断するバリアとしてトラス組立て品が構成される。
【００３４】
条項２０．
条項１のトラス組立体であって、トラス組立体に据え付けられる電子装置に水が接触することを遮断するバリアとしてトラス組立て品が構成される。
【００３５】
条項２１．
条項１のトラス組立体であって、車両は航空機であり、客室と貨物室の間のフロアの中にトラス組立体が据え付けられる。
【００３６】
条項２２．
条項２１のトラス組立体であって、フロアの中に据え付けられるトラス組立体の上のシステム構成要素が、トラス組立体に近接する装置負荷に連結される。
【００３７】
条項２３．
条項２２のトラス組立体であって、トラス組立体の上のシステム構成要素が、トラス組立体に近接する乗客室と貨物室の中の装置負荷に連結される。
【００３８】
条項２４．
条項１のトラス組立体であって、車両は航空機であり、トラス組立体は装置負荷に近接して航空機側壁に据え付けられ、航空機の胴体の湾曲と一致するように構成される。
【００３９】
条項２５．
条項１のトラス組立体であって、車両は航空機であり、トラス組立体が航空機のクラウンに据え付けられるように構成される。
【００４０】
条項２６．
条項１のトラス組立体であって、車両は航空機であり、トラス組立体は装置負荷に近接して航空機のクラウンに据え付けられる。
【００４１】
条項２７．
条項１のトラス組立体であって、車両は航空機であり、トラス組立体の一部分が航空機のフロア内の隣接するフロアビームの間に伸びるように構成され、トラス組立体の別の部分が航空機のフロアの下及びフロアを支持する隣接する支柱の間に伸びるように構成される。
【００４２】
条項２８．
トラス組立体とその上に据え付けられるライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）との間に露出した電力接続のない条項１のトラス組立体。
【００４３】
条項２９．
条項１のトラス組立体であって、トラス組立体に据え付けられるシステム装置に連結されるバーコードリーダーがバーコードから車両に関するデータを読み出すように構成されるバーコードを更に備える。
【００４４】
条項３０．
車両用トラス組立体であって、車両システム構成要素を車両に機械的及び電気的に相互接続するための、少なくとも部分的に互いにオーバーラップしている第一の据え付け構造と第二の据え付け構造を備え、第一の据え付け構造と第二の据え付け構造は互いに電気的及び機械的に相互接続され、第一の据え付け構造と第二の据え付け構造の各々が導電性であり、互いに異なる電力レベルを運ぶように適合され、トラス組立体は車両の支持構造の間に少なくとも一部分は伸びている。
【００４５】
条項３１．
条項３０のトラス組立体であって、第一の据え付け構造と第二の据え付け構造の少なくとも一つが、車両から取り外し可能である。
【００４６】
条項３２．
条項３０のトラス組立体であって、第一の据え付け構造は第一の電圧を運び、第二の据え付け構造は第二の電圧を運び、第一の電圧は第二の電圧より高い。
【００４７】
条項３３．
条項３２のトラス組立体であって、それぞれ第一及び第二の据え付け構造により運ばれる第一及び第二の電圧と異なる電圧を運ぶ第三の据え付け構造を更に備える。
【００４８】
条項３４．
条項３０のトラス組立体であって、各据え付け構造は複数の細長いセグメントを備え、細長いセグメントは、機械的及び電気的接続のための複数のノードを定義するように、相互接続される。
【００４９】
条項３５．
条項３４のトラス組立体であって、第一の据え付け構造の一つ又は複数のノードが、第二の据え付け構造の一つ又は複数のノードとオーバーラップする。
【００５０】
条項３６．
条項３５のトラス組立体であって、第一及び第二の据え付け構造のうちの少なくとも一つにおけるノードの密度が、トラス組立体に据え付けられる構成要素の付近で増加する。
【００５１】
条項３７．
条項３０のトラス組立体であって、第一及び第二の据え付け構造の一方が他方より厚く、第一及び第二の据え付け構造の厚い方が、第一及び第二の据え付け構造の他方より高い電圧を運ぶ。
【００５２】
条項３８．
条項３０のトラス組立体であって、第一及び第二の据え付け構造の間で電気的分離が維持される。
【００５３】
条項３９．
条項３０のトラス組立体であって、第一又は第二の据え付け構造のうちの一つが損傷したときに、トラス組立て品を動かさずに、損傷した据え付け構造を第三の据え付け構造により交換することができる。
【００５４】
条項４０．
車両用トラス組立体であって、電気的及び機械的にそれに連結されるシステム装置のための構造上の支持を提供する少なくとも第一及び第二のグリッドを備え、第一及び第二のグリッドの各々が、他のセグメントとノードで接合された複数の結合したセグメントを備え、車両の支持構造の間に少なくとも一部分が伸びているオープンセルのパターンを形成する。
【００５５】
条項４１．
条項４０のトラス組立体であって、第一のグリッドの少なくとも一部分が、第二のグリッドの少なくとも一部分にオーバーラップする。
【００５６】
条項４２．
条項４１のトラス組立体であって、第一のグリッドの少なくとも一つのノードが、第二のグリッドの少なくとも一つのノードにオーバーラップする。
【００５７】
条項４３．
条項４２のトラス組立体であって、第一及び第二のグリッドのオーバーラップしているノードの少なくとも一つが、車両システムのための機械的接続点として用いられる。
【００５８】
条項４４．
条項４２のトラス組立体であって、第一及び第二のグリッドのオーバーラップしているノードの少なくとも一つが、トラス組立体を車両に固定するための機械的接続点として用いられる。
【００５９】
条項４５．
条項４０のトラス組立体であって、第一及び第二のグリッドが互いに異なる電圧を運ぶように構成される。
【００６０】
条項４６．
条項４０のトラス組立体であって、第一及び第二のグリッドが互いから取り外し可能である。
【００６１】
条項４７．
条項４０のトラス組立体であって、第一のグリッドのパターンが第二のグリッドのパターンと異なる。
【００６２】
条項４８．
条項４０のトラス組立体であって、第一のグリッドのオープンセルが第二のグリッドのオープンセルと異なる大きさ及び向きを有する。
【００６３】
条項４９．
条項４０のトラス組立体であって、少なくとも一部のオープンセルが非長方形である。
【００６４】
条項５０．
条項４０のトラス組立体であって、少なくとも一部のオープンセルが六角形である。
【００６５】
条項５１．
条項４０のトラス組立体であって、第一及び第二のグリッドのうちの一方におけるオープンセルのパターンの密度が、第一及び第二のグリッドのうちの他方におけるオープンセルのパターンの密度より大きい。
【００６６】
条項５２．
条項４０のトラス組立体であって、第三のグリッドを更に備え、第一、第二及び第三のグリッドの少なくとも一つのノードが互いにオーバーラップする。
【００６７】
これまで論じてきた特徴、機能および利点は、本開示の様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、またはさらに別の実施形態において組み合わせることが可能であり、そのさらなる詳細は以下の説明および図面を参照して理解できる。
【００６８】
本明細書に記載される実施形態は、詳細な説明および添付図面から更に十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、空間的に分散されたモジュール装置センター（ＭＥＣ）を有する航空機の一つの構成の上面図を示し、装置負荷は一番近くのＭＥＣによりサービスされる。
【図２】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、航空機の前方及び後方に関して航空機エンジンあたりの二つの発電機の分割を示す。
【図３】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、電力バスネットワークにエネルギー供給する発電機に接続された１次電力供給装置の一つの構成を示す。
【図４】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ及び２次ＭＥＣの一つの構成を示す。
【図５Ａ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図５Ｂ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図５Ｃ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図５Ｄ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図５Ｅ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図５Ｆ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣ、２次ＭＥＣ及び予備のＭＥＣの、フォールトトレラントである結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。
【図６】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、航空機の前方セクションにおける２次電力バスネットワークの一つの構成を示す。
【図７】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、装置負荷に電力供給するためのＭＥＣであって、分散コンピューティング機能及びＭＥＣ間の双方向データのゲートウェイルーティングのためのコンピューティング及びネットワークインターフェイスモジュールを有するＭＥＣの一つの構成を示す。
【図８】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、セクションブレークにより分離される空間的に分散したＭＥＣ間の通信バスインターフェイスを有するデータネットワーク構造の一つの構成を示す。
【図９】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、分散コンピューティング機能及び双方向データのゲートウェイルーティングのためのコンピューティング及びインターフェイスモジュールの一つの構成を示す。
【図１０Ａ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、特定の電力入力源及び複数の異なる電力出力に関する、１次ＭＥＣの高電圧１次電力バス構造のための様々な構成を示す。
【図１０Ｂ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、特定の電力入力源及び複数の異なる電力出力に関する、１次ＭＥＣの高電圧１次電力バス構造のための様々な構成を示す。
【図１０Ｃ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、特定の電力入力源及び複数の異なる電力出力に関する、１次ＭＥＣの高電圧１次電力バス構造のための様々な構成を示す。
【図１０Ｄ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、特定の電力入力源及び複数の異なる電力出力に関する、１次ＭＥＣの高電圧１次電力バス構造のための様々な構成を示す。
【図１１】は、 本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、１次ＭＥＣと共に使用するための共通の電力入力源及び複数の共通の電力出力を有する１次電力スイッチングネットワーク装置の一般的な構造及び配置を示す。
【図１２Ａ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、発電機から３相電力を受け取っている１次ＭＥＣと共に使用するための一組の１次電力スイッチングネットワーク装置の一つの構成を示す。
【図１２Ｂ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、発電機から３相電力を受け取っている１次ＭＥＣと共に使用するための一組の１次電力スイッチングネットワーク装置の一つの構成を示す。
【図１２Ｃ】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、発電機から３相電力を受け取っている１次ＭＥＣと共に使用するための一組の１次電力スイッチングネットワーク装置の一つの構成を示す。
【図１３】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、ＭＥＣの多層の統合されたトラス組立体の分解透視図を示す。
【図１４】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、複数の電力及び通信転送層を持った１次ＭＥＣの一つの構成を示す。
【図１５】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、主発電機から複数の変圧整流器（ＴＲＵ）及び自動変圧器（ＡＴＵ）へ送られ、結果としてゼロ直流（ＤＣ）オフセット電圧になる、３相の１次電力の一つの構成を一般に示す。
【図１６】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、ツイストシールド導電体ペアを利用する、ＴＲＵ及びＡＴＵから装置負荷への交流（ＡＣ）又はＤＣ電力のいずれかの分配の一つの構成を示す。
【図１７】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、航空機のフロア内のＭＥＣの統合されたトラス組立体の一つの構成を示す。
【図１８】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、航空機のフロアの中のフロアビームの間に伸びており、かつフロアビームを部分的に囲む統合されたトラス組立体の一つの実施形態を示す。
【図１９】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、航空機のフロアの中のフロアビームの間に伸びており、かつ燃料配管がトラス組立体を通過する、統合されたトラス組立体の一つの実施形態を示す。
【図２０】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、トラス組立体の中央が航空機のフロアの中のフロアビームの間に伸びており、かつ横手の向かい合った端がステーションの間で下方に曲げられている、統合されたトラス組立体の一つの実施形態の透視図を示す。
【図２１】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、トラス組立体の中央が航空機のフロアの中のフロアビームの間に伸びており、かつ横手の向かい合った端がステーションの間で下方に曲げられている、統合されたトラス組立体の一つの実施形態の透視図を示す。
【図２２】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、モジュールトラス組立体のオーバーラップしている一般的形状の構造要素の一つの構成の透視図を示す。
【図２３】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、モジュールトラス組立体のオーバーラップしている一般的形状の構造要素の他の構成の透視図を示す。
【図２４】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、モジュールトラス組立体のオーバーラップしているグリッドの一つの構成の透視図を示す。
【図２５】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、モジュールトラス組立体のオーバーラップしているグリッドの一つの構成の透視図を示す。
【図２６】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、モジュールトラス組立体のオーバーラップしているグリッドの一つの構成の透視図を示す。
【図２７】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、六角形セルを伴う３つのオーバーラップしているグリッドの一つの構成の透視図を示す。
【図２８】本明細書で開示される少なくとも一つの実施形態による、六角形セルを伴う３つのオーバーラップしているグリッドの一つの構成の透視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本開示に示される各図は、提示される実施形態の態様の一つの変形を示し、相違のみが詳細に説明される。
【００７１】
以下の詳細な説明は、車両システム冗長度を増加させるモジュール装置センターを有すると同時に、全体的な車両重量及び生産時間を減少させるためにワイヤ重量及び必要とされるワイヤ接続数を最小化する方法で、モジュール装置センター（ＭＥＣ）を車両の至る所に配置している、車両に向けられている。本発明は、多くの異なる形での実施形態が可能である。本発明の原理を特定の開示された実施形態に限定する意図はない。以下になされる、ある方向への参照、例えば、「前」、「後」、「左」及び「右」などは、車両の後方から前方を見たものとしてなされる。下記の詳細な説明において、本明細書の一部を形成する添付図面が参照され、例示により特定の実施形態又は実施例が示される。幾つかの図を通して同じ数字は同じ要素を表すような図面を参照して、本発明の態様が説明されるであろう。
【００７２】
本開示の態様は、例えば、航空機、宇宙船、衛星、船舶、潜水艦、及び旅客車両、農業用車両又は建設用車両などの、多くの種類の車両において用いられうる。本開示の態様はまた、様々な構造の車両において用いられうる。直接的な利益は、非導電性のフレーム、シャシー又は外装を有する車両に向かうが、本開示の特徴は導電性材料から建造された車両に適しており、かつ有益でありうる。本開示の態様を説明する際の簡単さのために、複合材航空機１０を主要な実施例として用いて、本明細書は進められる。しかしながら、理解されるように、本開示の態様の多くが、複合材航空機１０に限定されていない。
【００７３】
当業者により、よく理解されるように、図１に描かれた代表的な航空機１０は、複合材料又は複合材から実質上製造された胴体を含む。航空機１０の胴体上の複合外装は、胴体フレームの湾曲に従う。胴体は、前方セクション１２、中央セクション１４及び後方セクション１６を含む。セクションブレーク１８、２０、２２は、隣接する航空機セクション間で定義される。複合材航空機１０は、任意の数のエンジンを有しうる。図１に示すように、左エンジン３０は左翼で支持されており、また右エンジン３２は右翼で支持されている。ある事象又はエンジン３０、３２の一つとの操作上の不一致の結果として、エンジン３０、３２の間の胴体及び航空機システムへの損傷が起こり得る、ローターバーストゾーン３８（図５Ａ）を定義するローターを、エンジン３０、３２の各々が有する。
【００７４】
複合材航空機１０は任意の数のセクションを持つことができ、また複合材航空機１０の中の航空機セクション又はシステムの位置は、ローターバーストゾーン３８の前方又は後方であると記述されることもありうる。フロアビームは、胴体フレームの間に伸び、フロアビーム上の客室とフロアビーム下の貨物を保管するための貨物エリアを区別する。胴体フレームとフロアの間に伸びている支柱は、複合材航空機１０のフロアを固くすることを助けるための支点を提供する。客室エリアは気圧が正常に保たれ、貨物エリアの全部または一部は気圧が正常に保たれうる。ダクトが、客室上のクラウンまで又はフロア下の貨物エリアに、例えば胴体フレームと支柱の間などに、配置されうる。
【００７５】
エンジン３０、３２の各々に、高電圧ＡＣ左発電機３４ａ、３４ｂ及び高電圧ＡＣ右発電機３６ａ、３６ｂ等の、一つ又は複数の主１次電源がある（以下、集合的に及び／又は一般的に「左発電機３４」、「右発電機３６」又は「発電機３４、３６」と呼ばれる場合がある）。１次電力供給装置４０ａ及び４０ｂが左発電機３４ａ、３４ｂから伸び、１次電力供給装置４２ａ及び４２ｂが、右発電機３６ａ、３６ｂから伸びる。図１に示すように、１次電力供給装置４０ａ、４０ｂ、４２ａ、４２ｂにより複合材航空機１０の隅々まで１次電力が供給される（以下、集合的に及び／又は一般的に「電力供給装置４０、４２」と呼ばれる場合がある）。複合材航空機１０はまた、エンジン３０、３２が動いていないときに電力を供給するためばかりでなく、発電機３４、３６のうちの一つ又は複数が止まった場合の冗長性のために、一つ又は複数の高電圧ＡＣ補助電源ユニット発電機５４を有しうる。複合材航空機１０が駐機され、エンジンが動いていないときに、高電圧ＡＣ外部電源ユニット５６などの一つ又は複数の電源により、電力が航空機に供給されうる。
【００７６】
本開示の目的のために、低電圧及び高電圧とは、航空機産業内で低電圧又は高電圧のいずれかと通常呼ばれる電圧であり、かつ、ＲＴＣＡ社により発行された航空電子機器の環境試験基準であるＤＯ−１６０、「航空機搭載機器に適用する環境条件及び試験手順（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｆｏｒ Ａｉｒｂｏｒｎｅ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）」に記載されるかもしれないものと通常呼ばれる電圧である。本開示を通じて、２３０ＶＡＣは高電圧をさすが、２３０ＶＡＣより高い又は低い電圧範囲内の他の電圧もまた、高電圧と呼ばれうるであろう。また、２８ＶＤＣ及び１１５ＶＤＣは低電圧をさすが、２８ＶＤＣ及び１１５ＶＤＣのいずれかより高い又は低い電圧範囲内の他の電圧もまた、低電圧と呼ばれうるであろう。
【００７７】
図１の複合材航空機１０は、電力通信装置を収容するための専用の集中型装置ベイを持っていない。前記装置は、複合材航空機１０の隅々まで空間的に配置されている、ＭＥＣと呼ばれるモジュール電力通信装置センターの中に配置される。例えば、一つ又は複数のＭＥＣが、前方、中央及び後方セクション１２、１４、１６の各々に空間的に分散配置される。以下でより詳細に記載されるように、ＭＥＣの各々が、局所的な電力変換を提供し、１次ＭＥＣ４４、２次ＭＥＣ４６又は補助若しくは予備のＭＥＣ４８のいずれかでありうる。１次ＭＥＣ４４、２次ＭＥＣ４６及び予備のＭＥＣ４８は、一つ又は複数の適切な参照番号４４、４６、４８を伴って「ＭＥＣ」と通常呼ばれうる。１次電力は、発電機３４、３６から電力供給装置４０、４２経由でセクションブレーク１８、２０、２２を横切ってＭＥＣ４４、４６、４８の各々の１次電力入力に分配される。
【００７８】
最適化されたフォールトトレラントのために、航空機１０の後部に置かれる予備のＭＥＣ４８、及び、航空機１０の前方、中央、及び後方セクション１２、１４、１６の各々に置かれる、少なくとも２つのＭＥＣ４４、４６を、航空機１０は含みうる。例えば、図１において、セクションブレーク１８、２０、２２を横切る必要なしに、各航空機セクションに複数のＭＥＣ４４、４６、４８を持つことにより、冗長性が達成されうる。好ましくは、各セクション１２、１４、１６は、一つの１次ＭＥＣ４４及び対応する一つの２次ＭＥＣ４６を含み、それによりＭＥＣ４４、４６の２Ｘ３構成プラス予備のＭＥＣ４８を定義する。４つの別々の航空機セクションがある場合は、ＭＥＣ４４、４６の２Ｘ４構成が存在する。好ましくは、ＭＥＣ４４、４６、４８は、航空機１０の長さに沿って互いに関して左側及び右側に交互に間隔を隔てる。本開示はＭＥＣ４４、４６、４８のいかなる特定の数又は構成にも限定されないということが、理解されるべきである。
【００７９】
装置負荷５０は、限定されないが、ディスプレイ、ファン、環境ユニットその他を含む、航空機内の様々な電気負荷でありうる。時々、装置負荷５０は、ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）５２の形でありうる（図４）。航空機セクション１２、１４、１６の各々の中の装置負荷５０は、電力及び通信の一つ又は複数の区域に分類される。複数のシステムに渡る装置負荷５０の各区域は、最も近くにあるＭＥＣ４４、４６と関係付けられ、かつそれによりサービスされうる。好ましくは、装置負荷５０の各区域は、単一のセクション内に置かれ、同じ区域の少なくとも一つのＭＥＣ位置と関係付けられる。好ましくは、接続ワイヤ又はラインは、セクションブレーク１８、２０、２２を横切らない。
【００８０】
一般に、航空機１０の任意の装置負荷５０は、電力及び通信データの両方を必要とする。データは、装置負荷５０に何をすべきか伝えるために、又はそれの現在のステータスについてフィードバックを与えるために必要とされ、一方、電力は、装置負荷５０がそれの意図された機能を遂行できるように必要とされる。もし電力及びデータが様々な装置センターから装置負荷５０に供給され、かつ、もし電力又はデータのいずれか一つが失われるならば、そのとき装置負荷５０は不確定状態を取る。不確定状態を回避するために、各ＭＥＣ４４、４６、４８は、関連する区域内の局所化された装置負荷５０の各々にサービスするための電力及び通信データの両方を独立に供給する。一つの装置負荷５０への電力及びデータ通信は、前記装置負荷５０へ供給される電力及びデータ通信の両方が、最も近くのＭＥＣ４４、４６、４８などの単一ソースから発するという点で、同期又はグループ化されうる。同期された電力及び通信データは、時にパワーチャネルと呼ばれる。一つの区域内の装置負荷５０の各々が、ある特定のＭＥＣ４４、４６から電力を受け取りうるので、それら同じ装置負荷５０にデータを供給するネットワーク通信スイッチは、その同じＭＥＣ４４、４６によって電力供給される。
【００８１】
ＭＥＣ４４、４６、４８は、主電源から受け取られる電力を分配するように配置される。ＭＥＣ４４、４６、４８は、１次電力を２次電力に独立に変換しうる。２次分岐電力ネットワークがセクションブレーク１８、２０、２２を横切って伸びることなく、２次電力が、各区域内の装置負荷５０の各々に独立にサービスするように、ＭＥＣ４４、４６、４８から分配されうる。そのような場合に、１次電力のみがセクションブレーク１８、２０、２２を横切って１次ＭＥＣ４４の間で分配されるように、１次電力の制御及び変換が、航空機１０の各セクションの１次ＭＥＣ４４の各々に分配されうる。好ましい構成においては、高電圧電力供給装置およびデータバックボーンのみが、生産ブレークを横切る。
【００８２】
１次電力のみをセクションブレーク１８、２０、２２を横切って分配することは、航空機１０の複数のセクションを横切って２次電力を分配するために必要とされるワイヤ量を減少させる。これは、分散型ＭＥＣアーキテクチャが、２次ワイヤリングのより短い配線長を可能にする別々の２次電力分配ネットワークを各セクション内に作り出すからである。そうすることは、隣接する胴体セクションを結合するときに必要とされる２次接続の数のみならず、飛行機全体で使用されるワイヤの総重量をも減少させる。また、２次電力の配線長が短くなるため、電流リターンネットワーク内での実施と比較して、電力供給装置の配線の全ループ面積が減少する。さらに、セクションブレークを横切って伸びるワイヤの２次電力ネットワークが制限又は除去されるため、航空機生産工程が改善される。航空機１０の最終組立て前に他のセクションへの依存が減るため、セクションブレークを横切って伸びる２次電力ワイヤの減少は、より容易に検査され、また製造品質は、より初期に確認される。
【００８３】
図１に示すように、１次電力供給装置４０ａは、左エンジン３０の発電機３４ｂから中央セクション１４の中に入り、中央セクション１４の左側に示されているＭＥＣ４４へと伸び、セクションブレーク２０を横切って、前方セクション１２の左側に示されている別のＭＥＣ４４へ伸び、それから前方セクション１２の前の左側に示されている別のＭＥＣ４４へと伸びる。１次電力供給装置４０ｂは、左エンジン３０の発電機３４ａから中央セクション１４の中に入り、左にあるＭＥＣ４４へと伸び、セクションブレーク２２を横切って、左後方ＭＥＣ４４へと伸び、それから左後方ＭＥＣ４８へ伸びる。電力供給装置４２ａは、右エンジン３２の発電機３６ａから、中央セクション１４の中に入り、セクションブレーク２０を横切って、前方セクション１２内の右側にあるＭＥＣ４４へ伸び、それから前方セクション１２の前で右側にある別のＭＥＣ４４へ伸びる。１次電力供給装置４２ｂは、右エンジン３２の発電機３６ｂから中央セクション１４の中に入り中央右のＭＥＣ４４へと伸び、セクションブレーク２２を横切って右後方ＭＥＣ４４へと伸び、それから右後方ＭＥＣ４４へ伸びる。代替方法として、代わりに、電力供給装置４０ａ、４０ｂは、航空機１０の一つ又は複数のセクションの右側にあるＭＥＣ４４に１次電力を供給することができるであろう。そのような場合に、電力供給装置４２ａ、４２ｂは、航空機１０の一つ又は複数のセクションの左側にあるＭＥＣ４４に１次電力を供給するであろう。
【００８４】
また、左エンジン３０の発電機３４ａ、３４ｂのうちの一つが、ローターバーストゾーン３８の前方で航空機の一方の側に１次電力を供給することができ、また左エンジン３０の発電機３４ａ、３４ｂのうちのもう一方が、ローターバーストゾーン３８の後方で航空機１０の他方の側に１次電力を供給することができるであろう。そのような場合に、右エンジン３２の発電機３６ａ、３６ｂの一つが、ローターバーストゾーン３８の前方で、左発電機３４ａ、３６ｂの一つにより電力供給されるのと反対側に１次電力を供給できるであろう。右エンジン３２の発電機３６ａ、３６ｂのもう一方が、ローターバーストゾーン３８の後方で、左発電機３４ａ、３６ｂのもう一方により電力供給されるのと反対側に１次電力を供給できるであろう。
【００８５】
図２は、航空機１０のローターバーストゾーン３８に関してエンジンごとに２つの発電機を分割し、これにより、エンジン３０、３２に操作上の問題が発生したときに１次電力の入手可能性が増加することを示す。もし、エンジン３０、３２の一つが失われ、又はエンジン３０、３２の一つの中の発電機３４、３６が動かない場合、残りのエンジン３０、３２の２つの残りの発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂは、前方及び後方の両方の１次電力を航空機１０に供給する。左エンジン３０の発電機３４ａと右エンジン３２の発電機３６ａが、ローターバーストゾーン３８の前方の、前方タイバス７６により互いに接続される一対の１次電力スイッチングバス９６ａに電力供給する。左エンジン３０の発電機３４ｂと右エンジン３２の発電機３６ｂが、ローターバーストゾーン３８の後方の、後方タイバス７８により接続される別の一対の１次電力スイッチングバス９６ａに電力供給する。中央タイバス８０が、前方１次電力スイッチングバス９６ａの少なくとも一つを、後方１次電力スイッチングバス９６ａの少なくとも一つと接続する。従って、エンジン３０、３２が操作上の不整合を経験するとき、航空機１０は、残りのエンジン３０、３２から前方及び後方への電力供給により、航空機１０の長さ全体に沿って一方の側における電力及び制御を持ち続ける。電力及び制御が、ワイヤリングの量を増加させずに、単一のエンジン３０、３２からローターバーストゾーン３８の前方と後方の両方に供給される。図２はまた、以下でより詳細に説明されるように、装置負荷５０への電力変換及び分配のための２次ＭＥＣ４６に電力を分配する１次電力スイッチングバス９６ａを示す。予備のＭＥＣ４８は、以下でより詳細に説明されるように、１次主ＡＣ電源が１次電力スイッチングバス９６ａにとって利用できないときに、非常用電源を供給するために、２次ＭＥＣ４６に連結されうる。
【００８６】
一つ又は複数の区域におけるサービスされない装置負荷５０は、主に２つの理由のため生ずる。発電機３４、３６の全てが止まり、したがって１次電力がいずれのＭＥＣ４４、４６にとってももはや入手できない、または、ローターまたはタイヤの破裂などの出来事により一つ又は複数のバス９６が物理的に損傷する、のいずれかである。図３に描かれた１次電力バスネットワークシステム９０により示されるように、一つ又は複数の主１次電源の故障に基づく４つの発電機３４、３６のいずれか又は補助電源ユニット発電機５４からの高電圧電力のルート変更は、スイッチの組合せの開閉を通じてタイバス７６、７８、８０を経由して１次バスレベルで起こる。一つ又は複数の実施形態において、一つ又は複数のスタンドアロンソリッドステートスイッチ、例えば接触器、が、１次電力スイッチネットワークシステム９０に含まれる。各々のソリッドステートスイッチは、局所化された保護、電圧感知及び電流感知のうちの一つ又は複数を、他の電力システム構成要素の入手可能性とは独立に、提供するように構成された独立した制御機能を持つ。スタンドアロンソリッドステートスイッチは、他の電力システム構成要素からのデータを必要とせずに、機能できる。ソリッドステートスイッチの開閉が、一つ又は複数の１次電力スイッチングバスを横切って、一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６、４８への１次電力を遮断したり、送り届けたりする。図３から始まって、特定の接触器が、主に閉じている、又は、主に開いている、のいずれかとして描かれる。開いた接触器の記号は、２本の平行線である。通常閉じている接触器の記号は、平行線に斜線が引かれていることを除いて、同じである。スタンドアロンソリッドステートスイッチはまた、スタンドアロンソリッドステートスイッチを通る電流を制限するためパルス幅変調を含みうる。図３において描かれている１次電力バスネットワーク９０によって示されるように、高電圧バス及び変換の故障に基づくＭＥＣ４４、４６、４８の間の２次電力と低電圧ＤＣのルート変更は、スイッチの組合せの開閉により起こる。
【００８７】
各ＭＥＣ４４、４６、４８は、１次及び２次電力の両方を有し、中央コンピューターシステムに依存せず、閉ループ処理とセンサーの局所制御を独立に実行することができる。分散型電力システム制御アーキテクチャは、全体的な車両電力分配ステータスをＭＥＣ４４、４６、４８の間で共有することができるが、他の全てのＭＥＣ４４、４６にも予備電力を分配するＭＥＣ４８を例外として、各ＭＥＣ４４、４６、４８は、各ＭＥＣに近接した装置負荷５０にサービスする責任しか持っていない。各ＭＥＣ４４、４６、４８は、装置負荷５０のそれ自身の区域内で独立に作業を実行するように、最も近くの装置負荷５０の区域に関連したデータを管理する。
【００８８】
各ＭＥＣ４４、４６，４８はまた、好ましくは、バス電力制御のためのソリッドステートスイッチングを持ち、また回路保護も提供する。図３において、発電機３４、３６に接続された１次電力供給装置４０、４２からの電力は、１次電力スイッチングバス９６ａにエネルギーを供給する。各１次電力スイッチングバス９６ａは、ＭＥＣ４４内で１次電力スイッチングバス９６ｂへと分岐し、ＭＥＣ４６内で１次電力スイッチングバス９６ｃへと分岐する。図４で示され、そして以下でより詳細に記載されるように、分配フィード９８で１次電力スイッチングバス９６ｂと接続した各１次電力スイッチングバス９６ａは、単一の１次ＭＥＣ４４と対応する。
【００８９】
図４を参照すると、１次電力スイッチングバス９６ａを伴った各１次ＭＥＣ４４の一部分は、高電力部分１２０であり、１次電力スイッチングバス９６ｂを伴った１次ＭＥＣ４４の別の部分は、１次ＭＥＣ４４の低電力部分１２２である。１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０は、航空機１０に利用可能な任意の高電力主電源から１次電力を受け取るように構成され、１次電力スイッチングネットワーク装置３０２（図１２Ａから図１２Ｃ）と時々呼ばれる。航空機１０内の１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０のネットワークは、高電圧１次電力スイッチングネットワークを定義する。
【００９０】
低電力部分１２２は、好ましくは、機載電源からの電力の一部分を処理するが、高電力部分１２０と同じ電圧を処理できるように構成される。１次電力スイッチングバス９６ｃは、図４に示された２次ＭＥＣ４６に対応する。図４は、２次ＭＥＣ４６と、１次ＭＥＣ４４の低電力部分１２２との間の類似を最も良く示す。１次ＭＥＣ４４は、２次ＭＥＣ４６にはない、航空機１０の至る所で１次電源のルート変更をするための１次電力スイッチングバス９６ａの１次レベル電力ネットワークバス構造を含む。異常な作動中ばかりでなく正常な作動中も、１次及び２次ＭＥＣ４４、４６の両方とも、１次電力及び予備電力を持つ。２次ＭＥＣ４６は、１次ＭＥＣ４４と同様に、最も近くの装置負荷５０にサービスする。
【００９１】
図３に戻って参照すると、分配フィード９８は、各１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａと９６ｂの間に伸び、そして分配フィード１００は、１次ＭＥＣ４４の各バス９６ｂと、同じ電源から直接に電力を受け取る２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃとの間に伸びる。また、クロスタイ１０２は、左発電機３４ａと関係付けられた１次ＭＥＣ４４のバス１次電力スイッチング９６ｂと、右発電機３６ａと関係付けられた１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂとの間に伸びる。クロスタイ１０４は、左発電機３４ａと関係付けられた２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃと、右発電機３６ａと関係付けられた２次ＭＥＣ４８の１次電力スイッチングバス９６ｃとの間に伸びる。また、クロスタイ１０６は、左発電機３４ｂと関係付けられた１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂと、右発電機３６ｂと関係付けられた１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂとの間に伸びる。クロスタイ１０８は、発電機３４ｂと関係付けられた２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｂと、右発電機３６ｂと関係付けられた２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｂとの間に伸びる。補助電源ユニット発電機５４が、クロスタイ１０２、１０６それぞれに接続される。
【００９２】
図５Ａは、航空機１０内の１次、２次、予備のＭＥＣ４４、４６、４８のフォールトトレラントの結合された１次及び２次電力分配ネットワークの一つの構成を示す。より詳細を示す目的で、図５Ｂから図５Ｅは、図５Ａで描かれた完全なシステムを組立てるために互いに隣接して配置できる、４つの別々の部分の詳細部分図を示す。図５Ｂから図５Ｅの各々にある２本の鎖線は、各部分図の切り取られた縁を示す。図５Ｂは、図５Ａの左上部分を示す。図５Ｃは、図５Ａの右上部分を示す。図５Ｄは、図５Ａの左下部分を示し、図５Ｅは図５Ａの右下部分を示す。また、図５Ｆは、図５Ａのシステムの予備のＭＥＣ４８の一つの構成を示す。図３に示される接触器はまた、５Ａ−５Ｆへの参照番号がないが、図５Ａから図５Ｆにおいて記号的に示されており、また、他の図面において、いかなる参照番号もなく、又は異なる参照番号で示されているかもしれない。
【００９３】
図５Ａにおいて、１次及び２次ＭＥＣ４４、４６が、航空機１０の前方セクションで合計４つ存在し、また航空機１０の後方セクションで別の４つが存在するように、配置されている。好ましくは、一対の前方セクションの各々に一つの１次ＭＥＣ４４と一つの２次ＭＥＣ４６が存在し、一対の後方セクションの各々に一つの１次ＭＥＣ４４と一つの２次ＭＥＣ４６が存在する。図５Ａはまた、航空機１０の後方セクションにある予備のＭＥＣ４８を示す。予備のＭＥＣ４８のための非時限電源は、ラムエア・タービン（ＲＡＴ）１２８、又は、バッテリー若しくは燃料電池などの他の適切な独立した時限予備電源でありうる。発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの全てに動作上の不整合がある場合に、一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６に予備電力を供給するのと同様、全ての発電機３４、３６に関して動作上の不整合の場合に、予備のＭＥＣ４８に予備電力を供給するように、ＲＡＴ１２８は展開される。非時限ＲＡＴ１２８が展開されている間、バッテリー５９８は、一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６に対してばかりでなく、予備のＭＥＣ４８に対しても一時的な使用可能な電力を供給する。
【００９４】
発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂの一つが働かなくなる場合、電力が、１次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ａで受け取られていない。それゆえ、電力供給されない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ｂの低電力部分１２２からの装置負荷５０は、サービスされず、また、電力供給されない隣接する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃからの装置負荷５０は、サービスされない。電力は、その場合、接触器の組合せの開閉により、他の残りの使用可能な電源の一つから１次レベルでルート変更され、電力供給されていない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａにエネルギーを供給し、その装置負荷５０に電力供給し、及びまた、電力供給されていない任意の隣接する２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃにエネルギーを供給し、その装置負荷５０に電力供給する。
【００９５】
代替方法として、もしＭＥＣ４４、４６、４８が物理的故障を経験し、その結果、その装置負荷５０が電力供給されない場合は、電力供給されていないＭＥＣ４４、４６、４８の装置負荷５０へ他の電力供給されているＭＥＣによって電力供給するように、電力がルート変更されうる。ルート変更に利用可能な電力量に依存して、装置負荷５０の全部又は一部のみ、例えば重要負荷のみが再電力供給されうる。また、もし、全電源が失われ、ＭＥＣ４４、４６、４８が電力供給されない場合は、燃料電池又はＲＡＴ１２８を伴う予備のＭＥＣ４８が、他のＭＥＣ４４、４６の重要装置負荷５０に電力供給することができる。重要負荷とは、航空機１０が継続的な安全飛行と着陸を維持するために電力供給しなければならないような装置負荷５０である。必須負荷とは、無線装置や他の通信装置などの、持っているのが望ましいが、航空機１０を飛行させるために稼働が必要ではない装置負荷５０である。非必須負荷は、食品調理装置、装飾用照明及び客室娯楽システムを含む乗客快適性のための負荷などの、優先度が最も低い装置負荷５０である。
【００９６】
例として、補助電源ユニット発電機５４が、主発電機３４、３６の一つの故障により失われた装置負荷５０にサービスできるであろう。もし発電機３４ｂが故障した場合、前方タイバス７６、後方タイバス７８、中央タイバス８０の接触器の組合せにより、残りの主発電機３４、３６から直接に１次電力が供給される。代替方法として、１次電力が、補助電源ユニット発電機５４から他の使用可能なＭＥＣ４４、４６を通じて一つ又は複数のクロスタイ１０２、１０４、１０６、１０８を横切って、電力供給されていない１次ＭＥＣ４４の１次電力スイッチングバス９６ａに、又は動力供給されていない２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃに、供給されうる。
【００９７】
一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６が物理的な操作上の不整合を有する場合、操作上の不整合を有するＭＥＣ４４、４６の各々と関係付けられている区域内の複数の装置負荷５０の全て又は一部が、最も近接している一つ又は複数の他のＭＥＣ４４，４６と関係付けられることができる。例えば、もし、１次ＭＥＣ４４が物理的に故障した場合、その故障したＭＥＣ４４によって以前サービスされていた装置負荷５０は、別のＭＥＣ４４、４６又はＭＥＣ４４、４６の組合せによりサービスされうる。ＭＥＣ４４、４６は、故障したＭＥＣ４４により以前サービスされていた装置負荷５０の型を決定し、それから、ＭＥＣ４４、４６の一つ又は複数の組合せがそれら電力供給されていない装置負荷５０にサービスすべきかどうかを決定することができる。もし、故障した１次ＭＥＣ４４に最も近接した２次ＭＥＣ４６が、追加の装置負荷５０にサービスすべきことが決定された場合、その２次ＭＥＣ４６と最初関係付けられていた区域は、故障した１次ＭＥＣ４４により以前サービスされていた区域を含むように拡大される。
【００９８】
代替方法として、追加の装置負荷５０は、２次ＭＥＣ４６と、故障した１次ＭＥＣ４６に近接した別の１次ＭＥＣ４６との間で分割されうる。そのような場合には、最も近い使用可能な１次ＭＥＣ４４と関係付けられた装置負荷５０の区域は、故障した１次ＭＥＣ４４により以前サービスされていた区域の一部分を含むように拡大され、そしてまた、最も近い使用可能な２次ＭＥＣ４６と関係付けられた装置負荷５０の区域は、故障した１次ＭＥＣ４４により以前サービスされていた区域の残り部分を含むように拡大される。いずれの場合においても、故障したＭＥＣ４４、４６に近接した一つ又は複数の他のＭＥＣ４４、４６が、故障したＭＥＣ４４、４６によって以前サービスされていた装置負荷５０に対し独立にサービス供給する電源とされる。
【００９９】
各２次ＭＥＣ４６及び各１次ＭＥＣ４４の各低電力部分１２２は、変換装置と連結した接触器を含む。２３０ＶＡＣを整流し、それをバス１３６のために２８ＶＤＣなどの主ＤＣ出力に変換する変圧整流器（ＴＲＵ）１３４と、低電力ＡＣ出力バス１４０のために２３０ＶＡＣを１１５ＶＡＣに変換するオートトランス又はオートステップダウントランスユニット（ＡＴＵ）１３８とを、変換装置は含む。各２次ＭＥＣ４４と、１次ＭＥＣ４４の低電力部分１２２は、単に冗長性のためだけでなく、継続的な安全飛行と着陸のために絶対に必要な重要負荷にのみ電力を供給するために、第二のＴＲＵ１４２を更に含む。第二のＴＲＵ１４２を重要負荷にのみ制限することは、予備電源が過負荷とならないことを保証する。
【０１００】
図６は、例えば、前方セクション１２における２次電力バス構成の構成を示し、ここで、１次ＭＥＣ４４の低電力部分１２２における１次電力スイッチングバス９６ｂと、２次ＭＥＣ４６の１次電力スイッチングバス９６ｃとが、結び付けられている。上記のように、損なわれたＭＥＣ４４、４６の電力供給されていない装置負荷５０の全部又は一部のみが他のＭＥＣ４４、４６によってサービスされるかどうかは、利用可能な電力に依存する。航空機セクション内のＭＥＣ４４、４６の一つにおけるＴＲＵ１３４の一つが故障した場合、その操作上不整合なＴＲＵ１３４からの装置負荷５０のうち最も重要なものが、様々な接触器とバックアップバス１４８を横切って２次電力を供給する、その同じ航空機セクションにおける他のＭＥＣ４４、４６によりサービスされうる。
【０１０１】
好ましくは、後方セクション１６におけるＭＥＣ４４、４６は、電力供給ワイヤ重量を最小化する互いへの近接のため、補助電源ユニット発電機５４からの２次電力タイインを有する。また、図２や図６に示されているように、航空機１０の前方セクション１２のＭＥＣ４４、４６は、外部電源ユニット５６のような外部電力地上サービス装置から、１１５ＶＡＣのような低電圧レベルで、タイインする。しかしながら、接地から前方セクション１２のＭＥＣ４８における低電力ＡＣ出力バス１４０への１１５ＶＡＣは、双方向ＡＴＵ１３８により、２３０ＶＡＣなどの高電圧に変換することができ、それから、航空機１０の他のセクションにおける他のＭＥＣ４４、４６へ分配されうる。また、上記で説明したように、重要負荷のために通常使用される第二のＴＲＵ１４２は、バッテリーバス２９４からのバックアップバス１４８を経由したバッテリー電力が、失われた重要負荷に電力供給することを可能にする。
【０１０２】
図７に示すように、各ＭＥＣ４４、４６、４８の内部に位置するコンピューティング（ソフトウェア及びハードウェア）及びネットワークインターフェイス（ＣＮＩ）モジュール１６２が、分散型コンピューティング機能及び双方向データのゲートウェイルーティングを提供する。各ＣＮＩモジュール１６２は、一つのフォールトトレラントのコンピューティングシステムとなる二つのフェイルセーフのコンピューティングシステムを含む。各フェイルセーフのコンピューティングシステムは、互いに冗長である。このフォールトトレラントのコンピューティングシステムは、航空機１０内のシステム機能へのサービスの喪失がないように、予期しないハードウェア及び／又はソフトウェア故障に対して丁寧に反応する。ＣＮＩモジュール１６２は、内部ＭＥＣコンピューティング機能及び外部ＭＥＣコンピューティング機能へ／から（フレックスレイ、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）、ＡＲＩＮＣ６６４、ＴＴＰ、又は他のバス技術などの）内部システム通信バス経由でデータを送る／受ける。航空機１０の他のＭＥＣ４４、４６、４８は、ＡＲＩＮＣ６６４などのデータネットワーキング仕様により、図７に示されるようにそれぞれ参照番号１８８と１９０を持つ外部データ通信チャネルＡと外部データ通信チャネルＢを横切って、ＣＮＩモジュール１６２と通信するであろう。
【０１０３】
ＣＮＩモジュール１６２は、航空機１０のその局所的な区域内で用いられる特定のソフトウェアアプリケーションを提供する分散型コンピューティング要素である。ＣＮＩモジュール１６２上で提供されうるシステムアプリケーションの幾つかの例は、ＡＣ及びＤＣ電力システム、貨物ドアシステム、乗客入口ドアシステム、着陸ギアシステム、及び客室システムである。ＣＮＩモジュール１６２と通信するコンピューティング機能は、ＴＲＵ１３４、ＴＲＵ１４２、ＡＴＵ１３８、ブレーカーモジュール１６６のソリッドステートスイッチ、発電機３４、３６の一つと関係付けられた発電機制御ユニットＧＣＵ１６８、ソリッドステート電力分配モジュール１７０、及び遠隔データ集信装置である。以下でより詳細に記載されるように、ＣＮＩモジュール１６２は、ＭＥＣ４４、４６、４８内部で、内部データチャネルＡ２０２及び内部データチャネルＢ２０４を横切って、ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ブレーカーモジュール１６６、ＧＣＵ１６８及び電力分配モジュール１７０へと通信する。
【０１０４】
ＣＮＩモジュール１６２は、これらのコンピューティング機能へ／からデータを送受信するであろう。ＣＮＩモジュール１６２はまた、他のＭＥＣ４４、４６、４８及び航空機コンピューティングシステムからステータス及び正常性を送受信するであろう。各ＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣ４４、４６、４８で起こっていることについての知識とともに、個々のＭＥＣ４４、４６、４８の作業量を管理する。いったん情報がＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２により受け取られると、それのコンピューティング機能は、どのシステムがデータを必要とするかを決定し、データの正常性を解釈し、任意の電力システム異常に反応し、それを必要とするコンピューティング機能に対しタイムクリティカルな情報を提供し、システムレベル論理アルゴリズムを実行し、飛行機レベルシステム欠陥を報告し、その区域のためのＡＣ及びＤＣの分配を制御するであろう。
【０１０５】
図８は、セクションブレーク１８、２０、２２によって分離され空間的に分散したＭＥＣ４４、４６、４８の間の通信バスインターフェイスを伴ったデータネットワーク構造を示す。この構成は、故障を横切って継続した通信を保証するために必要とされる冗長性を提供するだけでなく、個々のＭＥＣ４４、４６、４８各々が他のＭＥＣ４４、４６、４８と通信することを可能にする。セクションブレーク２０は、航空機の前方及び後方セクションを定義する。必要とされるネットワーク通信スイッチの数は、ＭＥＣ４４、４６、４８の数及び望まれるフォールトトレランスによって決定される。図８は、３対のネットワークスイッチ１８２ａ−ｂ、１８４ａ−ｂ、１８６ａーｂ（以後、集団的及び／又一般的に、「ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６」と呼ばれうる）と共に９個のＭＥＣ４４、４６、４８を示す。各ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６は、各インターフェイスＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２から２次電力を受け取ることができるレイヤー３ネットワークスイッチなどの多層ネットワークスイッチでありうる。もし、より多くのＭＥＣ４４、４６、４８が存在するならば、同レベルのフォールトトレランスを達成するために、より多くのネットワークスイッチが必要とされるであろう。
【０１０６】
各ＭＥＣ４４、４６、４８が、Ａ及びＢ通信チャネルを持っている。各１次ＭＥＣ４４のチャネルＡ及びＢは、他の１次ＭＥＣ４４又は予備のＭＥＣ４８のいずれかの、２つの対応するＡ又はＢスイッチに接続する。各１次ＭＥＣ４４は、チャネルＡ又はチャネルＢのいずれかに一つのスイッチ１８２、１８４、１８６を含み、一方、航空機の後方セクション内の予備のＭＥＣ４８は、Ａ及びＢチャネルの両方に一対のスイッチ１８２、１８４、１８６の両方のスイッチを含む。スイッチ１８２ａ、１８４ａ、１８６ａは、チャネルＡに対応し、スイッチ１８２ｂ、１８４ｂ、１８６ｂは、チャネルＢに対応する。外部通信データ線１９２は、スイッチ間データ線を表わす。
【０１０７】
一般に、セクションブレーク２０の片側にある各１次ＭＥＣ４４上のネットワークスイッチは、他の１次又は予備のＭＥＣ４４、４８の２つの他のネットワークスイッチに接続されており、それらＭＥＣ４４、４８の少なくとも一つが、セクションブレーク２０の他方側にあり、一つが航空機１０の反対側にある。例えば、セクションブレーク２０の前方にある前方右の１次ＭＥＣ４４のネットワークスイッチ１８２ａは、セクションブレーク２０の他方側で、後方左の１次ＭＥＣ４４上のネットワークスイッチ１８４ａ及び予備のＭＥＣ４８上のネットワークスイッチ１８６ａの両方に接続されている。セクションブレーク２０の前方にある前方左の１次ＭＥＣ４４上のネットワークスイッチ１８２ｂは、セクションブレーク２０の他方側で、後方右の１次ＭＥＣ４４上のネットワークスイッチ１８４ｂ及び予備のＭＥＣ４８上のネットワークスイッチ１８６ｂの両方に接続されている。予備のＭＥＣ４８上のネットワークスイッチ１８６ｂはまた、航空機１０の反対側のネットワークスイッチ１８４ｂにも接続されている。ネットワークスイッチ１８４ａはまた、予備のＭＥＣ４８のネットワークスイッチ１８６ａにも接続されている。
【０１０８】
２次ＭＥＣ４６の各々はまた、２つの他の１次又は予備のＭＥＣ４４、４８との２つのデータチャネルを持つ。外部通信データ線１９６は、１次ＭＥＣ４４のネットワークスイッチの、直接に２次ＭＥＣ４４へのデータ接続を表す。各２次ＭＥＣ４８のチャネルの一つは、セクションブレーク２０の他方側にある１次ＭＥＣ４８の同じチャネル上のネットワークスイッチに接続され、もう一つのチャネルは別の２次ＭＥＣ４６に接続される。従って、図８は、セクションブレーク２０を横切る８個のデータバス接続、及びセクションブレーク１８、２２の各々を横切る４個のデータバス接続を示す。この構成は、航空機内のワイヤリング総重量ばかりでなく、セクションブレークを横切る通信ワイヤリングの量も最小化する。航空機１０のクラウン及びフロアの中の空間を利用することによって、各々のデータバスの間で分離が維持される。正常なＣＮＩモジュール１６２は、局所的な環境情報及び他の正常なＣＮＩモジュール１６２からの通信を利用することによって、電力システムの変化する構成に対して協調的な仕方で最適に反応することができる。
【０１０９】
任意の２つのＭＥＣ４４、４６、４８に電力が供給される場合、それら２つのＭＥＣ４４、４６、４８が互いに十分に通信できるように、通信ネットワークがアクティブになり、データ通信が行われるであろう。いかなるＭＥＣ４４、４６、４８の機能性も低下させることなく、一対のＭＥＣの間の任意の一つの接続が失われうるという点で、この通信ネットワークは、フォールトトレラントのネットワークである。さらに、多くてもＭＥＣ４４、４６、４８の間の同時に任意の２つの通信接続の喪失は、ＭＥＣ４４、４６、４８のうちのただ一つとのデータ通信の喪失をもたらす。正常なＣＮＩモジュール１６２は、局所的な環境情報及び他の正常なＣＮＩモジュール１６２からの通信を利用することによって、電力システムの変化する構成に対して協調的な仕方で最適に反応することができる。
【０１１０】
例えば、前方右の１次ＭＥＣ４４のチャネルＡ上のネットワークスイッチ１８２ａの喪失は、前方右の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信がチャネルＢを通じて継続されうるので、前方右の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信の完全な喪失をもたらさない。チャネルＡを介して前方右の１次ＭＥＣ４４と通信してきた任意の他のＭＥＣ４４、４６、４８は、チャネルＢを通じて直接に、又はチャネルＢを介して前方右の１次ＭＥＣ４４に接続される他のＭＥＣ４４、４６、４８を介して、通信することができる。また、もし、前方右の２次ＭＥＣ４４へのチャネルＢの接続に加えて、前方右の１次ＭＥＣ４４のチャネルＡ上のネットワークスイッチ１８２ａが失われた場合、前方右の１次ＭＥＣ４４への及びからの通信はチャネルＢを介して継続されるだろうが、その場合、チャネルＡ及びＢの両方が失われたので、前方右の２次ＭＥＣ４４との通信のみが失われるであろう。
【０１１１】
本開示の一つの態様は、分散型電力制御アーキテクチャである。電力制御は、電力それ自体と同様に、各ＭＥＣ４４、４６、４８へ分散される。各々の個別のＭＥＣ４４、４６、４８が集める局所的なデータに基づいて、各々のＭＥＣ４４、４６、４８は、任意の他のＭＥＣ４４、４６、４８に依存する必要なしに、それ自身の装置負荷５０を構成するための、その関連する区域のそれ自身の電力制御を実行する。電力をルート変更する必要性などの、実際に必要であるデータのみが、他のＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２へ送られる。
【０１１２】
地上での航空機１０の通常のパワーアップは、好ましくは、ＭＥＣ４４、４６、４８の順次的なパワーアップである。通常のパワーアップは、静止インバーター２９０及びバックアップバス１４８を介して、ＭＥＣ４４、４６の中の全ての予備のバス１６０に電力を供給するバッテリー５９８を介して行われる。バッテリー５９８が利用可能でない場合、外部電源ユニット５６からの限られた量の外部電力が、予備のＭＥＣ４８をパワーアップするために送られる。一旦、予備のＭＥＣ４８がパワーアップされると、電力は予備のＭＥＣ４８から他の１次及び２次ＭＥＣ４４、４６の各々へと分配され、それらのＣＮＩモジュール１６２をパワーアップし、利用可能な電源との接触器を各ＭＥＣ４４、４６内に適切に構成する。一方、ＭＥＣ４４、４６が通常の飛行オペレーションの間に電力供給を受けられなくなる場合、順次的なパワーアップは利用されない。もし、ＭＥＣ４４、４６の一つにおけるＣＮＩモジュール１６２が１次電力を有していない場合、分配フィード１００を有する１次ＭＥＣ４４及び２次ＭＥＣ４４などの、２つのＭＥＣ４４、４６の間の低電力の相互接続は、上述されたように、電力供給されていないＭＥＣ４４、４６になお電力供給する手段を提供する。
【０１１３】
ＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣ４４、４６、４８からの構成データと同様に、他のシステム又はＬＲＵからの入力／出力通信を読み込む。各々のＭＥＣ４４、４６、４８の構成データを送信することは、他のＭＥＣ４４、４６、４８の各々が、航空機１０の中の他の場所で何が起きているかを決定することを可能にする。その後、ＣＮＩモジュール１６２は、それのＭＥＣ４４、４６、４８の中でブレーカー及び接触器を構成するためにこのデータを使用し、それから、他のＭＥＣ４４、４６、４８が同じことをできるように、他のＭＥＣ４４、４６、４８に送信するために、その区域内の装置負荷５０についての構成データをチャネルＡ又はＢ上へ書き込む。各々のＣＮＩモジュール１６２は、通信の入力／出力及びそれが受信する環境データの有効性をチェックし、かつ必要な場合は、それ自身の環境データ及びそのブレーカーのステータスを決定するために、それを精密化する。一旦、ＣＮＩモジュール１６２が、その区域内のそのブレーカー及び接触器にどのように命令したいかを理解すると、それは、その構成データを他のＭＥＣ４４、４６、４８へ送出する。
【０１１４】
各々のＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２は、そのＭＥＣ４４、４６、４８に割り当てられた境界内の装置負荷５０のみを制御する。個々のＭＥＣ４４、４６、４８の各ＣＮＩモジュール１６２は、他のＭＥＣ４４、４６、４８に対し、それらの装置負荷５０を構成する方法又はそれらのブレーカー又は接触器を構成する方法を伝えない。しかしながら、全てのＭＥＣ４、４６、４８は、航空機１０の１次及び２次電力システムに対しコヒーレントかつ統合された電力伝送機能を提供するために、それでもなお互いに協力する。正しく機能しているＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２は、動作上の問題を有しているＭＥＣ４４、４６、４８に対して反応し、電力タイバス７６、７８、８０、分配フィード９８、１００、及びクロスタイ１０２、１０４、１０６、１０８を渡って電力のルート変更を、付加的な故障を伴う場合であっても、行うことができる。コンピューティング及びネットワーキングアーキテクチャは、フェイルセーフ及びフォールトトレラントの両方である。ＣＮＩモジュール１６２が動作上の問題を有している場合には、それの接続した負荷の全てが、事前に定義されたデフォルト状態に入るであろう。隣接するＣＮＩモジュール１６２は、それらの区域の外側の他の装置負荷を制御する能力又は権限を有していない。
【０１１５】
図９に示されるＣＮＩモジュール１６２は、ＣＮＩモジュール１６２の一方の側にありチャネルＡに対応する一つのネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６、及び他方の側にありチャネルＢに対応する別のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６を含む。両方のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６は、外部データ通信接続を作るための一つ又は複数のポート２０６を有している。以下により詳細に説明されるように、ＣＮＩモジュール１６２の各側はまた、ＭＥＣ４４、４６、４８内の内部データ通信接続を作るための一つ又は複数のポート２０８を有している。ＣＮＩモジュール１６２は、チャネルＡ及びチャネルＢのデータ通信を処理することに関連する複数の命令を実行するための２つのマルチコアプロセッサ２４２、２４４を含む。各プロセッサ２４２、２４４は、ポート２０８においてＭＥＣ４４、４６、４８内の通信データを受信及び送信するための命令を処理し、又はポート２０６を通じていずれかのネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６と共にＭＥＣ４４、４６、４８の外側の通信データを受信及び送信するための、命令を処理することができる。ＣＮＩモジュール１６２の一方の側にあるプロセッサ２４２、２４４のうちの一方は、一方の通信チャネルと対応し、ＣＮＩモジュール１６２の他方の側にあるもう一方のプロセッサ２４４は、もう一方の通信チャネルと対応する。しかしながら、各々のプロセッサ２４２、２４４は、各々のプロセッサ２４２、２４４がチャネルＡ及びＢ両方の通信を読み込んで処理することができるように、他方の通信チャネルのための他のネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６へのクロスオーバを有する。
【０１１６】
ＣＮＩモジュール１６２などのＭＥＣ４４、４６、４８のトラス組立体の上に置かれる各々の構成要素又はＬＲＵ５２は、光学的にラベルを読み込むためのバーコードリーダ２４８を含みうる。バーコードリーダ２４８は、ＱＲコードを読み込むためのクイックレスポンス（ＱＲ）コードリーダでありうる。バーコード（図示されていない）は、ＭＥＣ４４、４６、４８の中、又はバーコードリーダ２４８に近接した航空機１０の中の他の場所に置かれうる。バーコードを読み込むバーコードリーダ２４８は、ＭＥＣ４４、４６、４８が、ＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２のソフトウェアパラメータを設定するために、識別、位置、時間追跡、及び他の構成情報などの情報を入力することを可能にする。例えば、バーコードリーダ２４８は、ＣＮＩモジュール１６２が航空機１０のどのセクション又はどちらの側に置かれているのかをＭＥＣ４４、４６、４８がわかるように、ＣＮＩモジュール１６２の位置を読み込みうる。また、ＣＮＩモジュール１６２の位置を決定することは、ＭＥＣ４４、４６、４８が一番近い装置負荷５０を決定することを可能にする。構成情報はまた、他のＭＥＣ４４、４６、４８、航空機１０の中の他の場所、又はメンテナンス施設などの航空機１０の外側の中心施設に送信されうる。
【０１１７】
以下に説明されるように、どれだけの電力がＭＥＣ４４、４６、４８から分配されるかに基づいて、ＣＮＩモジュール１６２は、トラス組立体の一つ又は複数の転送層から、２８ＶＤＣ又は１１５ＶＡＣなどの一つ又は複数の追加の電力入力２８８、及び電源レギュレーター２３８を必要としうる。例えば、２８ＶＤＣが、バーコードリーダ２４８のためのユースポイントレギュレーター２８０に入力される。各々のＣＮＩモジュール１６２はまた、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６の一つ又は両方に電力を供給するために、一つ又は複数の他のＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュール１６２の電力出力２８６から一つ又は複数のＤＣ電力入力２８４を受け取る。電力入力２８４及び電源レギュレーター２４６は、単一の電力故障がいかなる処理又は通信チャネルの故障ももたらさないための冗長性を提供する。
【０１１８】
トラス組立体の転送層から入力２８８でのＭＥＣ４４、４６、４８への電力の完全な喪失が起こる場合、ＣＮＩモジュール１６２、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６、電源レギュレーター２４６、及びバーコードリーダ２４８を有するＭＥＣ４４、４６、４８は、なお電力供給されうる。他のＭＥＣ４４、４６、４８の他のＣＮＩモジュール１６２の冗長な電力出力２８６から送られる一つ又は複数のＤＣ電力入力２８４のために、電力供給されていないＭＥＣ４４、４６、４８のＣＮＩモジュールは、決して電力を失わず、隣接するＭＥＣからの電力をルート変更することができ、その後、それ自身のＭＥＣ４４、４６、４８の一つ又は複数の転送層をパワーアップすることができる。その後、ＭＥＣ４４、４６、４８はなお、その装置負荷５０の一部又は全部にサービスすることができ、ＣＮＩモジュール１６２は十分に機能したままで、他のＣＮＩモジュール１６２と通信することができ、それによって、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラス組立体及び通信ネットワークをアクティブに保つ。
【０１１９】
図１０Ａから図１０Ｄは、図５Ａから図５Ｅに示されている１次ＭＥＣ４４の各々の高電圧１次電力スイッチングバス構造の異なる構成を示す。各々は、どの発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂが４つの１次ＭＥＣ４４の各々に直接に電力供給するか、及び４つの１次ＭＥＣ４４が前方であるか又は後方であるか、及びそれらが航空機１０の左側にあるか又は右側にあるか、に基づいて、Ｒ１、Ｒ２、Ｌ１、又はＬ２と指定されうる。Ｒ１は、発電機３６ａから１次電力を受け取る前方右の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｒ２は、発電機３６ｂから１次電力を受け取る後方右の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｌ１は、発電機３４ａから１次電力を受け取る前方左の１次ＭＥＣ４４に対応する。Ｌ２は、発電機３４ｂから１次電力を受け取る後方左の１次ＭＥＣ４４に対応する。
【０１２０】
図１０Ａは、図５Ａ及び図５Ｂの前方右の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）の１次電力スイッチングバス９６ａ及びソリッドステートスイッチング装置を有する高電力部分１２０を示す。図１０Ｂは、図５Ａ及び図５Ｃの後方右の１次ＭＥＣ４４（Ｒ２）の１次電力スイッチングバス９６ａ及びソリッドステートスイッチング装置を有する高電力部分１２０を示す。図１０Ｃは、図５Ａ及び図５Ｄの前方左の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）の１次電力スイッチングバス９６ａ及びソリッドステートスイッチング装置を有する高電力部分１２０を示す。図１０Ｄは、図５Ａ及び図５Ｅの後方左の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）の１次電力スイッチングバス９６ａ及びソリッドステートスイッチング装置を有する高電力部分１２０を示す。合わせて、図１０Ａから図１０Ｄは、各々の１次ＭＥＣ４４のための接続を提供することができるソリッドステートスイッチング装置の一般的なアーキテクチャ及びレイアウトを描く。追加のソリッドステート要素が、全ての設置されたＭＥＣ４４、４６、４８の中の全てのスロットに装着されるかもしれないし、又はされないかもしれない。
【０１２１】
図１０Ａは、他の場所に置かれた他の１次ＭＥＣ４４と比較して、最も少ない数のソリッドステート要素を有する、前方右の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）のための１次バス構造、ソリッドステート要素、及び接続を最も良く示す。しかしながら、図１０Ａの中で描かれる最小の構造は、任意の他の１次ＭＥＣ４４のために必要とされる機能性を含めるために、（仮想線で示される）追加のソリッドステート要素を含むように、拡大され得る。
【０１２２】
４つの１次ＭＥＣ４４のための図１０Ａから図１０Ｄの４つの構成の各々は、主要な発電機３４ａ、３４ｂ、３６ａ、３６ｂのうちの一つからの１次電力接続２１０、及び前方又は後方のいずれかのタイ７６、７８への接続２１２を有する。各々の構成はまた、関連する２次ＭＥＣ４６への出力接続２１４を含む。各々はまた、２つの高電流ソリッドステート接触器２１６、２１８、及び２つの低電流ソリッドステート接触器２２０、２２２を含む。２つの高電流の接触器２１６、２１８は、接続２２４において接続される。高電流接触器のうちの一方２１６はまた、主要な１次電力をオン及びオフするための接続２１０で接続され、また他方の高電流接触器２１８はまた、１次ＭＥＣ４４が航空機１０の前方又は後方セクションのいずれに存在するかに応じて、前方又は後方のタイ７６、７８のための接続２１２で接続される。低電流接触器２２０は、関連する２次ＭＥＣ４６のための接続２１４に接続される。他方の低電流接触器２２２は、以下により詳細に説明されるように、分配フィード９８と組み合わされて、各々の１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０及び低電力部分１２２の間の電力をオン及びオフするために存在する。
【０１２３】
図１０Ｃに描かれている左前方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）は、中央タイ８０からの接続２５２及び前方タイバス７６のための接続２１２の間の別の高電流接触器２５０を含む。図１０Ｄに描かれている後方左の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）は、中央タイバス８０のための接続２５２及び補助電源ユニット発電機５４のための入力接続２６２の間の別の高電流接触器２６０ばかりでなく、左前方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ１）が含む付加的な高電流接触器２５０を含む。後方左の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）はまた、高電圧ＡＣ電力がタイ２７０を横断して自動変圧整流器ユニット（ＡＴＲＵ）２７２及びバス２７４に送られる、予備のＭＥＣ４８への同じ低電流接触器２３２を含む。
【０１２４】
図１０Ｂに描かれている後方右の１次ＭＥＣ４４（Ｒ２）はまた、予備のＭＥＣ４８を高電圧ＡＣ電力に接続し、タイ２３４を横断してＡＴＲＵ２３６及びバス２４０に接続するための、低電流接触器２３２を含む。全ての４つの構成はまた、図１０Ａから図１０Ｄの各々において示されるように、２３０ＶＡＣを必要とする電力をオン及びオフするための低電流接触器２７８などの付加的な接触器を有するという選択肢を有する。
【０１２５】
製造及び在庫の利用可能性を容易にするために、図１０Ａから図１０Ｄの各々において示される様々なアーキテクチャは、図１１において示されるように、１次電力スイッチングネットワーク装置（ＰＰＳＮＤ）３０２の類似のレイアウトを有する単一の構造へと再配置されることができ、ここで、上述されたように、１次電力スイッチング構成、及びＭＥＣ４４が航空機１０内のどこにあるかに基づいて、様々な負荷のための接触器２３２、２５０、２６０、２７８を任意に有してもよい。各々のＰＰＳＮＤ３０２は、各々の１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０に対応し、また、予備のＭＥＣ４８から直接に１次電力を受け取るための、又は必要に応じて前方、後方、及び中央タイバス７６、７８、８０を介して接続される、補助電源ユニット発電機５４から１次電力を受け取るための、付加的な接触器２３２、２５０、２６０、２７８に対する選択肢を伴って、共通の電源及び出力を共有するように構成される。図５Ｃに示すように、後方右の１次ＭＥＣ４４の高電力の１次電力スイッチングバス９６ａは、タイ２３４によって予備のＭＥＣ４８に接続される。図５Ｄにおいて、前方左の１次ＭＥＣ４４は、前方タイバス７６によって接触器２１８ａ−ｃで前方右の１次ＭＥＣ４４に接続され、中央タイバス８０によって接触器２５０ａ−ｃで後方左の１次ＭＥＣ４４に接続される。図１０Ｄに示される後方左の１次ＭＥＣ４４は、タイ２７０によって接触器２３２ａ−ｃで予備のＭＥＣ４８に接続されるばかりでなく、後方及び中央タイバス７８、８０で他の１次ＭＥＣ４４に接続される結果として、最も多くの接触器を有する。
【０１２６】
図１２Ａから図１２Ｃにおいて示されているように、一組の実質的に同一なＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃは、発電機３４、３６のうちの一方から３相の１次電力を受け取るために、１次ＭＥＣ４４とともに使用されることができる。示されているＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃは、前方右の１次ＭＥＣ４４（Ｒ１）と組み合わせた使用のためにラベル付けられているが、３つのＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃはまた、他の１次ＭＥＣ４４のいずれかのために３相の電力を受け取るために使用され得る。１次電力供給装置４０、４２の各々は、好ましくは、１次ＭＥＣ４４の各々に接続される４つの導体電力ワイヤであって、ここで、導体のうちの３つが、３相電力のＡ相、Ｂ相、又はＣ相のいずれかを運ぶ。４番目の導体は、４番目のＰＰＳＮＤに接続される中性線ワイヤとなることができる。
【０１２７】
さらに図１１及び図１２Ａから図１２Ｃを参照すると、Ａ相の電力は、図１２ＡのＰＰＳＮＤ３０２ａの１次電力スイッチングバス９６ａに電力供給するために接続２１０ａにおいて受け取られ、Ｂ相の電力は、図１２ＢのＰＰＳＮＤ３０２ｂの１次電力スイッチングバス９６ｂに電力供給するために接続２１０ｂにおいて受け取られ、Ｃ相の電力は、図１２ＣのＰＰＳＮＤ３０２ｃの１次電力スイッチングバス９６ｃに電力供給するために接続２１０ｃにおいて受け取られる。ソリッドステート要素は、図１２Ａから図１２Ｃの各々において正方形によって描かれており、ソリッドステート要素の組は、図１１に描かれているように、接触器２１６、２１８、２２０、２２２、２３２、２５０、２６０、及び２７８を構成する。
【０１２８】
図１２Ａから図１２Ｃにおいて、「ａ」、「ｂ」、又は「ｃ」で終わる参照番号は、それぞれ、Ａ相の電力、Ｂ相の電力、又はＣ相の電力を利用する構成要素を参照しうる。しかしながら、そのような参照番号自体はまた、具体的に特定の電力の相を参照することなしに、同じ構成要素を集団的及び／又は一般的に参照しうる。接触器２１０ａ−ｃは、それぞれ、高電力の１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃに電力を供給する。１次電力は、１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃの各々から出て来て、接触器２１８ａ−ｃを横断して、前方タイバス７６ａ−ｃ（又は、１次ＭＥＣ４４が航空機１０の前方若しくは後方セクションの中にあるかに応じて、後方タイバス７８ａ−ｃ）に至る。代替的に、電力は、前方タイバス７６ａ−ｃから出て来て、接触器２１８ａ−ｃを横断して１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃに至ることができるであろう。１次電力はまた、接続２５２ａ−ｃにおいて、中央タイバス８０ａ−ｃへ、及び、から供給され、接触器２５０ａ−ｃを横断して、１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃと関連することができるであろう。１次電力はまた、接続２６２ａ−ｃと接続される電力タイ１３０で、補助電源ユニット発電機５４から、接触器２６０ａ−ｃを横断して、１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃへ供給されることができるであろう。
【０１２９】
１次電力は、１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃから、接触器２２０ａ−ｃを横断して、２次ＭＥＣ４６のための出力接続２１４ａ‐ｃへ供給される。１次電力はまた、１次電力スイッチングバス９６ａ−ｃから、接触器２２２ａ−ｃを横断して、出力接続３９０ａ−ｃへ供給され、そして分配フィード９８を横断して、１次ＭＥＣ４４の低電力部分１２２に電力を供給する。ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃの出力接続３９０ａ−ｃからの３相の１次電力は、トラス組立体を通して、ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃと同じＭＥＣ４４、４８内の他の構成要素に送られうる。分配フィード９８は、好ましくは、出力接続３９０ａに接続されるＡ相電力のための第１のワイヤ、出力接続３９０ｂに接続される第２のワイヤ、及び出力接続３９０ｃに接続される第３のワイヤを有する、４つのワイヤの導体である。
【０１３０】
３相の高電力は、図１２Ａから図１２Ｃに示されるＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃ上の出力接続３４０ａ−ｃ又は出力接続３４２ａ−ｃを利用することによって、１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０から任意選択の又は補助の負荷へ直接に分配されうる。図１１に示される接触器２３２及び接触器２７８は、図１２Ａから図１２Ｃにおいて示される出力接続３４０ａ−ｃ及び出力接続３４２ａ−ｃに対応する。補助の負荷へ、及び、からの２３０ＶＡＣの電力は、ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃの接触器２３２ａ−ｃ、２７８ａ−ｃによって制御される。ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃが、図５Ａ及び図５Ｅにおいて示されるように左後方の１次ＭＥＣ４４（Ｌ２）の中で利用されていた場合、ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃの出力接続３４０ａ−ｃに接続される補助の３相の負荷のうちの一つは、予備のＭＥＣ４８であろう。そのような場合、予備のＭＥＣ４８から３相電力を供給するタイ２７０は、３つのＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃの各々に接続される別々のワイヤ及び４番目のＰＰＳＮＤ３０２に接続される中性線としての４番目のワイヤを有する４つのワイヤの導体であろう。図１２Ａから図１２Ｃは、２つの異なる３相負荷の全体のための直接的な接続を描いているが、多くの他の３相負荷は、付加的な接続を有する特定の１次ＭＥＣ４４によってサービスされうる。
【０１３１】
一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６、４８はまた、一つ又は複数の絶縁層によって分離される一つ又は複数のデータ及び／又は電力の転送層の据え付け構造を有する統合されたトラス組立体を含みうる。トラスは、航空機１０内の簡単な設置又は交換を容易にするように構成され、シートメタル、熱可塑性物質、複合材、又はいくつかの他の適切な材料などの硬い又は柔らかい材料から構築されうる。この据え付け構造は、ＭＥＣ４４、４６、４８のある一つの部分から同じＭＥＣ４４、４６、４８の別の部分へ又は航空機の他の様々な場所へ電力及びデータを転送する。本明細書の中において参照されることによってその全体が組み入れられる、２０１３年６月２８日に出願された、「トラスの相互接続（ＴＲＵＳＳ  ＩＮＴＥＲＣＯＮＮＥＣＴ）」という名称の米国特許出願番号１３／９３００２４の中に記載されているように、いくつかの構成において、ビア又はトラスの相互接続などのメカニズムは、一つの層の中の一つ又は複数の電力又はデータ線を、統合されたトラス組立体の一つ又は複数の異なる層の中の一つ又は複数の電力又はデータ線に電気的に接続することができる。インターコネクトはまた、統合されたトラス組立体の上面層に据え付けられるＬＲＵを電気的に相互接続するために、かつ電力をトラスの中へ又はトラスからＬＲＵの中へ送るために使用することができる。ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃを有するＬＲＵは伝導性ボス（突起）を有し、インターコネクトがＬＲＵを通過しトラス組立体の中へ入ると、インターコネクトは、ＬＲＵ及びトラス組立体の間の電気的な接続を実現するために、トラス組立体の転送層と同様にボスの中へと拡大する。一つ又は複数の構成において、トラス組立体は、トラス組立体及びＬＲＵの間の露出した電力接続がない。ＬＲＵ内のインターコネクト及びトラス組立体内に組込まれたインターコネクトの物理的形状寸法は、直接的な人間の接触を不可能にする。
【０１３２】
いくつかの構成において、統合されたトラス組立体は、電力及びデータシステムの両方を電気的に接続しうる。さらなる構成において、トラスの相互接続はまた、統合されたトラス組立体の一つ又は複数の層の間の機械的な接続を提供することができる。別の構成において、トラスの相互接続は、複数の挿入及び抜き取りのために構成されることができ、トラスの相互接続の再使用を可能にする。
【０１３３】
図１３は、ＭＥＣ４４、４６、４８の多層の統合されたトラス組立体５００の分解透視図を示す。統合されたトラス組立体５００は、絶縁層５０２ａ−５０２ｂ（以後、集団的及び／又は一般的に「絶縁層５０２」と呼ばれる）及び転送層５０４ａ−５０４ｃ（以後、集団的及び／又は一般的に「転送層５０４」と呼ばれる）を含みうる。いくつかの構成において、絶縁層５０２及び転送層５０４は、絶縁層が少なくとも部分的に転送層５０４を互いから電気的に分離するように、互いの間で交互に配置される。さらなる構成において、絶縁層５０２は、一つ又は複数の転送層５０４を一つ又は複数の他の転送層５０４から、少なくとも部分的に、物理的に分離するように構成される。また、いくつかの構成において、一つ又は複数の絶縁層は、客室及び貨物室の間の煙又は水滴のバリアとして作用することができる。
【０１３４】
ＭＥＣ４４、４６、４８の構成要素は、トラス組立体５００に取り外し可能なように固定されうる。例えば、１次ＭＥＣ４４の高電力部分１２０に対応する、図３の電力バスネットワークシステム９０の一部分は、ＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃと共に、トラス組立体５００の上面絶縁層５０２ａに据え付けられるＬＲＵ５２の中に収容される。また、電力バスネットワークシステム９０を有するＬＲＵ５２の内側に、全ての接触器２１６、２１８、２２０、２２２、２３２、２５０、２６０、及び２７８を制御するための、ＣＮＩモジュール１６２からチャネルＡ及びＢのデータ入力を受信するマイクロプロセッサがある。
【０１３５】
３相の１次電力５０６ａ−ｄ（以後、集団的及び／又は一般的に「３相の１次電力５０６」と呼ばれうる）は、主要な発電機３４、３６のうちの一つから電力バスネットワークシステム９０の内部のＰＰＳＮＤ３０２ａ−ｃへ供給される。Ａ相の電力５０６ａ、Ｂ相の電力５０６ｂ、又はＣ相の電力５０６ｃ、又は３つ全ては、出力接続３９０ａ−ｃから絶縁層５０２を通って、トラス組立体５００の一つ又は複数の転送層５０４に送られうる。３相の１次電力５０６の中性線５０６ｄはまた、絶縁層５０２を通ってトラス組立体５００の一つ又は複数の転送層５０４に送られうる。通信データは、一つのＭＥＣ４４、４６、４８から２つのデータチャネル１８８、１９０（通常、チャネルＡ及びＢと呼ばれる）を横切って、任意の他のＭＥＣ４４、４６、４８に送られる。図１３に示すように、トラス組立体５００の据え付け構造は、トラス組立体５００に据え付けられるシステム構成要素に別々の通信チャネルを提供するように構成される別々の層を提供する。データチャネル１８８、１９０の両方とも、絶縁層５０２を通って、トラス組立体５００の一つ又は複数の転送層５０４に送られうる。例えば、転送層５０４ａはデータ転送経路５３６を含み、転送層５０４ｂはデータ転送経路５３８を含む。データ転送経路５３６、５３８は、転送層５０４ｃなどの一つ又は複数の層５０２、５０４によって、互いから分離されうる。ＰＰＳＮＤ３０２を有する電力バスネットワークシステム９０及びＣＮＩモジュール１６２の間を行ったり来たりするデータ通信は、データチャネル１８８、１９０を横切って行ったり来たりするように送られる。データチャネル１８８は、転送層５０４ａの転送経路５３６を通過し、データチャネル１９０は、転送層５０４ｂの転送経路５３８を通過する。
【０１３６】
いくつかの構成において、転送層５０４は、一つ又は複数の電力又はデータ転送経路、又はその両方を含むように構成される。例えば、転送層５０４ｃは、３相の１次電力５０６のうちのＢ相の電力５０６ｂ及び中性線５０６ｄに対応する電力転送経路５１２ａ及び５１２ｂを含みうる。電力転送経路５１２ａは、例えば２３０ＶＡＣのＢ相の電力を受け取り、図１３に示されるＣＮＩモジュール１６２などのトラス組立体５００に据え付けられる別のＬＲＵ５２にそれを転送する。転送経路５１２ｂは、中性線５０６ｄを横切ってＣＮＩモジュール１６２からＰＰＳＮＤ３０２のうちの一つへ戻る電流リターン経路である。
【０１３７】
各々のＭＥＣ４４、４６、４８はまた、ＭＥＣ４４、４６、４８からの２次電力を分配するための、少なくとも一つの電力分配モジュール１７０を含む。各々の分配モジュール１７０は、一つ又は複数のＬＲＵ５２として構成されうる。各々の分配モジュール１７０は、好ましくは、３相全てを受け取るが、それらを釣り合いの取れたやり方で単相負荷へ分配する。図１３に示すように、Ａ相５０６ａ及びＢ相５０６ｂは、トラス組立体５００の２つの異なる転送層５０４を通って、それから分配モード１７０へ供給される。その後、各々の分配モジュール１７０は、単相の２次電力を、各々の特定のＭＥＣ４４、４６、４８の割り当てられた区域内の低電力の装置負荷５０に分配する。各々のＭＥＣ４４、４６、４８に関連する装置負荷５０は、好ましくは、３つの電力相の全てにわたって均等に分配される。好ましくは、低電力の装置負荷５０の各々は、ツイストペア導体で分配モジュール１７０に接続される。本出願は、一つ又は複数の図面においてある特定の数の接続を描いているが、任意の数の装置負荷５０が、利用可能な２次電力の量に従ってＭＥＣ４４、４６、４８によってサービスされても良い。
【０１３８】
図１４は、トラス組立体のいくつかの層を有する１次ＭＥＣ４４を説明する。１次ＭＥＣ４４は、ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分配モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２を含む。１次ＭＥＣ４４はＰＰＳＮＤ３０２を含み、ＭＥＣ４６、４８は含まない。２次ＭＥＣ４６は、ＰＰＳＮＤ３０２がないということを除いて、図１０ＢのＭＥＣ４４に類似する方法で描くことができるであろう。２つのＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分配モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２は、相互接続メカニズム５６２を挿入することによって、転送層５０４の中のトレース又は金属化されたインターコネクトへと電気的に相互接続される。相互接続メカニズム５６２は、ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、分配モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２の各々を通って、転送層５０４の各々の中のビア５６６の中へ挿入される。
【０１３９】
トラス組立体は、チャネルＡのためのトレース５３６を有する転送層５０４ａ及びチャネルＢのためのトレース５３８を有する転送層５０４ｂを含む。ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、分配モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２の各々は、専用のチャネルＡトレース５３６及び専用のチャネルＢトレース５３８に接続される。しかしながら、各々の転送層５０４の上のトレース５３６、５３８の数は、プロトコルに依存する。他の実施形態において、ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、分配モジュール１７０、及びＰＰＳＮＤ３０２は、全て、同じチャネルＡトレース５３６及び同じチャネルＢトレース５３８に接続され得るであろう。
【０１４０】
図１４におけるトラス組立体はまた、転送層５０４ｃ、５０４ｄ、５０４ｅ、及び５０４ｆを含む。転送層５０４ｃは、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラス組立体及びそれに接続されるシステムに電力を供給するための、２３０ＶＡＣなどの３相の１次電力５０６を伴うトレース５７０を含む。それぞれのトレース５７０は、Ａ相の電力５０６ａ、Ｂ相の電力５０６ｂ、Ｃ相の電力５０６ｃ、及び中性線５０６ｄに対応する。２つのＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、ＣＮＩモジュール１６２、及びＰＰＳＮＤ３０２は、ビア５６６を通って相互接続メカニズム５６２で転送層５０４ｃのトレース５７０に接続される。３相の１次電力５０６は、発電機３４、３６からＰＰＳＮＤ３０２を通って転送層５０４ｃへ供給される。その後、２つのＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、及びＣＮＩモジュール１６２は、転送層５０４ｃのトレース５７０から３相の１次電力５０６を受け取ることによって電力供給される。
【０１４１】
２次電力は、ＴＲＵ１３４、１４２及びＡＴＵ１３８から転送層５０４ｄ、５０４ｅ、５０４ｆへ分配される。転送層５０４ｄ、５０４ｅは２８ＶＤＣなどの低電圧の層であり、各々は正のトレース５７４、負のトレース５７６、及び中性のトレース５７８を含む。転送層５０４ｅなどの、これらの転送層５０４のうちの一つは、燃料電池又はＲＡＴ１２８から第２のＴＲＵ１４２を介して予備の電力を供給しうる。転送層５０４ｄ、５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８からの２８ＶＤＣの電力は、分配モジュール１７０へ分配される。転送層５０４ｆは、Ａ相の電力５８０、Ｂ相の電力５８２、Ｃ相の電力５８４、及び中性線５８６を含む、１１５ＶＡＣなどの低電圧の３相の層である。転送層５０４ｆのトレースからの１１５ＶＡＣの電力はまた、分配モジュール１７０に分配される。
【０１４２】
分配モジュール１７０は、ツイストシールドペア導体３１４で装置負荷５０に２次電力を分配するために、２次電力のための転送層５０４ｄ、５０４ｅ、５４０ｆのトレースに接続され、そしてまたチャネルＡ及びＢ２０２、２０４のためのトレース５３６、５３８に接続される。分配モジュール１７０は、１次電力が分配モジュール１７０から分配されないので、３相の１次電力５０６を有する転送層５０４ｂに接続されない。トラスの転送層５０４ａ、５０４ｂのチャネルＡ及びＢ２０２、２０４からの通信データは、分配モジュール１７０が、装置負荷５０にサービスするために、ツイストシールドペア導体３１４に対して、いつ２次電力をオン及びオフするか、を制御する。
【０１４３】
図１４に示すように、ＣＮＩモジュール１６２は、ＭＥＣ４４、４６，４８のトラス組立体の全ての層における全てのトレースに接続される。ＣＮＩモジュール１６２に対して複数の電圧入力が存在するので、電源レギュレーターは、必要とされる電圧への変換を実行する。一つ又は複数の層５０４上の任意のトレースが電力供給される場合、ＣＮＩモジュール１６２はアクティブになる。例えば、全てのＭＥＣ４４、４６が１次電力を失う場合、電力は燃料電池又はＲＡＴ１２８を用いて予備のＭＥＣ４８に対して供給されることができるであろうし、それによって、電力を予備の層５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８に対して供給する。転送層５０４ｅのトレース５７４、５７６、５７８の中の電力は、ＣＮＩモジュール１６２をアクティブにする。ＣＮＩモジュール１６２はまた、転送層５０４ａ、５０４ｂのトレース５３６、５３８の各々から、チャネルＡ及びＢの両方から、ネットワークスイッチ１８２、１８４、１８６とともに使用するための通信データを受信する。
【０１４４】
図１４はまた、好ましくは、水又は煙の流れに対して垂直に広がる表面層を有する、ＭＥＣ４４、４６、４８のトラス組立体の転送層５０４の上に配置される、バリア５８８を描く。図１７において示されるように、トラス組立体がフロア構造の中に配置された場合、バリア５８８は、貨物室から昇る煙が客室に入るのを遮断するための煙バリアとして、及び／又は、航空機内のどこでも水が滴るのを遮断する水滴バリアとして役立つ。例えば、バリア５８８は、水がＭＥＣ４４、４６、４８の電気的構成要素の上に滴り落ちることを妨げることができるであろう。そのような場合、バリア５８８は、水滴の方向に対して垂直に広がる表面層を有することができるであろう。代替的に、又はバリア５８８に加えて、一つ又は複数の絶縁層５０２が煙及び／又は水滴のバリアとなりうるであろう。例えば、トラス組立体の一番上の絶縁層５０２は、水及び煙に対するバリアとして働くように構成することができるであろう。
【０１４５】
既存の複合材の航空機において、電流リターンネットワークは、フォールト電流リターン経路、身の安全保護経路、及び航空機システムのための避雷保護経路を提供する。しかしながら、上で説明されたように、電流リターンネットワークはまた、航空機に対する望ましくない著しい量のワイヤ重量を提供する。
【０１４６】
これらの既知の航空機の電流リターンネットワークはまた、大きな電圧のオフセットに対して脆弱である。ＡＣ及びＤＣの両方の電圧が、電流リターンネットワーク上で測定されうる。電流リターンネットワーク上の航空機中の全ての装置負荷のリターン電流は累積され、それ故、電源接地点から負荷接地点へと測定される電圧降下が電流リターンネットワークに沿って生成される。電流リターンネットワークに沿った様々な点における電圧降下は、電源接地点から航空機の後ろへ向かって、電流リターンネットワークのインピーダンス及びそれを通る電流に比例して増加する。
【０１４７】
図１５は、概して、３相（３Φ）の１次電力５０６が、一つ又は複数の主要な発電機３４、３６から複数の孤立したＴＲＵ１３４及び孤立していないＡＴＵ１３８へ送られることを示している。ＴＲＵ１３４及びＡＴＵ１３８は、図１５において示されるように、分散型アーキテクチャの一部分として、航空機１０の至る所に分散される。少なくとも一つのＴＲＵ１３４及び少なくとも一つのＡＴＵ１３８が、ＭＥＣ４４、４６、４８のうちの一つに対応する。ＴＲＵ１３４は孤立しているので、それらはどこでも都合がよい場所で接地されることができる。また、ＴＲＵ１３４が分散されるので、ＴＲＵ１３４は、種々の位置において接地されることができ、それ故、それらのＤＣリターン電流は、各々のそれぞれのＭＥＣ４４、４６、４８に対して局所的なままである。しかしながら、リターン電流はもはや累積的ではなく、そのことはＤＣオフセット電圧がゼロとなることをもたらす。
【０１４８】
図１６はまた、概して、それぞれＡＴＵ１３８又はＴＲＵ１３４からのＡＣ又はＤＣ電力のいずれかの分配を示している。しかしながら、より具体的に上述されたように、１次電力５０６は、先ず電力変換装置に分配され、その後、本質的に等しいが反対の電流を運ぶ、複数のツイストシールド導体で低電力装置負荷５０の各々と接続される分配モジュール１７０に分配される。適用に際して、導体によって運ばれる電流の中に小さな差異が存在し得る。例えば、ツイストシールド導体ペア３１４は、電源導体３１０及び中性線又はリターン導体３１２を含む。中性線は、３相給電線とともに経路選択されうる。
【０１４９】
１次電力５０６を変換した後、ＡＣ電力は、各々のＡＴＵ１３８から、電源導体３１０でＡＣ装置負荷５０ａに分配され、電流は、各々のＡＣ装置負荷５０ａから、ツイストシールド導体ペア３１４の対応するリターン導体３１２で戻される。ＤＣ電力は、各々のＴＲＵ１３４から、電源導体３１０でＤＣ装置負荷５０ｂに供給される。電流は、各々のＤＣ装置負荷５０ｂから、ツイスト導体ペアの対応するリターン導体３１２で戻される。
【０１５０】
Ａ相の電力５０６ａ、Ｂ相の電力５０６ｂ、及びＣ相の電力５０６ｃは、発電機３４、３６から分配される。中性線５０６ｄである、３相の１次電力５０６のための発電機３４、３６からの４番目のワイヤもまた、描かれている。ＡＣ装置負荷５０ａの各々は、中性線５０６ｄに接続される破線によって描かれるシールド終端５９０を含み、ＤＣ装置負荷５０ｂの各々は、中性線５０６ｄに接続される破線によってまた描かれるシールド終端ワイヤ５９２を含む。装置負荷５０ａ及び５０ｂの各々は、それぞれシールド終端５９０及び５９２で中性線５０６ｄに接続されているが、負荷リターン電流は、もはや累積的ではない。図１６において、中性線５０６ｄの部分は、局所的な２次電力分配のためのツイストワイヤ導体ペアの小さいループを使用する結果として電圧の差異がゼロになることを単に示すために、電流リターンネットワーク（ＣＲＮ）として現れるように構成されている。航空機１０のＭＥＣ４４、４６、４８の間の、分配された３相１次電力５０６の中性線５０６ｄは、ＣＲＮの部分として通常利用される導体よりもかなり小さく、単に安全用接地バス（ＳＧＢ）と呼ばれうる。それ故、ＣＲＮは、ツイストワイヤ導体ペアによって供給される局所的な２次電力分配を有する複合材の航空機１０の中で、もはや必要とされない。ツイストワイヤ導体ペアは、今や電流リターンを供給する。また、ツイスト導体ペアによって生成されるループの断面積は、複合材の航空機１０に対する雷の脅威を低減するＣＲＮのより大きいワイヤループによって生成される断面積よりもかなり小さい。比較すると、ツイストペアの導体は、約１６から約２０の間の米国ワイヤゲージ規格（ＡＷＧ）であり、一方、ＣＲＮの導体は、約２ＡＷＧ又はそれより大きい直径でありうる。
【０１５１】
図１６はまた、航空機１０の前方、中央、及び後方のセクションの中に分配される１次ＭＥＣ４４の間での発電機３４、３６からの１次電力の分配を示す。各々の１次ＭＥＣ４４は、上述されるように、それぞれ装置負荷５０ｂ及び装置負荷５０ａにサービスするための、ＴＲＵ１３４及びＡＴＵ１３８を含む。電力は、各ＭＥＣ４４からツイストシールド導体ペア３１４で各装置負荷５０へ分配される。図１６はまた、補助負荷５２０に２３０ＶＡＣを供給する一対のＭＥＣ４４を描く。図１２Ａから図１２Ｃ及び付随する文字において参照されているように、補助負荷への、及び、からの２３０ＶＡＣ電力は、１次ＭＥＣ４４のＰＰＳＮＤ３０２の接触器２３２、２７８によって制御される。
【０１５２】
図１６はまた、最前方の１次ＭＥＣによってサービスされる、アビオニクスなどの、多数のＬＲＵ５２を図示する。図１６はまた、予備電力を供給するためのバッテリー５９８を図示する。図１６は、予備電力を最前方の１次ＭＥＣ４４のみに対して供給するバッテリー５９８を描いているが、バッテリーの予備電力は、好ましくは全ての１次ＭＥＣ４４に供給される。
【０１５３】
図１７は、上で説明されたように、一つ又は複数の電力及びデータの転送経路を提供するために、航空機の製造において使用されうる、統合されたトラス組立体又はシステム６００を図示している。一つ又は複数のＭＥＣ４４、４６、４８は、ビークルシステム、ＭＥＣ４４、４６、４８の構成要素、装置負荷５０、ＬＲＵ５２、又は他の装置のうちの全て又は一部分を取り付けるための、支持又は据え付け構造としてのトラス組立体６００を含みうる。
【０１５４】
トラス組立体６００の据え付け構造は、単一の単位部品として航空機１０の中に設置されうる統合された据え付け構造を生成するために、積み重なる、取り外し可能に接続する、又はしっかりと組合わさる別々の構造要素のマルチパート又はモジュールアセンブリでありうる。各々の構造要素は、上述されたように、一つ又は複数の転送層及び一つ又は複数の絶縁層を有しうる。マルチパートのトラス組立体６００の各々の構造要素は、航空機１０から損傷を受けていない構造要素を除去することなしに、損傷を受けた構造要素を修理又は交換することを可能にするために、互いから取り外し可能でありうる。各々の構造要素の一つ又は複数の層もまた、交換されることができる。トラス組立体６００の１対の構造要素のうちの一方の構造要素は、他方の構造要素又はトラス組立体６００全体を取り除く必要なしに、交換することができるであろう。また、トラス組立体６００の全て又は少なくとも一部分もまた、フロアビーム又は胴体フレーム部材などの、航空機１０の支持構造から取り外しうる。例えば、第一又は第二の据え付け構造のうちの一つが損傷したときに、トラス組立て品を動かさずに、損傷した据え付け構造を第三の据え付け構造により交換することができる。代替的に、トラス組立体６００は、その全体において設置され又は交換されうる、単一のモノリシック構造として製造されうる。トラス組立体６００などのトラス組立体の一つ又は複数の実施形態が、航空機のフロア、側壁、又はクラウンの天井に配置されるように構成されうる。
【０１５５】
トラス組立体６００は、フレーム部材の間の胴体の側壁の中で画定される薄い構造体積の中で、フレーム部材の深さだけ伸びるように、又は航空機１０の客室及び貨物室の間のフロアの中の空間の中において画定される薄い構造体積の中で、フロアビームの深さだけ伸びるように、構成される。代替的に、トラス組立体６００は、従来の装置ベイの中で実現されるように構成される物理的な形状を有することができる。航空機１０の側壁の中に設置されるトラス組立体６００は、好ましくは、航空機１０の胴体の曲線に対応する。図１７は、シートレール６１０の下の、かつ横断するフロアビーム６０８の間の、航空機１０の側壁から側壁へと伸びるように構成される、トラス組立体６００に向かって上方向に見た場合の底面図である。トラス組立体６００などのトラス組立体を有する航空機１０のフロア又は側壁の中に配置されるＭＥＣ４４、４６、４８は、そのＭＥＣ４４、４６、４８の近傍に存在する、航空機１０の客室及び貨物室内の装置負荷５０にサービスすることができる。
【０１５６】
トラス組立体６００は、電力分配モジュール１７０などの構成要素を設置するための広い表面を提供するために、２つの内側の隣接するフロアビーム６０８の上面の上方に伸びる狭い中間部分、及び２つの内側の隣接するフロアビーム６０８の両側からさらに外側へ向かって次のフロアビーム６０８へ伸びる対向する端部分を有するように構成される。一つ又は複数の実施形態において、トラス組立体は、隣接するフロアビーム６０８の間に、又は互いから移動されているフロアビーム６０８の間に幅及び長さを有するように構成され、貨物室からの煙が客室に入ってくることを妨げるための煙バリアとして、及び／又はＭＥＣ４４、４６、４８の中の電気的構成要素の上に水が滴り落ちることを妨げるための水滴バリアとして、働くために適切である。
【０１５７】
図１７はまた、１次ＭＥＣ４４のトラス組立体６００に設置されるＣＮＩモジュール１６２、電力分配モジュール１７０、ＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８、及びＰＰＳＮＤ３０２を示す。ＴＲＵ１３４は、ＰＰＳＮＤ３０２の出力接続３９０から２３０ＶＡＣを受ける。ＴＲＵ１３４は、分配モジュール１７０に電力を供給するために、２８ＶＤＣで電力バスに接続する。各々の電力分配モジュール１７０は、１次ＭＥＣ４４と関連する装置負荷５０とのインターフェイスのための接続５９６を有している。
【０１５８】
トラス組立体６００の各々の構造要素は、上述されたように、一つ又は複数の転送及び絶縁層を有している。転送層のうちの一つは、高電圧電力をＭＥＣ４４、４６、４８の一部分からその同じＭＥＣ４４、４６、４８の別の部分へ転送するように構成されうる。例えば、高電圧電力は、トラス組立体６００の中で転送層を横切って、ＬＲＵ５２として構成されトラス組立体６００の表面に設置されるＰＰＳＮＤ３０２へ供給されうる。低電圧２次電力はまた、トラス組立体６００の別の転送層を通って、トラス組立体６００の表面に設置される低電力装置負荷５０へ供給されうる。また、通信データも、トラス６００の転送層を横切って、トラス組立体６００の表面に設置される航空機システムの構成要素に供給されることができる。トラス組立体６００の一つの転送層は、トラス組立体６００の表面に設置されるシステムの構成要素に対してチャネルＡを提供することができ、別の転送層は、その同じシステムに対してチャネルＢを提供することができるであろう。
【０１５９】
図１８に示すように、シートレール６１０の下、及び、互いに直接隣接していないフロアビーム６０８の間に広がるトラス組立体６００は、内側の隣接するフロアビーム６０８の対の長さに一致しうる。２つの細長いＵ形チャネル６４２は、２つの横方向フロアビーム６０８と調和するためトラス組立体の長さを横方向に広げる。トラス組立体６００が航空機１０のフロアに設置されるとき、Ｕ形チャネル６４２は、２つの横方向フロアビーム６０８を受け、そして部分的に囲む。トラス組立体６００は、任意の数のＵ形チャネル６４２を有するように大きくしうる。
【０１６０】
図１９は、２つの隣接するフロアビーム６０８の間に広がるのみで、いかなるフロアビーム６０８の上又は周りには広がらないように、狭く構成されたトラス組立体７００の代替実施形態の底面透視図である。しかしながら、トラス組立体７００の諸部分は、燃料ライン７０４又はフロアビーム６０８を通る他の機構を妨げないように、切り離され、切欠かれ、又は他の方法で構成される。本開示の任意のトラス組立体の形状は、航空機を変更せずに航空機１０の現在の構造に一致するように構成されうる。
【０１６１】
図２０及び図２１もまた、トラス組立体７００の透視図を図示し、ここでトラス組立体７００の中央部は航空機１０のフロアのスペース内に残るが、向かい合う横の末端７１０、７１２が縦方向に伸びる軸に沿ってフロアビームから下方に曲がっている。航空機１０の片方の側にある支柱６２０がフロアビーム６８０に接続する点に、軸の一つが対応し、航空機１０の他方の側にある支柱がフロアビーム６８０に接続する点に、他方の軸が対応する。横の末端７１０、７２０の一つが、航空機１０の一方の側にある１対の隣接する支柱６２０の間に広がり、横の末端７１０、７２０の他方が、航空機１０の他方の側にある１対の隣接する支柱の間に広がる。末端７１０、７１２を下方に折り曲げることは、支柱６２０と胴体フレーム部材６２２との間に位置するダクト６２４ばかりでなく支柱自身により、貨物室からトラス組立体の端にあるシステム及び設備へのより大きなアクセスを可能にする。
【０１６２】
図２２は、トラス組立体８００の他の実施形態を図示する。トラス組立体８００は、統合された構造を共同で生成する別々の構造要素のモジュール組立品である。トラス組立体８００は、互いの鏡像である構造要素８０２及び別の構造要素８０４を含む。構造要素８０２は、あるレベルで電圧を供給し、構造要素８０４は別のレベルで別の電圧を供給する。好ましくは、構造要素８０２、８０４の各々が、製造及び在庫をより容易にするために類似の形状を持つ。構造要素８０２は、ベース部分８０６及び伸長部分８０８を含む。構造要素８０４は、ベース部分８１０及び伸長部分８１２を含む。構造要素８０２、８０４は、トラス組立体８００を形成するために鏡像関係にあるなど、構造要素８０２、８０４の各々の全部又は一部がオーバーラップするように、互いに対して配列されうる。オーバーラップ領域では、２つ又はそれ以上の構造要素の間を電気的及び機械的に接続することができる。構造要素８０２は、縦軸にしたがって構造要素８０４に対して逆さになっており、構造要素８０２のベース部分８０６の一部と構造要素８０４の伸長部分８１２に対応する第一のオーバーラップ領域８１４、及び、構造要素８０４のベース部分８１０と構造要素８０２の伸長部分８０８に対応する第二のオーバーラップ領域８１６を定義する。構造要素８０２、８０４の各々の中央部分の一部が第三のオーバーラップ領域８１８を定義する。
【０１６３】
図２３は、少なくとも互いに部分的にオーバーラップする、ある電圧レベルの構造要素８３２、及び別の電圧レベルの同様に構成された別の構造要素８３４を有する、代替的なモジュールトラス組立体８３０の別の実施形態を図示する。しかしながら、この実施形態において、構造要素８３２は、横軸にしたがって構造要素８３４に対して逆さになっており、モジュールトラス組立体８３０の一端から、トラス組立体８３０の中央を、トラス組立体８３０の長さの少なくとも一部分に沿って伸びる、中心にある細長いオーバーラップ領域８３８を定義する。各々の構造要素８３２、８３４はまた、２つの構造要素８３２、８３４の間にオーバーラップを生成するように構成された、一つ又は複数の縦方向に伸びるセグメント８４０を含む。中心のオーバーラップ領域８３８において、インターコネクトにより、構造要素８３２、８３４の間を電気的及び機械的に接続することができる。
【０１６４】
図２４から図２６は、航空機１０内に取り外し可能なように設置され、航空機１０の側壁又はフロアビームなどの支持構造の間に少なくとも部分的に広がる、モジュールトラス組立体８６０の別の代替的実施形態を図示する。トラス組立体８６０は、機械的及び電気的な相互接続を形成するために、互いにオーバーラップする、異なる電圧レベルでの複数の導電性の据え付け構造を含む。異なる据え付け構造の間で電気的分離が維持される。一つ又は複数の又は全ての据え付け構造が、電力又はデータ分配のための転送層として構成される。転送層としての各据え付け構造が、互いに異なる電力レベルを運ぶことができるであろう。トラス組立体８６０の据え付け構造の各々が、それ又はトラス組立体８６０全体が航空機１０において取り替え可能なように、航空機１０から取り外し可能である。一つ又は複数の構成において、第一又は第二の据え付け構造のうちの一つが損傷し、トラス組立体を動かさずに、損傷した据え付け構造を第三の据え付け構造により交換することができる。
【０１６５】
各々の据え付け構造は、オープンセル８７４のパターンを形成するためにノード８７２で接合される細長いセグメント８７０のグリッドを定義する。オープンセル８７４は、好ましくは、任意の非円形又は非長方形の幾何学的形により定義される。３つのグリッド８７６、８７８、８８０が示されているけれども、任意の数のグリッドが使用でき、幾つかの実施形態においては、隣接するグリッドの間で多少の分離が望まれうる。各グリッド８７６、８７８、８８０のパターンは、構造上の解析を含みながら、各セグメント８７０の経路及び断面の両方を選択する最適化アルゴリズムから導出されうる。
【０１６６】
好ましくは、グリッド８７６は最も下に置かれ、グリッド８８０は最も上に置かれ、グリッド８７８は中間に置かれる。しかしながら、図２４は、互いに分離されたグリッド８７６、８７８、８８０を有し、各グリッド８７６、８７８、８８０内のオープンセル８７４の大きさ及びノード８７２の数をより良く図示するように、グリッド８７６が最上にあるように反転された、トラス組立体８６０の一部分のクローズアップを図示する。グリッド８８０はグリッド８７８より厚く、グリッド８７８は８７６より厚い。それゆえ、グリッド８８０のセグメント８７０は、グリッド８７８のセグメント８７０より厚く、グリッド８７８のセグメント８７０は、グリッド８７６のセグメント８７０より厚い。各グリッド８７６、８７８、８８０上のオープンセル８７４のパターン及び大きさは、各グリッド８７６、８７８、８８０の中のノード８７２の密度によって決定される。一つ又は複数の構成において、ノード８７２の密度は、トラス組立体に据え付けられる構成成分の近くで増加する。
【０１６７】
最大の断面を持つセグメント８７０を有するグリッド８８０は、最も高い電圧レベル、例えば２３０ＶＡＣ、であり、中間サイズの断面を持つセグメント８７９を有するグリッド８７８は、中間の電圧レベル、例えば１１５ＶＡＣ、であり、最小の断面を持つセグメント８７０を有するグリッド８７６は、最も低い電圧レベル、例えば２８ＶＤＣ、である。他のトラス組立体の実施形態の場合のように、一つ又は複数のグリッド８７６、８７８、８８０は、トラス組立体８６０が航空機１０に据え付けられるとき、乗客室と貨物室との間の煙又は水滴バリアとして作用するように、カプセル化されうる。
【０１６８】
システム構成要素、ＬＲＵ、又は他の装置を取り付けるための機械的接続を、グリッド８７６、８７８、８８０の各ノード８７２で行うことができる。ノード８７２は、電気的及び機械的接続点がどこに望まれるかに基づいて、各グリッド８７６、８７８、８８０の中に置かれる。また、ノード８７２は、航空機への構造的取り付けのために使用されうる。インターコネクトを用いて、一つ又は複数のグリッド８７６、８７８、８８０上で電気的相互接続を行うことができる。グリッド８７６、８７８、８８０のうちの一つのノード８７２にＬＲＵを電気的に相互接続するために、インターコネクトを用いることができる。また、インターコネクトを積み重なったグリッドの間で用いることもできる。例えば、グリッド８７６上のノードがグリッド８７８上のノード８７２にオーバーラップする場所で、電気的接続を取ることができる。また、グリッド８７６上のノードがグリッド８８０上のノード８７２にオーバーラップする場所で、電気的接続を取ることもできる。そのような場合に、電気的に相互接続されるグリッド８７６、８８０の間にギャップが存在するであろう。グリッド８７６上のノード８７２が、グリッド８８０上のノード８７２同様、グリッド８７８上のノード８７２にオーバーラップする場所で、電気的接続を取ることができるであろう。それゆえ、グリッド８８０上のノード８７２は、グリッド８７６上のノード８７２同様、グリッド８７８上のノード８７２とオーバーラップする。好ましくは、大きなセル８７４を持つグリッド８８０の全てのノード８７２が、グリッド８７６、８７８の各々のノード８７２と交差するが、小さなセル８７４を持つ下方の２つのグリッド８７６、８７８の全てのノード８７２が、上方のグリッドのノード８７２と交差するとは限らない。再び、これは、高い電圧から低い電圧へ変換することは可能だが、逆はそうではないからである。幾つかの実施形態において、ジャンパー又はコネクタを、グリッド８７６、８７８、８８０の縁の間に、それらを電気的に相互接続するために、用いることができるであろう。
【０１６９】
図２５及び図２６は、航空機１０の貨物室からトラス組立体８６０を見上げた透視図を図示する。接続５９６を有する２次電力分配モジュール１７０が、トラス組立体８６０の底にあるグリッド８７６に据え付けられる。また図２５及び図２６に、トラス組立体８６０のグリッド８７６に据え付けられるＴＲＵ１３４、１４２、ＡＴＵ１３８及びＣＮＩモジュール１６２も示されている。
【０１７０】
図２７及び図２８は、代替的なトラス組立体のためのグリッドデザインを図示する。グリッド８８４、８８６、８８８は、航空機１０の中に容易に据え付けうる又は取り外しうるトラス組立体を形成するために、取り外し可能なように組立てられうる。各グリッド８８４、８８６、８８８は、多数の幾何学形状のグリッドセルを含み、データ分配のための又は互いに異なる電圧レベルを伝えるための転送層として働く。個々のグリッド上のセルの全て又は幾つかは、類似の形状及び大きさである。各セルは、好ましくは、セルの各々の角がまた、隣接する類似の形状のセルの角をも定義するように、非円形である。また、グリッド上のセルは、好ましくは、六角形、三角形、又はひし形などの非長方形である。好ましくは、３つ全てのグリッドのセルは、類似の形状であるが、任意の特定のグリッドのセルは、任意の他のグリッド上のセルと異なる大きさである。また、あるグリッドのセルは、別のグリッド上のセルと異なる向きでありうる。グリッド８８４、８８６、８８８のセルの大きさ及び向きは、あるグリッド上のセルのパターンが、他のグリッド上のセルのパターンより密度が大きくなったり、小さくなったりするように、様々でありうる。また、トレースも、薄くなるか又は厚くなる。
【０１７１】
図２８に最も良く示されるように、３つのグリッド８８４、８８６、８８８の各々が、少なくとも一つのノード８９６を含む。グリッド８８４は、グリッド８８６又はグリッド８８８のいずれかのセルより大きい六角形のセル８９０を含む。グリッド８８６は、グリッド８８８の六角形のセル８９４より大きい六角形のセル８９２を含む。セル８９４は、グリッド８８４のセル８９０及びグリッド８８６のセル８９２より小さい。それゆえ、グリッド８８４上のノード８９６は、グリッド８８８上のノード８９６同様、グリッド８８６上のノード８９６とオーバーラップする。好ましくは、大きいセル８９０を持つグリッド８８４の全てのノード８９６は、グリッド８８６、８８８の各々のノード８９６と交差するが、小さなセル８９２、８９４を持つ下方の２つのグリッド８８６、８８８上の全てのノード８９６が、上方のグリッドのノード８９６と交差するとは限らない。再び、これは、高い電圧から低い電圧へ変換することは可能だが、逆はそうではないからである。２つ又はそれ以上のオーバーラップしているノード８９６は、２つ又はそれ以上のグリッド８８４、８８６、８８８の間の電力及びデータ相互接続性を提供するためのインターコネクトを受けるために用いられうる。また、ＬＲＵなどの装置が、グリッド８８４、８８６、８８８のいずれかから電力及びデータを受け取るためのインターコネクトと共に、グリッド８８４、８８６、８８８のうちの一つ又は複数に据え付けられうる。
【０１７２】
上記の本発明は、例示の形でのみ提示されており、限定的なものと解釈されるべきではない。図示され記載された実施形態や実施例に従うことなく、後に続く請求の範囲で明らかにされる本発明の開示の真の精神と範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された内容に対し様々な修正や変更が行われうる。
【符号の説明】
【０１７３】
１０  航空機
１２  前方セクション
１４  中央セクション
１６  後方セクション
１８  セクションブレーク
２０  セクションブレーク
２２  セクションブレーク
３０  左エンジン
３２  右エンジン
３４ａ  左発電機
３４ｂ  左発電機
３６ａ  右発電機
３６ｂ  右発電機
３８  ローターバーストゾーン
４０ａ  １次電力供給装置
４０ｂ  １次電力供給装置
４２ａ  １次電力供給装置
４２ｂ  １次電力供給装置
４４  １次ＭＥＣ
４６  ２次ＭＥＣ
４８  予備のＭＥＣ
５０  装置負荷
５２  ライン交換可能ユニット（ＬＲＵ）
５４  補助電源ユニット発電機
５６  外部電源ユニット
７６ａ−ｃ  前方タイバス
７８ａ−ｃ  後方タイバス
８０ａ−ｃ  中央タイバス
９０  １次電力バスネットワークシステム
９６ａ−ｃ  １次電力スイッチングバス
９８  分配フィード
１００  分配フィード
１０２  クロスタイ
１０４  クロスタイ
１０６  クロスタイ
１０８  クロスタイ
１２０  高電力部分
１２２  低電力部分
１２８  ラムエア・タービン（ＲＡＴ）
１３０  電力タイ
１３４  変圧整流器（ＴＲＵ）
１３６  バス
１３８  オートトランスユニット（ＡＴＵ）
１４０  低電力ＡＣ出力バス
１４２  第二のＴＲＵ
１４８  バックアップバス
１６０  予備のバス
１６２  コンピューティング及びネットワークインターフェイス（ＣＮＩ）モジュール
１６６  ブレーカーモジュール
１６８  発電機制御ユニットＧＣＵ
１７０  電力分配モジュール
１８２ａ  ネットワークスイッチ
１８２ｂ  ネットワークスイッチ
１８４ａ  ネットワークスイッチ
１８４ｂ  ネットワークスイッチ
１８６ａ  ネットワークスイッチ
１８６ｂ  ネットワークスイッチ
１８８  外部データ通信チャネルＡ
１９０  外部データ通信チャネルＢ
１９２  外部通信データ線
１９６  外部通信データ線
２０２  内部データチャネルＡ
２０４  内部データチャネルＢ
２０６  ポート
２０８  ポート
２１０ａ−ｃ  接続
２１２ａ−ｃ  接続
２１４ａ−ｃ  出力接続
２１６ａ−ｃ  接触器
２１８ａ−ｃ  接触器
２２０ａ−ｃ  接触器
２２２ａ−ｃ  接触器
２２４  接続
２３２ａ−ｃ  接触器
２３４  タイ
２３６  自動変圧整流器ユニット（ＡＴＲＵ）
２３８  電源レギュレーター
２４０  バス
２４２  プロセッサ
２４４  プロセッサ
２４６  電源レギュレーター
２４８  バーコードリーダ
２５０ａ−ｃ  接触器
２５２ａ−ｃ  接続
２６０ａ−ｃ  接触器
２６２ａ−ｃ  入力接続
２７０  タイ
２７２  自動変圧整流器ユニット（ＡＴＲＵ）
２７４  バス
２７８ａ−ｃ  接触器
２８４  ＤＣ電力入力
２８６  電力出力
２９０  静止インバーター
２９４  バッテリーバス
２９６  接触器
３０２ａ−ｃ  １次電力スイッチングネットワーク装置
３１０ａ−ｃ  電源導体
３１２  リターン導体
３１４  ツイストシールドペア導体
３４０ａ−ｃ  出力接続
３４２ａ−ｃ  出力接続
３９０ａ−ｃ  出力接続
５００  トラス組立体
５０２ａ  絶縁層
５０２ｂ  絶縁層
５０４ａ−ｆ  転送層
５０６ａ  Ａ相の電力
５０６ｂ  Ｂ相の電力
５０６ｃ  Ｃ相の電力
５０６ｄ  中性線
５１２ａ  電力転送経路
５１２ｂ  電力転送経路
５２０  補助負荷
５３６  データ転送経路
５３８  データ転送経路
５６２  相互接続メカニズム
５６６  ビア
５７０  トレース
５７４  正のトレース
５７６  負のトレース
５７８  中性のトレース
５８０  Ａ相の電力
５８２  Ｂ相の電力
５８４  Ｃ相の電力
５８６  中性線
５９０  シールド終端
５９２  シールド終端
５９６  接続
５９８  バッテリー
６００  トラス組立体
６０８  フロアビーム
６１０  シートレール
６２０  支柱
６２２  胴体フレーム部材
６２４  ダクト
６４２  Ｕ形チャネル
７００  トラス組立体
７０４  燃料ライン
７１０  横の末端
７１２  横の末端
７２０  横の末端
８００  トラス組立体
８０２  構造要素
８０４  構造要素
８０６  ベース部分
８０８  伸長部分
８１０  ベース部分
８１２  伸長部分
８１４  第一のオーバーラップ領域
８１６  第二のオーバーラップ領域
８１８  第三のオーバーラップ領域
８３０  トラス組立体
８３２  構造要素
８３４  構造要素
８３８  オーバーラップ領域
８４０  縦方向に伸びるセグメント
８６０  トラス組立体
８７０  セグメント
８７２  ノード
８７４  オープンセル
８７６  グリッド
８７８  グリッド
８８０  グリッド
８８４  グリッド
８８６  グリッド
８８８  グリッド
８９０  セル
８９２  セル
８９４  セル
８９６  ノード
【図１】
2015120499.tif 000003
【図２】
2015120499.tif 000004
【図３】
2015120499.tif 000005
【図４】
2015120499.tif 000006
【図５Ａ】
2015120499.tif 000007
【図５Ｂ】
2015120499.tif 000008
【図５Ｃ】
2015120499.tif 000009
【図５Ｄ】
2015120499.tif 000010
【図５Ｅ】
2015120499.tif 000011
【図５Ｆ】
2015120499.tif 000012
【図６】
2015120499.tif 000013
【図７】
2015120499.tif 000014
【図８】
2015120499.tif 000015
【図９】
2015120499.tif 000016
【図１０Ａ】
2015120499.tif 000017
【図１０Ｂ】
2015120499.tif 000018
【図１０Ｃ】
2015120499.tif 000019
【図１０Ｄ】
2015120499.tif 000020
【図１１】
2015120499.tif 000021
【図１２Ａ】
2015120499.tif 000022
【図１２Ｂ】
2015120499.tif 000023
【図１２Ｃ】
2015120499.tif 000024
【図１３】
2015120499.tif 000025
【図１４】
2015120499.tif 000026
【図１５】
2015120499.tif 000027
【図１６】
2015120499.tif 000028
【図１７】
2015120499.tif 000029
【図１８】
2015120499.tif 000030
【図１９】
2015120499.tif 000031
【図２０】
2015120499.tif 000032
【図２１】
2015120499.tif 000033
【図２２】
2015120499.tif 000034
【図２３】
2015120499.tif 000035
【図２４】
2015120499.tif 000036
【図２５】
2015120499.tif 000037
【図２６】
2015120499.tif 000038
【図２７】
2015120499.tif 000039
【図２８】
2015120499.tif 000040
【外国語明細書】
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