(57)【要約】      （修正有）【課題】テイクオフ中および着陸中に従来のシステムを超える改善された効率を提供するために単一のドライブリンクを利用してフラップ面移動の差動制御を提供する方法およびシステムを提供する。【解決手段】航空機の翼上の後縁高揚力装置を移動するシステムおよび方法を対象とし、より具体的には、航空機の離陸中および着陸中によりよい揚力／抗力特性をもたらすためにインボードフラップ３１２、アウトボードフラップ３１３、およびミッドスパンフラップ３１６を差動的に移動することを対象とする。【選択図】図４
2012126389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する方法であって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合され、前記方法は、
所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定することと、
第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために第１モーターを作動させることであって、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定される、作動させることと、
前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定することと、
前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定することと、
第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために第２モーターを作動させることと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１所望位置および前記第２所望位置は、航空機重量、高度、および対気速度に基づいてさらに判定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１モーターを作動させる前に第１差動ブレーキを係合させることと、
前記第１展開可能揚力デバイスの移動が完了した後に前記第１差動ブレーキを係合解除することと、
前記第２モーターを作動させることと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１差動位置に前記第１現在位置を加算することによって前記第２現在位置を判定すること
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第３展開可能揚力デバイスの第３所望位置から前記第３展開可能揚力デバイスの第３現在位置を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第３総移動量を判定することと、
前記第３総移動量から前記第２総移動量を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第２差動移動量を判定することと、
前記第２差動移動量だけ前記第３展開可能揚力デバイスを移動するために第３モーターを作動させることと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第２差動位置に前記第２現在位置を加算することによって前記第３現在位置を判定すること
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２モーターを作動させる前に第２差動ブレーキを係合させることと、
前記第２展開可能揚力デバイスの移動が完了した後に前記第２差動ブレーキを係合解除することと、
前記第３モーターを作動させることと
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する航空機翼システムであって、
第１展開可能揚力デバイスと、
第２展開可能揚力デバイスであって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、第２展開可能揚力デバイスと、
前記パワードライブリンクに動力を提供する高馬力モーターと、
第１低馬力モーターと、
前記ドライブリンクおよび前記第１低馬力モーターから動力を受け取り、前記第２展開可能揚力デバイスに動力を提供するように構成された第１差動装置と、
所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定し、
第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために前記高馬力モーターを作動させ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定され、
前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定し、
前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定し、
第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにプログラムされたコントローラと
を備えるシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、航空機重量、高度、および対気速度に基づいて前記第１所望位置および前記第２所望位置を判定するようにプログラムされる
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コントローラは、
前記高馬力モーターを作動させる前に第１差動ブレーキを係合させ、
前記第１展開可能揚力デバイスの移動が完了した後に前記第１差動ブレーキを係合解除し、
前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コントローラは、第１差動位置に前記第１現在位置を加算することによって第２現在位置を判定するようにさらにプログラムされる
請求項８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、航空機の翼上の後縁高揚力装置を移動するシステムおよび方法を対象とし、より具体的には、航空機の離陸中および着陸中によりよい揚力／抗力特性をもたらすためにインボードフラップ（ｉｎｂｏａｒｄ  ｆｌａｐ）、アウトボードフラップ（ｏｕｔｂｏａｒｄ  ｆｌａｐ）、およびミッドスパンフラップ（ｍｉｄｓｐａｎ  ｆｌａｐ）を差動的に移動することを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
離陸中および着陸中に、飛行機の翼の後縁に配置された後縁高揚力装置が、増やされた抗力を犠牲にして揚力を生じ、航空機の失速速度を下げるのに利用される。後縁高揚力装置は、収容された位置から展開された位置まで動くことができるフラップなどの面を含む。フラップは、胴体のより近くに配置されたインボードフラップと、胴体からより遠くに配置されたアウトボードフラップと、インボードフラップとアウトボードフラップとの間に配置されたミッドスパンフラップとを含むことができる。
【０００３】
フラップ制御を、航空機内のコントローラによって自動的に、または操縦士がフラップレバーもしくは他の制御デバイスを所望の位置に移動することによって手動で、提供することができる。手動フラップ制御は、伝統的に、レバーを、フラップに特定の位置へ移動させるある戻り止めにセットすることによって提供される。たとえば、操縦士は、フラップレバーを、フラップにその運動の全範囲の２５％だけ移動させる「フラップ５」などの戻り止めにセットすることができる。その後、たとえば、操縦士は、フラップレバーを、フラップにその運動の全範囲の追加の１０％だけ移動させる「フラップ１０」などの戻り止めにセットすることができる。
【０００４】
現在、重量制約および空間制約に起因して、テイクオフ中および着陸中に、ほとんどの航空機は、戻り止めごとに運動の全範囲の同一の増分を用いて、翼上のすべてのフラップ面を一斉に移動する。たとえば、単一のパワードライブユニット（ｐｏｗｅｒ  ｄｒｉｖｅ  ｕｎｉｔ）が、インボードフラップおよびアウトボードフラップ（ならびにミッドスパンフラップが存在する場合にはミッドスパンフラップ）に等しく動力を提供し、この動力は、それらのフラップに、その運動の全範囲の同一の増分まで移動させる。これは、より単純なアーキテクチャを可能にし、単一のパワードライブユニットだけを要求するが、最適未満である。翼形状、フラップの場所、異なる翼場所での異なる気流、および他の要因に起因して、異なるフラップ面の戻り止め位置の間の増分運動の最適量は、同等ではない。したがって、離陸中および着陸中に同一の増分運動にフラップを位置決めすることは、準最適抗力／揚力トレードオフをもたらし、このトレードオフは、低下した効率、増加した燃料費、および飛行経路に起因する増加した雑音挙動につながる。
【０００５】
現在、これらの欠点を補う複数の方法がある。１つの方法は、フラップ面ごとの最適位置の間のどこかの位置である、フラップ面の「トレードオフ」位置または「妥協」位置を判定することである。たとえば、インボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびアウトボードフラップを有する航空機では、アウトボードフラップの最適位置が１０％偏向であるが、ミッドスパンフラップの最適位置が１３％偏向であり、インボードフラップの最適位置が１５％偏向である場合に、「トレードオフ」位置を、すべてのフラップについて１２％偏向とすることができる。このトレードオフは、インボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびアウトボードフラップが同一増分へ移動されるという制限を考慮すると、最良の抗力／揚力トレードオフを提供する。しかし、フラップが、その最適位置にあるのではないので、フラップを差動的に移動することによって、さらなる利益を得ることができるはずである。
【０００６】
この欠点を補う第２の方法は、フラップ面ごとまたはフラップ面の対ごとに１つの、複数の独立のパワードライブユニットを有することである。これは、インボードフラップおよびアウトボードフラップ（ならびにミッドスパンフラップが存在する場合にはミッドスパンフラップ）を最適に位置決めできるという利益をもたらすが、航空機に重量および複雑さを追加する、複数の独立のドライブトレーンに必要な追加の部品および空間を要求する。
【０００７】
飛行のさまざまなフェーズ中にさまざまなフラップを差動的に移動する能力を有する他のシステムが存在する。しかし、離陸および着陸に適当な形でフラップを差動的に移動するように設計されたシステムは、存在しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７７２６６１０号
【特許文献２】米国特許第７４９４０９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、テイクオフ中および着陸中に従来のシステムを超える改善された効率を提供するために単一のドライブリンクを利用してフラップ面移動の差動制御を提供する方法およびシステムの必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願は、単一のパワードライブリンクを使用してフラップ面を差動調整することによって着陸中およびテイクオフ中のよりよい燃料効率を可能にするシステムおよび方法を対象とする。このシステムを、インボードフラップおよびアウトボードフラップを有する翼、インボードフラップ、アウトボードフラップ、およびミッドスパンフラップを有する翼、または任意の個数のフラップ面を有する翼のために実施することができ、あるいは、適当に他の制御面を調整するのに使用することができる。
【００１１】
開示されるシステムは、テイクオフ中および着陸中にフラップの移動を正しく指示するコントローラを有する。コントローラは、フラップレバー位置に基づいてフラップを正しく調整することによって、離陸中および着陸中の最適フラップ移動を作る。このシステムは、現在のフラップ位置に基づいて、フラップレバー位置ごとにテイクオフ中および着陸中の正しいモーター作動量を判定する。これらの判定は、航空機の速度、重量、および高度などの追加情報を使用して行うことができる。
【００１２】
この差動調整は、テイクオフ中および着陸中に「トレードオフ」位置または妥協位置で位置決めされるのではなく、フラップが最適に位置決めされ得るという利益を提供する。これは、燃料効率などの利益を提供する。さらに、利益を、複数のドライブリンクを要求せずに得ることができる。
【００１３】
したがって、翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する方法であって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、方法が提供される。この方法は、所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定することを備える。第１モーターが、第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために作動させられ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定される。前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量が、前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって判定される。第１差動移動量が、前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって判定される。第２モーターが、第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために作動させられる。
【００１４】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する航空機翼システムも、提供される。このシステムは、第１展開可能揚力デバイスと、第２展開可能揚力デバイスであって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、第２展開可能揚力デバイスと、前記パワードライブリンクに動力を提供する高馬力モーターと、第１低馬力モーターと、前記ドライブリンクおよび前記第１低馬力モーターから動力を受け取り、前記第２展開可能揚力デバイスに動力を提供するように構成された第１差動装置と、コントローラとを備える。コントローラは、所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定し、第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために前記高馬力モーターを作動させ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定され、前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定し、前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定し、第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために前記第１低馬力モーターを作動させるようにプログラムされる。
【００１５】
第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する航空機翼システムを使用する航空機も提供される。この航空機は、航空機本体と、第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを有する翼であって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、翼と、前記パワードライブリンクに動力を提供する高馬力モーターと、第１低馬力モーターと、前記ドライブリンクおよび前記第１低馬力モーターから動力を受け取り、前記第２展開可能揚力デバイスに動力を提供するように構成された第１差動装置と、コントローラとを備える。コントローラは、所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定し、第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために前記高馬力モーターを作動させ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定され、前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定し、前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定し、第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために前記第１低馬力モーターを作動させるようにプログラムされる。
【００１６】
述べられた特徴、機能、および利益を、本明細書で開示されるさまざまな実施形態で独立に達成することができ、あるいは、他の実施形態で組み合わせることができ、これらの実施形態のさらなる詳細は、次の説明および図面を参照して知ることができる。本明細書で開示される実施形態の他の特徴および利益を、図面を参照して次の「発明を実施するための形態」で説明する。
【００１７】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する方法であって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合され、前記方法は、
所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定することと、
第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために第１モーターを作動させることであって、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定される、作動させることと、
前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定することと、
前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定することと、
第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために第２モーターを作動させることと
を備える、方法。
【００１８】
前記第１所望位置および前記第２所望位置は、航空機重量、高度、および対気速度に基づいてさらに判定される
方法。
【００１９】
前記第１モーターを作動させる前に第１差動ブレーキを係合させることと、
前記第１展開可能揚力デバイスを移動することが完了した後に前記第１差動ブレーキを係合解除することと、
前記第２モーターを作動させることと
をさらに備える、方法。
【００２０】
第１差動位置に前記第１現在位置を加算することによって前記第２現在位置を判定すること
をさらに備える、方法。
【００２１】
第３展開可能揚力デバイスの第３所望位置から前記第３展開可能揚力デバイスの第３現在位置を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第３総移動量を判定することと、
前記第３総移動量から前記第２総移動量を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第２差動移動量を判定することと、
前記第２差動移動量だけ前記第３展開可能揚力デバイスを移動するために第３モーターを作動させることと
をさらに備える、方法。
【００２２】
第２差動位置に前記第２現在位置を加算することによって前記第３現在位置を判定すること
をさらに備える、方法。
【００２３】
前記第２モーターを作動させる前に第２差動ブレーキを係合させることと、
前記第２展開可能揚力デバイスを移動することが完了した後に前記第２差動ブレーキを係合解除することと、
前記第３モーターを作動させることと
をさらに備える、方法。
【００２４】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する航空機翼システムであって、
第１展開可能揚力デバイスと、
第２展開可能揚力デバイスであって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、第２展開可能揚力デバイスと、
前記パワードライブリンクに動力を提供する高馬力モーターと、
第１低馬力モーターと、
前記ドライブリンクおよび前記第１低馬力モーターから動力を受け取り、前記第２展開可能揚力デバイスに動力を提供するように構成された第１差動装置と、
所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定し、
第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために前記高馬力モーターを作動させ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定され、
前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定し、
前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定し、
第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにプログラムされたコントローラと
を備えるシステム。
【００２５】
前記コントローラは、航空機重量、高度、および対気速度に基づいて前記第１所望位置および前記第２所望位置を判定するようにプログラムされる
システム。
【００２６】
前記コントローラは、
前記高馬力モーターを作動させる前に第１差動ブレーキを係合させ、
前記第１展開可能揚力デバイスを移動することが完了した後に前記第１差動ブレーキを係合解除し、
前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
システム。
【００２７】
前記コントローラは、第１差動位置に前記第１現在位置を加算することによって第２現在位置を判定するようにさらにプログラムされる
システム。
【００２８】
第３展開可能揚力デバイス
をさらに備え、前記コントローラは、
第３所望位置から前記第３展開可能揚力デバイスの第３現在位置を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第３総移動量を判定し、
前記第３総移動量から前記第２総移動量を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第２差動移動量を判定し、
前記第２差動移動量だけ前記第３展開可能揚力デバイスを移動するために第２低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
システム。
【００２９】
前記コントローラは、第２差動位置に前記第２現在位置を加算することによって前記第３現在位置を判定するようにさらにプログラムされる
システム。
【００３０】
前記コントローラは、
前記第１低馬力モーターを作動させる前に第２差動ブレーキを係合させ、
前記第２展開可能揚力デバイスを移動することが完了した後に前記第２差動ブレーキを係合解除し、前記第１差動ブレーキを係合させ、
前記第２低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
システム。
【００３１】
翼上の第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを差動的に調整する航空機翼システムを使用する航空機であって、
航空機本体と、
第１展開可能揚力デバイスおよび第２展開可能揚力デバイスを有する翼であって、前記第１展開可能揚力デバイスおよび前記第２展開可能揚力デバイスは、単一のパワードライブリンクに結合される、翼と、
前記パワードライブリンクに動力を提供する高馬力モーターと、
第１低馬力モーターと、
前記ドライブリンクおよび前記第１低馬力モーターから動力を受け取り、前記第２展開可能揚力デバイスに動力を提供するように構成された第１差動装置と、
所望位置信号に基づいて、前記第１展開可能揚力デバイスの第１所望位置および前記第２展開可能揚力デバイスの第２所望位置を判定し、
第１総移動量だけ前記第１展開可能揚力デバイスを移動するために前記高馬力モーターを作動させ、前記第１総移動量は、前記第１所望位置から前記第１展開可能揚力デバイスの第１現在位置を減算することによって判定され、
前記第２所望位置から前記第２展開可能揚力デバイスの第２現在位置を減算することによって前記第２展開可能揚力デバイスの第２総移動量を判定し、
前記第２展開可能揚力デバイスが移動する前記総量から前記第１移動量を減算することによって第１差動移動量を判定し、
第１差動移動量だけ前記第２展開可能揚力デバイスを移動するために前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにプログラムされたコントローラと
を備える航空機。
【００３２】
前記コントローラは、航空機重量、高度、および対気速度に基づいて前記第１所望位置および前記第２所望位置を判定するようにプログラムされる
システム。
【００３３】
前記コントローラは、
前記高馬力モーターを作動させる前に第１差動ブレーキを係合させ、
前記第１展開可能揚力デバイスを移動することが完了した後に前記第１差動ブレーキを係合解除し、
前記第１低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
システム。
【００３４】
前記コントローラは、第１差動位置に前記第１現在位置を加算することによって第２現在位置を判定するようにさらにプログラムされる
システム。
【００３５】
第３展開可能揚力デバイス
をさらに備え、前記コントローラは、
第３所望位置から前記第３展開可能揚力デバイスの第３現在位置を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第３総移動量を判定し、
前記第３総移動量からから前記第２総移動量を減算することによって前記第３展開可能揚力デバイスの第２差動移動量を判定し、
前記第２差動移動量だけ前記第３展開可能揚力デバイスを移動するために第２低馬力モーターを作動させる
ようにさらにプログラムされる
システム。
【００３６】
前記コントローラは、第２差動位置に前記第２現在位置を加算することによって前記第３現在位置を判定するようにさらにプログラムされる
システム。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】最大高度境界および最大速度境界内で動作する通常の飛行機飛行と、本明細書で開示されるシステムの実施形態によるフラップの差動制御のためのターゲット飛行動作包絡線とを示すグラフである。
【図２】翼および尾翼上の通常の飛行機の制御可能なキャンバ面の全体的な眺めを示す図である。
【図３】インボードフラップおよびアウトボードフラップを含む翼の制御可能なキャンバ面の詳細な眺めを示す図である。
【図４】インボードフラップ、アウトボードフラップ、およびミッドスパンフラップを含む翼の制御可能なキャンバ面の詳細な眺めを示す図である。
【図５】テイクオフ中および着陸中のインボードフラップ位置およびアウトボードフラップ位置に動作可能に接続され、制御する、制御システムの実施形態を示す図である。
【図６】テイクオフ中および着陸中のインボードフラップ位置、アウトボードフラップ位置、およびミッドスパンフラップ位置に動作可能に接続され、制御する、制御システムの実施形態を示す図である。
【図７】アウトボードフラップに関するインボードフラップの差動運動を達成するために、モーター、ブレーキ、ならびに主制御デバイスおよび差動制御デバイス内の他の部品を作動させるステップを示す図である。
【図８】アウトボードフラップに関するインボードフラップおよびミッドスパンフラップの差動運動を達成するために、モーター、ブレーキ、ならびに主制御デバイスおよび差動制御デバイス内の他の部品を作動させるステップを示す図である。
【図９】テイクオフ中および着陸中にフラップレバー位置に基づいてインボードフラップおよびアウトボードフラップを制御する移動量を判定する制御則を示すブロック図である。
【図１０】テイクオフ中および着陸中にフラップレバー位置に基づいてインボードフラップ、アウトボードフラップ、およびミッドスパンフラップを制御する移動量を判定する制御則を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
下では図面を参照するが、図面では、異なる図の同様の要素が、同一の符号を担持する。
【００３９】
次の詳細な説明では、本開示の完全な理解を提供するために、特定の応用環境での例としてある種の好ましい実施形態を説明する。本開示の分野の当業者に一般に既知の方法、手順、コンポーネント、または機能は、本開示の簡潔な説明を不必要に不明瞭にすることがないように、詳細には説明しない。ある種の特定の実施形態または例は、例示のみのために与えられ、当業者は、本開示の教示を、他の類似する応用例もしくは環境で、および／または例示的実施形態の他の類似するまたは同等の変形形態を用いて実践できることを認めるであろう。
【００４０】
これに続く詳細な説明のいくつかの部分は、手続き、ステップ、論理ブロック、処理、およびコンピュータメモリ内の動作の他の記号表現で提示される。これらの説明および表現は、当業者が彼らの仕事の実質を他の当業者に最も有効に伝えるのに使用する手段である。手続き、コンピュータ実行されるステップ、論理ブロック、プロセスなどは、本明細書でおよび一般に、所望の結果につながるステップまたは命令の自己完結的シーケンスと考えられる。ステップは、物理的量の物理的操作を要求するステップである。必ずではないが通常、これらの量は、格納され、転送され、組み合わされ、比較され、コンピュータシステム内で他の形で操作されることが可能な電気信号または磁気信号の形をとる。
【００４１】
そうではないと特に述べられない限り、次の議論から明白であるように、本開示全体で、「処理」、「コンピューティング」、「変換」、「計算」、「判定」、「表示」、「認識」、または類似物などの用語を利用する議論が、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的（電子）量として表されたデータを操作し、コンピュータシステムメモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶デバイス、情報伝送デバイス、もしくは情報表示デバイス内の物理的量として同様に表される他のデータに変換する、コンピュータシステムまたは類似する電子コンピューティングデバイスのアクションおよびプロセスを指すことを了解されたい。
【００４２】
本明細書で開示される教示の基本的な実施態様を、これから、テイクオフ中および着陸中のフラップ面の差動調整のシステムの例示的実施形態を示すために説明する。例の実施形態は、両方が参照によって本明細書に組み込まれている、米国特許第７７２６６１０号、名称「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｗｉｎｇ  Ｈｉｇｈ  Ｌｉｆｔ  Ｄｅｖｉｃｅ」および米国特許第７４９４０９４号、名称「Ａｉｒｃｒａｆｔ  Ｗｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｄｅｐｌｏｙａｂｌｅ  Ｌｉｆｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」に記載のシステムに対するアドオン制御モジュールとして実施される。これらの特許は、インボードフラップおよびアウトボードフラップを有する航空機で実施されるシステムを説明するものである。本開示の教示の実施態様は、３つ以上のフラップ面を差動制御するシステム、たとえばインボードフラップ、アウトボードフラップ、およびミッドスパンフラップを有する航空機に関しても説明される。
【００４３】
図１を参照すると、例示的実施形態は、図示の境界パラメータによって定義される飛行包絡線内で動作することが意図されている。飛行包絡線の最大高度境界は、テイクオフおよび着陸のために揚力を増やすためにフラップが展開される最大高度（ＡＬＴｍａｘ）である。最小高度境界は、飛行機がそこから動作するように設計された最も低い空港の高度である。システムがその中で動作する最大速度境界は、離陸または着陸のためにフラップが展開される最大速度（ＳＰＥＥＤｍａｘ）である。最小速度境界は、０ノットである。
【００４４】
図２を参照すると、通常の商用定期航空機の全体図が、翼１１０、翼トレーリングエッジデバイス１１１、翼前縁デバイス１１６、水平尾翼１０６、および尾翼昇降舵１０５を含むその制御可能なキャンバ面を示す。この例示的実施形態は、テイクオフおよび着陸飛行包絡線内で最適セッティングを提供するためにトレーリングエッジデバイス１１１を調整するように動作可能である。
【００４５】
図３を参照すると、詳細図が、翼１１０、翼トレーリングエッジデバイス１１１、および翼前縁デバイス１１６を含む通常の翼キャンバ面を示す。具体的に言うと、翼トレーリングエッジデバイス１１１は、インボードトレーリングエッジフラップ２１２、インボードロール制御フラップデバイス２１５、アウトボードトレーリングエッジフラップ２１３、アウトボードロール制御フラップデバイス２１４、およびスポイラ２２２を含む。フラップデバイス２１２および２１３のキャンバ特性を、最適効率を提供するためにテイクオフ中および着陸中に適当に調整することができる。
【００４６】
図４を参照すると、詳細図が、代替の翼後縁デバイス３１１を示す代替の翼３１０実施形態を示す。翼トレーリングエッジデバイス３１１は、アウトボードトレーリングエッジフラップ３１３、ミッドスパントレーリングエッジフラップ３１６、およびインボードトレーリングエッジフラップ３１２、ならびにインボードロール制御フラップデバイス３１５およびアウトボードロール制御フラップデバイス３１４を含む。フラップデバイス３１２、３１３、および３１６のキャンバ特性を、最適効率を提供するためにテイクオフ中および着陸中に適当に調整することができる。
【００４７】
図５を参照し、テイクオフおよび着陸飛行包絡線内でインボードフラップおよびアウトボードフラップを差動的に移動するための、本願の制御則を実施するように構成された制御システム４２０を、図示し、説明する。制御システム４２０を、たとえば図３に示された翼を制御するために実施することができる。
【００４８】
コントローラ４２３は、入力を受け入れ、入力を処理し、フラップ位置を調整するモーターおよび他のデバイスを制御する出力コマンドを入力に応答して提供する、メモリおよびマイクロプロセッサを含む電子タイプまたは他のタイプの制御デバイスとすることができる。コントローラ４２３は、中央制御デバイス４３０および２つの差動制御デバイス４４０に動作可能に結合される。コントローラ４２３は、自動入力４２５および操作員入力４２４を受け取る。操作員入力は、フラップレバー４６０から判定されるフラップレバー位置読み４６２を含むことができる。自動入力は、左差動位置４６４、右差動位置４６６、およびインボードフラップ位置４６８を含むことができる。左差動位置４６４および右差動位置４６６は、絶対値である、すなわち、これらは、差動モーター４５５が「０」位置から移動した絶対量を表す。そのような「絶対」位置を測定できるデバイスは、回転可変差動変圧器、レゾルバ、または光エンコーダなどのロータリセンサを含む。自動入力は、飛行機重量４６７、飛行機高度４６９、および対気速度４７１をも含むことができる。テイクオフ中および着陸中に、コントローラ４２３は、インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３の最適移動を判定し、中央制御デバイス４３０および差動制御デバイス４４０に適当に指示する。
【００４９】
中央制御デバイス４３０は、それぞれがドライブリンク４５３に動力を与える主モーター４５１および代替モーター４５２を有する。中央制御デバイス４３０は、それぞれ主モーター４５１および代替モーター４５２の運動を選択的に抑制する主ブレーキ４３１および代替ブレーキ４３２をも有する。ドライブリンク４５３に提供される動力を、差動装置４４１を介してアウトボードフラップ２１３に伝達することもできる。
【００５０】
アウトボードフラップ２１３の差動制御を提供する差動制御デバイス４４０が、設けられる。差動制御デバイス４４０は、好ましくは、差動モーター４５５、差動ブレーキ４４２、差動装置４４１、および範囲リミッタ４４３を有する。範囲リミッタ４４３を、物理デバイスとすることができ、あるいは、コントローラ４２３内または別の制御デバイス内のプログラムされた命令で実施することができる。
【００５１】
差動モーター４５５は、インボードフラップとアウトボードフラップとの間の差動運動を引き起こすために差動装置４４１に動力を提供する。差動装置４４１は、差動モーター４５５とドライブリンク４５３との両方から動力を受け取ることができ、インボードフラップ２１２、アウトボードフラップ２１３、またはその両方に動力を分配することができる。したがって、差動装置４４１は、ドライブリンク４５３の性質に応じて、遊星歯車デバイスもしくは他の適切な機械的差動装置、または類似する油圧デバイスもしくは電気デバイスを含むことができる。範囲リミッタ４４３は、ある固定された境界を超えるインボードフラップ２１２に対する相対的なアウトボードフラップ２１３の差動運動を防ぐ。上で述べたように、この範囲を制限する機能を、コントローラ４２３または他のプログラム可能制御デバイスのプログラミング内で全体的にまたは部分的に実施することができ、別々の物理的構造として実施する必要はない。
【００５２】
差動ブレーキ４４２が係合される時に、差動ブレーキ４４２は、差動制御デバイス４４０が固定された歯数比を有するパススルーギアボックスとして働くように、インボードフラップ２１２に関するアウトボードフラップ２１３の差動運動を防ぐ。この状況では、インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３は、同一の量だけ動く。
【００５３】
差動ブレーキ４４２が係合されない時に、差動モーター４５５を利用して、インボードフラップ２１２に対して相対的に差動的にアウトボードフラップ２１３を移動することができる。主モーター４５１が、ある方向でドライブリンク４５３に動力を提供しており、差動モーター４５５が、同一方向で動力を提供している場合には、アウトボードフラップ２１３は、同一方向に、インボードフラップ２１２より大きく動く。その一方で、主モーター４５１が、ある方向でドライブリンク４５３に動力を提供しており、差動モーター４５５が、反対方向で動力を提供している場合には、アウトボードフラップ２１３は、同一方向に、インボードフラップ２１２より小さく動く。
【００５４】
アウトボードブレーキ４４４を使用して、ドライブリンク４５３のアウトボードセクションの運動を防ぐことができ、したがって、インボードフラップ２１２が運動している間のアウトボードフラップ２１３の運動を防ぐことができる。アウトボードブレーキ４４４が、差動ブレーキが係合解除され、差動モーターが係合されている間に係合される場合には、差動モーター４５５は、アウトボードフラップ２１３が静止したままである間にインボードフラップ２１２を移動する。アウトボードブレーキ４４４は、物理的に別々の場所に図示されているが、アウトボードブレーキ４４４を、差動制御デバイス４４０内に含めることができる。
【００５５】
重量および空間を節約するために、差動モーター４５５を、主モーター４５１および／または代替モーター４５２より低馬力のモーターとすることができる。一例として、主モーター４５１を、４０Ｈｐの馬力を有する高馬力油圧モーターとすることができ、差動モーター４５５を、３Ｈｐのはるかにより低馬力の電気モーターとすることができる。他のタイプのモーターを使用できることと、説明されたタイプが単に例示であることを認められたい。異なる馬力量を有するモーターを使用することの目的は、翼上の占められる空間および構造の重量を減らすことである。
【００５６】
図６を参照し、テイクオフおよび着陸飛行包絡線内でインボードフラップ、アウトボードフラップ、およびミッドスパンフラップを差動的に移動するための、本願の制御則を実施するように構成された制御システム６００を、図示し、説明する。制御システム６００を、たとえば図４に示された翼を制御するために実施することができる。
【００５７】
コントローラ６２３は、入力を受け入れ、入力を処理し、フラップ位置を調整するモーターおよび他のデバイスを制御する出力コマンドを入力に応答して提供する、メモリおよびマイクロプロセッサを含む電子タイプまたは他のタイプの制御デバイスとすることができる。
【００５８】
コントローラ６２３は、中央制御デバイス６３０、ミッドスパン差動制御デバイス６５０、およびアウトボード差動制御デバイス６４０に動作可能に結合される。コントローラ６２３は、自動入力６２５および操作員入力６２４を受け取る。操作員入力６２４は、フラップレバー６６０から判定されるフラップレバー位置読み６６２を含むことができる。自動入力は、左アウトボード差動位置６７６、右アウトボード差動位置６８０、左ミッドスパン差動位置６７７、右ミッドスパン差動位置６７９、およびインボードフラップ位置６７８を含むことができる。図５に関して説明された実施形態と同様に、差動位置６７６、６７７、６７９、および６８０は、初期「０」位置からのミッドスパン差動モーター６５５およびアウトボード差動モーター６４４の絶対移動を表す。そのような「絶対」位置を測定できるデバイスは、回転可変差動変圧器、レゾルバ、または光エンコーダなどのロータリセンサを含む。自動入力は、飛行機重量６６７、飛行機高度６６９、および対気速度６７１をも含むことができる。テイクオフ中および着陸中に、コントローラ６２３は、インボードフラップ３１２、アウトボードフラップ３１３、およびミッドスパンフラップ３１６の最適移動を判定し、中央制御デバイス６３０、アウトボード差動制御デバイス６４０、およびミッドスパン差動制御デバイス６５０に適当に指示する。
【００５９】
中央制御デバイス６３０は、それぞれがドライブリンク６４５に動力を与える主モーター６３３および代替モーター６３４を有する。中央制御デバイス６３０は、それぞれ主モーター６３３および代替モーター６３４の運動を選択的に抑制する主ブレーキ６３１および代替ブレーキ６３２をも有する。ドライブリンク６４５に提供される動力を、ミッドスパンフラップ３１６およびアウトボードフラップ３１３に伝達することもできる。
【００６０】
インボードフラップ３１２に対する相対的なミッドスパンフラップ３１６の差動制御を提供するミッドスパン差動制御デバイス６５０が、設けられる。ミッドスパン差動制御デバイス６５０は、好ましくは、ミッドスパン差動モーター６５５、ミッドスパン差動ブレーキ６５２、ミッドスパン差動装置６５１、およびミッドスパン範囲リミッタ６５３を有する。ミッドスパン範囲リミッタ６５３を、物理デバイスとすることができ、あるいは、コントローラ６２３内または別の制御デバイス内のプログラムされた命令で実施することができる。
【００６１】
ミッドスパン差動モーター６５５は、インボードフラップ３１２とミッドスパンフラップ３１６との間の差動運動を引き起こすためにミッドスパン差動装置６５１に動力を提供する。この差動運動を、アウトボード制御デバイス６４０の状態に応じてアウトボードフラップ３１３に伝達することができる。これを、下で図１０に関してさらに詳細に説明する。ミッドスパン差動装置６５１は、ミッドスパン差動モーター６５５とドライブリンク６４５との両方から動力を受け取ることができ、インボードフラップ３１２、アウトボードフラップ３１３、ミッドスパンフラップ３１６、またはその任意の組合せに動力を分配することができる。したがって、ミッドスパン差動装置６５１は、ドライブリンク６４５の性質に応じて、遊星歯車デバイスもしくは他の適切な機械的差動装置、または類似する油圧デバイスもしくは電気デバイスを含むことができる。ミッドスパン範囲リミッタ６５３は、ある固定された境界を超えるインボードフラップ３１２および／またはアウトボードフラップ３１３に対する相対的なミッドスパンフラップ３１６の差動運動を防ぐ。上で述べたように、この範囲を制限する機能を、コントローラ６２３または他のプログラム可能制御デバイスのプログラミング内で全体的にまたは部分的に実施することができ、別々の物理的構造として実施する必要はない。
【００６２】
ミッドスパン差動ブレーキ６５２が係合される時に、ミッドスパン差動ブレーキ６５２は、ミッドスパン差動制御デバイス６５０が固定された歯数比を有するパススルーギアボックスとして働くように、インボードフラップ３１２に関するミッドスパンフラップ３１６の差動運動を防ぐ。この状況では、ミッドスパンフラップ３１６およびインボードフラップ３１２は、同一の量だけ動く。ミッドスパン差動ブレーキ６５２の係合は、アウトボードフラップ３１３がミッドスパンフラップ３１６またはインボードフラップ３１２と同一の量だけ動くことを伴わない。
【００６３】
ミッドスパン差動ブレーキ６５２が係合されない時に、ミッドスパン差動モーター６５５を利用して、ミッドスパンフラップ３１６およびインボードフラップ３１２を差動的に移動することができる。主モーター６３３が、ある方向でドライブリンク６４５に動力を提供しており、ミッドスパン差動モーター６５５が、同一の方向で動力を提供している場合に、ミッドスパンフラップ３１６は、同一の方向で、インボードフラップ３１２より大きく動く。その一方で、主モーター６３３が、ある方向でドライブリンク６４５に動力を提供しており、ミッドスパン差動モーター６５５が、反対の方向で動力を提供している場合に、ミッドスパンフラップ３１６は、同一の方向で、インボードフラップ３１２より小さく動く。
【００６４】
アウトボードフラップ３１３の差動制御を提供するアウトボード差動制御デバイス６４０が、設けられる。アウトボード差動制御デバイス６４０は、好ましくは、アウトボード差動モーター６４４、アウトボード差動ブレーキ６４２、アウトボード差動装置６４１、およびアウトボード範囲リミッタ６４３を有する。アウトボード範囲リミッタ６４３を、物理デバイスとすることができ、あるいは、コントローラ６２３内または別の制御デバイス内のプログラムされた命令で実施することができる。
【００６５】
アウトボード差動モーター６４４は、ミッドスパンフラップ３１６とアウトボードフラップ３１３との間の差動運動を引き起こすためにアウトボード差動装置６４１に動力を提供する。アウトボード差動装置６４１は、アウトボード差動モーター６４４とドライブリンク６４５との両方から動力を受け取ることができ、ミッドスパン差動装置６５１、アウトボードフラップ３１３、またはその両方に動力を分配することができる。したがって、アウトボード差動装置６４１は、ドライブリンク６４５の性質に応じて、遊星歯車デバイスもしくは他の適切な機械的差動装置、または類似する油圧デバイスもしくは電気デバイスを含むことができる。アウトボード範囲リミッタ６４３は、ある固定された境界を超えるミッドスパンフラップ３１６に対する相対的なアウトボードフラップ３１３の差動運動を防ぐ。上で述べたように、この範囲を制限する機能を、コントローラ６２３または他のプログラム可能制御デバイスのプログラミング内で全体的にまたは部分的に実施することができ、別々の物理的構造として実施する必要はない。上で説明したように、ミッドスパン差動装置６５１が、アウトボードフラップ３１３に動力を提供することができるので、アウトボードフラップ３１３の運動は、ミッドスパン差動制御デバイス６５０と主制御デバイス６３０との間の相互作用に依存する。
【００６６】
アウトボード差動ブレーキ６４２が係合される時に、アウトボード差動ブレーキ６４２は、アウトボード差動制御デバイス６４０が固定された歯数比を有するパススルーギアボックスとして働くように、ミッドスパンフラップ３１６に関するアウトボードフラップ３１３の差動運動を防ぐ。この状況では、ミッドスパンフラップ３１６およびアウトボードフラップ３１３は、同一の量だけ動く。
【００６７】
アウトボード差動ブレーキ６４２が係合されない時に、アウトボード差動モーター６４４を利用して、アウトボードフラップ３１３を差動的に移動することができる。アウトボードフラップ３１３は、ミッドスパン差動装置６５１とアウトボード差動モーター６４４との両方から動力を受け取ることができる。
【００６８】
ドライブリンク６４５が、ある方向で動力を提供しており、アウトボード差動モーター６４４が、同一の方向で動力を提供している場合に、アウトボードフラップ３１３は、同一の方向で、ミッドスパンフラップ３１６より大きく動く。その一方で、ミッドスパン差動装置６５１が、ある方向で動力を提供しており、アウトボード差動モーター６４４が、反対の方向で動力を提供している場合に、アウトボードフラップ３１３は、同一の方向で、ミッドスパンフラップ３１６より小さく動く。
【００６９】
アウトボードブレーキ６４６を使用して、ドライブリンク６４５のアウトボードセクションの運動を防ぐことができ、したがって、インボードフラップ３１２および／またはミッドスパンフラップ３１６が運動している間にアウトボードフラップ３１３の運動を防ぐことができる。アウトボードブレーキ６４６が、アウトボード差動ブレーキ６４２が係合解除され、アウトボード差動モーター６４４が係合されている間に係合される場合には、アウトボード差動モーター６４４は、アウトボードフラップ３１３が静止したままである間にミッドスパンフラップ３１６および／またはインボードフラップ３１２に動力を提供することができる。アウトボードブレーキ６４６は、物理的に別々の場所に図示されているが、アウトボードブレーキ６４６を、アウトボード差動制御デバイス６４０内に含めることができる。
【００７０】
したがって、差動運動は、中央制御デバイス６３０、アウトボード差動制御デバイス６４０、およびミッドスパン差動制御デバイス６５０の組合せによって提供される。
【００７１】
重量および空間を節約するために、ミッドスパン差動モーター６５５および／またはアウトボード差動モーター６４４を、主モーター６３３および／または代替モーター６３４より低馬力のモーターとすることができる。一例として、主モーター６３３を、４０Ｈｐの馬力を有する高馬力油圧モーターとすることができ、ミッドスパン差動モーター６５５および／またはアウトボード差動モーター６４４を、３Ｈｐのはるかにより低馬力の電気モーターとすることができる。他のタイプのモーターを使用できることと、説明されたタイプが単に例示であることを認められたい。異なる馬力量を有するモーターを使用することの目的は、翼上の占められる空間および構造の重量を減らすことである。
【００７２】
図７を参照すると、アウトボードフラップおよびインボードフラップを差動的に制御するために実行されるステップの図が示されている。これらのステップを、たとえば、それぞれ図３および５に示された翼および制御システム上で実施することができる。異なる部品を作動させて、インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３をその最適位置に持ってくることができる。インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３を差動的に移動するために、差動モーター４５５を作動させることができる。左右のアウトボードフラップ面を異なる位置に移動するために、各翼の差動制御デバイス４４０を別々に制御できることを理解されたい。
【００７３】
ステップ７０２では、フラップレバー位置が変化し、フラップ位置の変更が望まれることを示す信号４６２をコントローラ４２３に提供する。フラップレバー４６０から発するものとして図示されているが、フラップレバー信号４６２が、フラップに手動で指令するのに使用される他の物理デバイスなどの他の構造もしくはデバイスから、またはフラップ位置を自動的に指令することのできる自動システムから（たとえば、操縦士が、フラップが設計された対気速度を超える対気速度まで加速する場合にフラップを自動的に再調整する「フラップロードリリーフ（ｆｌａｐ  ｌｏａｄ  ｒｅｌｉｅｆ）」システムから）来る可能性があることを理解されたい。
【００７４】
ステップ７０４では、インボードフラップおよびアウトボードフラップの新しい所望の（または「理想的な」）フラップ位置を、ルックアップテーブルから判定する。ルックアップテーブルは、フラップレバー位置信号（または「所望の位置信号」）４６２を入力として受け入れ、理想的なフラップ位置をより正確に判定するために飛行機重量、飛行機高度、および／または対気速度を受け入れることもできる。最適フラップ面位置を判定するのを助けることができる他の変数を、ルックアップテーブルへの入力として使用することができ、ルックアップテーブルは、離陸中および着陸中のフラップレバー位置を与えられて理想的なフラップ面位置を提供するという目的のために働く。理想的なフラップ位置を判定する他の方法を使用することもできる。
【００７５】
ステップ７０６では、左アウトボード差動モーター、右アウトボード差動モーター、および主モーターの現在位置を判定する。これらの位置を判定するゲージまたは他のデバイスを使用することができる。
【００７６】
ステップ７０８では、各モーターの移動増分を判定する。これを、図９に関してさらに詳細に説明する。
【００７７】
ステップ７１０では、すべてのモーターに、速度を０にするように指令する。ステップ７１２では、主モーターがドライブリンク４５３に動力を与えることを可能にし、アウトボードフラップ２１３がインボードフラップ２１２に関して移動することを可能にするために、主ブレーキ、左差動ブレーキ、右差動ブレーキ、およびアウトボードブレーキを解放する。
【００７８】
ステップ７１４では、左アウトボードモーター、右アウトボードモーター、および主モーターに、ステップ７０８で判定された量だけ移動するように指令する。ステップ７１６では、主ブレーキ、左差動ブレーキ、右差動ブレーキ、およびアウトボードブレーキを再係合し、すべてのフラップ面の運動を防ぐ。
【００７９】
図８を参照すると、アウトボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびインボードフラップを差動的に制御する制御則によって実行されるステップの図が示されている。これらのステップを、たとえば、それぞれ図４および６に示された翼および制御システム上で実施することができる。異なる部品を作動させて、インボードフラップ３１２、ミッドスパンフラップ３１６、およびアウトボードフラップ３１３をその最適位置に持ってくることができる。インボードフラップ３１２、ミッドスパンフラップ３１６、およびアウトボードフラップ３１３を差動的に移動するために、差動モーター６５５および６４４を作動させることができる。
【００８０】
ステップ８０２では、フラップレバー位置が変化し、フラップ位置の変更が望まれることを示す信号６６２をコントローラ６２３に提供する。フラップレバー６６０から発するものとして図示されているが、フラップレバー信号６６２が、フラップに手動で指令するのに使用される他の物理デバイスなどの他の構造もしくはデバイスから、またはフラップ位置を自動的に指令することのできる自動システムから来る可能性があることを理解されたい。
【００８１】
ステップ８０４では、インボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびアウトボードフラップの新しい所望の（または「理想的な」）フラップ位置を、ルックアップテーブルから判定する。ルックアップテーブルは、フラップレバー位置信号（または「所望の位置信号」）６６２を入力として受け入れ、理想的なフラップ位置をより正確に判定するために飛行機重量、飛行機高度、および／または対気速度を受け入れることもできる。最適フラップ面位置を判定するのを助けることができる他の変数を、ルックアップテーブルへの入力として使用することができ、ルックアップテーブルは、離陸中および着陸中のフラップレバー位置を与えられて理想的なフラップ面位置を提供するという目的のために働く。理想的なフラップ位置を判定する他の方法を使用することもできる。
【００８２】
ステップ８０６では、左アウトボード差動モーター、右アウトボード差動モーター、左ミッドスパンモーター、右ミッドスパンモーター、および主モーターの現在位置を判定する。これらの位置を判定するゲージまたは他のデバイスを使用することができる。
【００８３】
ステップ８０８では、各モーターの移動増分を判定する。これを、図１０に関してさらに詳細に説明する。
【００８４】
ステップ８１０では、すべてのモーターに、速度を０にするように指令する。ステップ８１２では、主モーターがドライブリンクに動力を与えることを可能にし、アウトボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびインボードフラップがお互いに関して移動することを可能にするために、主ブレーキ、左アウトボード差動ブレーキ、右アウトボード差動ブレーキ、左ミッドスパン差動ブレーキ、右ミッドスパン差動ブレーキ、およびアウトボードブレーキを解放する。
【００８５】
ステップ８１４では、左アウトボード差動モーター、右アウトボード差動モーター、左ミッドスパン差動モーター、右ミッドスパン差動モーター、および主モーターに、ステップ８０８で判定された量だけ移動するように指令する。ステップ８１６では、主ブレーキ、左アウトボード差動ブレーキ、右アウトボード差動ブレーキ、左ミッドスパン差動ブレーキ、右ミッドスパン差動ブレーキ、およびアウトボードブレーキを再係合し、すべてのフラップ面の運動を防ぐ。
【００８６】
ここで図９および１０を参照して、アウトボードフラップ、インボードフラップ、および存在する場合にミッドスパンフラップの変位量を判定する制御則を開示する。本明細書で説明される制御則は、コントローラ４２３またはコントローラ６２３によって実行されるコンピュータ命令として実施されるように設計される。一般的に行って、制御則は、主モーター、ミッドスパンモーター、および／またはアウトボードモーターのそれぞれがアウトボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびインボードフラップに提供しなければならない変位の量を判定する。
【００８７】
これらの制御則は、モーターのそれぞれの作動が複数のフラップを移動できるという事実を考慮に入れて、各モーターに移動の適当な量を提供するように設計される。一例として、差動制御デバイスの構成に応じて、主モーターは、インボードフラップおよびアウトボードフラップに移動させることができ、ミッドスパンフラップにある量だけ移動させることもできる。各モーターによって各フラップに提供される運動に関するより多くの情報を、図９および１０に関して下でより詳細に説明する。
【００８８】
制御則は、入力がインボードフラップ位置、ミッドスパン差動位置、およびアウトボード差動位置であると企図するが、制御則ヘの他の入力を提供できることに留意されたい。たとえば、現在のアウトボード位置５１６、１００８または現在のミッドスパン位置１００４を計算するのではなく、これらの位置を測定し、制御則に直接に提供することができる。
【００８９】
図９を参照すると、インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３の変位量を判定する制御論理を示す機能ブロック図が示されている。この機能ブロック図を、それぞれ図３、５、および７の翼、制御システム、および方法に使用することができる。このブロック図への入力は、フラップレバー位置４６２、現在の差動位置４６４、４６６、および現在のインボードフラップ位置４６８を含む。
【００９０】
現在のフラップレバー位置４６２は、ルックアップテーブル５０８に提供され、ルックアップテーブル５０８は、理想的なアウトボード位置５１０および理想的なインボードフラップ位置５１２を出力する。オプションで、飛行機重量４６７、飛行機高度４６９、および／または対気速度４７１をもルックアップテーブル５０８に提供することができ、これは、適当な出力を提供する。
【００９１】
５１４で、現在のインボードフラップ位置４６８を、現在の右差動位置４６４から減算して、現在の右アウトボードフラップ位置５１６を判定する。５１９で、現在の右アウトボードフラップ位置５１６をルックアップテーブル５０８からの理想的な右アウトボード位置５１０から減算して、右アウトボードフラップが移動する総量５２０を判定する。
【００９２】
５２２で、現在のインボードフラップ位置４６８を理想的なインボードフラップ位置５１２から減算して、インボードフラップが移動する総量５２４を判定する。この量５２４が、５２６で主モーター４５１に指令される。
【００９３】
５２８で、インボードフラップが移動する総量５２４を、右アウトボードフラップが移動する総量５２０から減算する。その出力が、５３０で右差動モーターに指令される。
【００９４】
差動モーター４５５が、主モーター４５１が作動させられている間に作動させられる場合には、動力が、両方のモーターによってアウトボードフラップ２１３に提供される。したがって、インボードフラップ２１２の変位量より大きい変位量だけアウトボードフラップ２１３を移動することが望ましい場合には、差動モーター４５５を、主モーター４５１と同一の方向で、主モーター４５１の作動中に作動させることができる。
【００９５】
インボードフラップ２１２の変位量より少ない変位量だけアウトボードフラップ２１３を移動することが望ましい場合には、差動モーター４５５を、主モーター４５１と反対の方向で、それでも主モーター４５１の作動中に作動させることができる。
【００９６】
最後に、インボードフラップ２１２の変位量と同一である変位量だけアウトボードフラップ２１３を移動することが望ましい場合には、差動モーター４５５を作動させる必要はない。その代わりに、インボードフラップ２１２に関するアウトボードフラップ２１３の差動運動を防ぐために、差動ブレーキ４４２をセットすることができる。この場合に、主モーター４５１だけが、作動させられることを要求され、主モーター４５１は、インボードフラップ２１２およびアウトボードフラップ２１３を同一量だけ移動するのに使用される。
【００９７】
右アウトボード差動モーターの移動および右ミッドスパン差動モーターの移動の指令される量を判定するための図示され説明された手順は、現在の左アウトボード差動位置４６６および理想的な左アウトボード位置５１０が入力として働く、左アウトボード差動モーターの指令される移動５２９を判定するのにも使用される。
【００９８】
モーター４５５および４５１が、インボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびアウトボードフラップに差動運動を提供するために同時に作動させられる必要がないことに留意されたい。差動ブレーキ４４２をセットして、いずれかまたはすべての面が一緒に移動することを可能にすることができる。その後、差動モーター４５５を作動させて、フラップ２１３に差動運動を提供することができる。
【００９９】
図１０を参照すると、インボードフラップ３１２、ミッドスパンフラップ３１６、およびアウトボードフラップ３１３の変位量を判定する制御論理を示す機能ブロック図が示されている。この機能ブロック図を、それぞれ図４、６、および８の翼、制御システム、および方法に使用することができる。このブロック図への入力は、フラップレバー位置６６２、現在のアウトボード差動位置６８０および６７６、現在のミッドスパン差動位置６７７および６７９、ならびに現在のインボードフラップ位置６７８を含む。上で述べたように、「差動位置」は、０位置からの対応する差動モーターの運動の絶対測定値を表す。
【０１００】
１００２で、現在のインボードフラップ位置が、現在の右ミッドスパン差動位置に加算され、この加算は、現在の右ミッドスパン位置１００４をもたらす。１００６で、現在の右ミッドスパン位置が、現在の右アウトボード差動位置に加算されて、現在の右アウトボード位置１００８をもたらす。１０１２で、現在の右アウトボード位置１００８が、ルックアップテーブル１００１からの理想的な右アウトボード位置１０１０から減算されて、右アウトボードフラップが移動する総量１０１４が判定される。
【０１０１】
１０１８で、現在の右ミッドスパン位置１００４が、ルックアップテーブル１００１からの理想的な右ミッドスパン位置から減算されて、右ミッドスパンフラップが移動する総量１０２０が作られる。
【０１０２】
１０２４で、現在のインボードフラップ位置６７８が、理想的なインボードフラップ位置１０２２から減算されて、インボードフラップが移動する総量１０２６が判定される。インボードフラップが移動する量１０２６が、４８３で主モーター６３３に指令される。
【０１０３】
１０２８で、インボードフラップが移動する総量１０２６が、右ミッドスパンフラップが移動する総量１０２０から減算される。その結果が、４８４で、右ミッドスパン差動モーターに指令される。
【０１０４】
１０３０で、右ミッドスパンフラップが移動する総量１０２０が、右アウトボードフラップが移動する総量１０１４から減算され、その結果が、４８５で右アウトボード差動モーターに指令される。
【０１０５】
ミッドスパン差動モーター６５５が、主モーター６３３が作動させられている間に作動させられる場合には、動力が、両方のモーターによってミッドスパンフラップ３１６に提供される。したがって、ミッドスパンフラップ３１６を、インボードフラップ３１２の変位量より大きい変位量だけ移動することが望ましい場合には、ミッドスパン差動モーター６５５を、主モーター６３３と同一の方向で、主モーター６３３の作動中に作動させることができる。
【０１０６】
ミッドスパンフラップ３１６を、インボードフラップ３１２の変位量より少ない変位量だけ移動することが望ましい場合には、ミッドスパン差動モーター６５５を、主モーター６３３と反対の方向で、それでも主モーター６３３の作動中に作動させることができる。
【０１０７】
最後に、ミッドスパンフラップ３１６を、インボードフラップ３１２の変位量と同一である変位量だけ移動することが望ましい場合には、ミッドスパン差動モーター６５５を作動させる必要はない。その代わりに、インボードフラップ３１２に関するミッドスパンフラップ３１６の差動運動を防ぐために、ミッドスパン差動ブレーキ６５２をセットすることができる。この場合に、主モーター６３３だけが、作動させられることを要求され、主モーター６３３は、インボードフラップ３１２およびミッドスパンフラップ３１６の両方を同一量だけ移動するのに使用される。
【０１０８】
アウトボードフラップ３１３の運動について、アウトボード差動モーター６４４は、ミッドスパン差動装置６５１によって提供される運動に関する運動を提供する。したがって、アウトボード差動モーター６４４が、ミッドスパンフラップ３１６が移動しつつある間に作動させられる場合に、アウトボードフラップ３１３は、ミッドスパン差動装置６５１とアウトボード差動モーター６４４との両方によって動力を与えられ、アウトボードフラップ３１３は、ミッドスパンフラップ３１６に関して差動的に移動する。
【０１０９】
アウトボードフラップ３１３を、ミッドスパンフラップ３１６の変位量より大きい変位量だけ移動することが望ましい場合には、アウトボード差動モーター６４４を、ミッドスパンフラップ３１６の運動と同一の方向で作動させることができる。
【０１１０】
アウトボードフラップ３１３を、ミッドスパンフラップ３１６の変位量より小さい変位量だけ移動することが望ましい場合には、アウトボード差動モーター６４４を、ミッドスパンフラップ３１６の運動と反対の方向で作動させることができる。
【０１１１】
最後に、アウトボードフラップ３１３を、ミッドスパンフラップ３１６の変位量と同一である変位量だけ移動することが望ましい場合には、アウトボード差動モーター６４４を作動させる必要はない。その代わりに、ミッドスパンフラップ３１６に関するアウトボードフラップ３１３の差動運動を防ぐために、アウトボード差動ブレーキ６４２をセットすることができる。
【０１１２】
右アウトボード差動モーターの移動および右ミッドスパン差動モーターの移動の指令される量を判定するために図示され説明された手順は、現在の左ミッドスパン差動位置６７７、現在の左アウトボード差動位置６７６、理想的な左ミッドスパン位置１０１６、および理想的な左アウトボード位置１０１０と共に、左ミッドスパン差動モーターの指令される移動４８２および左アウトボード差動モーターの指令される移動４８１を判定するのにも使用される。
【０１１３】
モーター６３３、６４４、および６５５が、インボードフラップ、ミッドスパンフラップ、およびアウトボードフラップに差動運動を提供するために同時に作動させられる必要がないことに留意されたい。差動ブレーキ６５２および６４２をセットして、いずれかまたはすべての面が一緒に移動することを可能にすることができる。その後、差動モーター６４４、６５５を作動させて、フラップ面３１６、３１２に差動運動を提供することができる。
【０１１４】
したがって、最適効率がテイクオフおよび着陸飛行包絡線中に提供されるようにフラップ面の間の差動運動を生成するシステムおよび方法が提供される。
【０１１５】
本発明を、さまざまな実施形態を参照して説明したが、当業者は、本発明の範囲から逸脱せずに、さまざまな変更を行うことができ、同等物をその要素と置換できることを理解するであろう。さらに、本発明の本質的範囲から逸脱せずに、特定の状況に適合させるために、本発明の教示に対して多数の修正を行うことができる。したがって、本発明が上で開示された本発明を実行するための特定の実施形態に限定されないことが、意図されている。
【符号の説明】
【０１１６】
１１０  翼
１０５  尾翼昇降舵
１０６  水平尾翼
１１１  翼トレーリングエッジデバイス
１１６  翼前縁デバイス
２１２  インボードトレーリングエッジフラップ
２１３  アウトボードトレーリングエッジフラップ
２１４  アウトボードロール制御フラップデバイス
２１５  インボードロール制御フラップデバイス
２２２  スポイラ
３１０  翼
３１１  翼後縁デバイス
３１２  インボードトレーリングエッジフラップ
３１３  アウトボードトレーリングエッジフラップ
３１４  アウトボードロール制御フラップデバイス
３１５  インボードロール制御フラップデバイス
３１６  ミッドスパントレーリングエッジフラップ
４２０  制御システム
４２３  コントローラ
４２４  操作員入力
４２５  自動入力
４３０  中央制御デバイス
４３１  主ブレーキ
４３２  代替ブレーキ
４４０  差動制御デバイス
４４１  差動装置
４４２  差動ブレーキ
４４３  範囲リミッタ
４４４  アウトボードブレーキ
４５１  主モーター
４５２  代替モーター
４５３  ドライブリンク
４５５  差動モーター
４６０  フラップレバー
４６２  フラップレバー位置読み
４６４  左差動位置
４６６  右差動位置
４６７  飛行機重量
４６８  インボードフラップ位置
４６９  飛行機高度
４７１  対気速度
４８１  左アウトボード差動モーターの指令される移動
４８２  左ミッドスパン差動モーターの指令される移動
５０８  ルックアップテーブル
５１０  理想的な右アウトボード位置
５１２  理想的なインボードフラップ位置
５１６  現在の右アウトボードフラップ位置
５２０  右アウトボードフラップが移動する総量
５２４  インボードフラップが移動する総量
５２９  左アウトボード差動モーターの指令される移動
６００  制御システム
６２３  コントローラ
６２４  操作員入力
６２５  自動入力
６３０  中央制御デバイス
６３１  主ブレーキ
６３２  代替ブレーキ
６３３  主モーター
６３４  代替モーター
６４０  アウトボード差動制御デバイス
６４１  アウトボード差動装置
６４２  アウトボード差動ブレーキ
６４３  アウトボード範囲リミッタ
６４４  アウトボード差動モーター
６４５  ドライブリンク
６４６  アウトボードブレーキ
６５０  ミッドスパン差動制御デバイス
６５１  ミッドスパン差動装置
６５２  ミッドスパン差動ブレーキ
６５３  ミッドスパン範囲リミッタ
６５５  ミッドスパン差動モーター
６６０  フラップレバー
６６２  フラップレバー位置読み
６６７  飛行機重量
６６９  飛行機高度
６７１  対気速度
６７６  左アウトボード差動位置
６７７  左ミッドスパン差動位置
６７８  インボードフラップ位置
６７９  右ミッドスパン差動位置
６８０  右アウトボード差動位置
１００１  ルックアップテーブル
１００４  現在のミッドスパン位置
１００８  現在のアウトボード位置
１０１０  理想的なアウトボード位置
１０１４  アウトボードフラップが移動する総量
１０１６  理想的なミッドスパン位置
１０２０  ミッドスパンフラップが移動する総量
１０２２  理想的なインボードフラップ位置
１０２６  インボードフラップが移動する総量
【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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【外国語明細書】
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2012126389000002.pdf
2012126389000003.pdf
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