(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の着陸装置を形成する下部構造と関連するアクチュエータ（３、７３）にエネルギを供給する方法であって、
前記航空機が、
前記着陸装置によって支承された車輪の回転とは独立して動作する主動力供給部（１００）と、
下部構造によって支承された前記車輪の回転によって各々が駆動される１つ以上の局所発電機（２０、３５、１５０）を備える局所動力供給部（２６、９０）とを備え、
前記局所動力供給部が、前記１つ以上の局所発電機によって供給されるエネルギを貯蔵するための貯蔵手段を含み、該貯蔵手段が、バッファを形成するように前記１つ以上の局所発電機と前記アクチュエータとの間に挿入されると共に、前記主動力供給部と関連する貯蔵手段とは区別され、
公称動作モードで、前記局所動力供給部によって前記アクチュエータに動力供給する段階と、
追加の動作モードで、前記局所動力供給部によるエネルギの供給が十分でない場合に、前記アクチュエータによって必要とされる追加のエネルギ又はエネルギのすべてを前記主動力供給部によって供給する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
２つの操舵可能な車輪（２、２）を有する機首下部構造を有する航空機に適用され、前記局所動力供給部が、前記機首下部構造の車輪のそれぞれ１つと各々が関連する２つの局所発電機（２０、２０、３５、３５）を備え、前記局所動力供給部が、前記機首下部構造の車輪の操舵を制御するためのアクチュエータ（３、３）に動力供給するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
制動アクチュエータ（７３）を含むブレーキを有する車輪を支承する少なくとも１つの主下部構造を有する航空機に適用され、前記局所動力供給部が、前記主下部構造の車輪の１つと関連する少なくとも１つの局所発電機（１５０）を備え、前記局所動力供給部が、関係する車輪の少なくとも前記制動アクチュエータに動力供給するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記局所動力供給部が、前記主下部構造が有する車輪と同数の発電機（１５０）を含み、前記局所動力供給部が、前記局所発電機が接続される局所ユニット（９０）を備え、前記局所ユニットが、このようにして収集されたエネルギを前記主下部構造の車輪の前記制動アクチュエータに分配するように構成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記局所ユニット（９０）が、前記局所発電機によって供給されたエネルギを貯蔵するための手段と、エネルギを前記制動アクチュエータに選択的に分配するための手段とを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
機首下部構造を有する航空機に適用され、前記局所動力供給部が、前記機首下部構造の車輪のそれぞれ１つと各々が関連する２つの局所発電機（３５、３５）を備え、前記局所動力供給部が、前記局所発電機が接続される局所ユニット（９０）を備え、前記局所ユニットが、このようにして収集されたエネルギを前記航空機の前記主下部構造の車輪（６０）の前記制動アクチュエータ（７０）に供給するように構成される、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の下部構造と関連するアクチュエータにエネルギを供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、航空機には、機首下部構造と、ブレーキが取り付けられる主下部構造とを含む複数の下部構造を備える着陸装置が設けられる。様々なアクチュエータはこれらの下部構造と接続され、これらの下部構造は、
・航空機を制動するための車輪と関連する下部構造に装着された制動アクチュエータを含み、ブレーキは、一般に、油圧式ブレーキあるいは電気機械式ブレーキであり、
・着陸装置を構成する様々な下部構造によって、例えば、機首下部構造によって、又は実際にある航空機では主下部構造によって、支承された操舵可能な車輪を操舵するための操舵アクチュエータを含み、
・着陸装置及び関連するドア又はハッチを引っ込めるか又は延伸させるための駆動アクチュエータを含み、これらのアクチュエータは、下部構造又はハッチを閉位置に保持するための駆動シリンダ及びロックキャッチの両方を備える。
【０００３】
様々なアクチュエータに動力供給するため、すなわち、エネルギをアクチュエータに供給するため、航空機のエンジンに関連するような航空機の主動力供給部が一般に使用される。主動力供給部は、航空機のエンジンによって直接駆動される油圧ポンプ又は発電機を備えることが可能である。油圧ポンプはまた、電動モータによって駆動することが可能であり、電動モータそれら自体には航空機の発電機によって動力供給される。
【０００４】
カナダ特許第２４７９４８２号（ＣＡ２４７９４８２）は、様々な油圧動力供給部、すなわち、電気モータによって駆動されるポンプを備え、かつ２つの主下部構造及び機首下部構造の各々のそれぞれの近傍に配置された主動力供給部、及び航空機が地上で走行しているときに機首下部構造の車輪によって駆動される２つのポンプを備える局所動力供給部が取り付けられた航空機を開示している。局所動力供給部は、主動力供給部の故障の場合に緊急時に使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、航空機の着陸装置を構成する下部構造と関連するアクチュエータに動力供給する新規な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、航空機の着陸装置を形成する下部構造と関連するアクチュエータにエネルギを供給する方法であって、航空機が、
・着陸装置によって支承された車輪の回転とは独立して動作する主動力供給部と、
・下部構造によって支承された車輪の回転によって各々が駆動される１つ以上の局所発電機を備える局所動力供給部とを備え、
本発明の方法が、次の段階、すなわち、
・公称動作モードで、局所動力供給部によって前記アクチュエータに動力供給する段階と、
・追加の動作モードで、局所動力供給部によるエネルギの供給が十分でない場合に、前記アクチュエータによって必要とされる追加のエネルギ又はエネルギのすべてを主動力供給部によって供給する段階と、
を含む方法を提供する。
【０００７】
このように、本発明によれば、主動力供給部は、局所動力供給部に追加してのみ使用される。
【０００８】
これにより、主動力供給部に対するエネルギ需要が低減され、これによって、主動力供給部の大きさをより小さくすることができ、したがって、相当の重量節減がもたらされる。さらに、電気機械式アクチュエータ及び主電力供給部のみが関係する場合、必要とされる追加エネルギを供給するために十分な低電圧電力供給線を介して主動力供給部からアクチュエータにエネルギを供給することができる。これにより、下部構造に沿って走る高圧電力供給ケーブルを設けることが回避されるが、これらのケーブルは、これらが高水準の電力を輸送できる点において、大量のシールド及び保護が必要となり、かつ保守のために特別な予防措置の実施が必要となるであろう。
【０００９】
局所電力供給部は、前記エネルギがアクチュエータによって使用されないとき、あるいはアクチュエータによって要求されるエネルギが局所電力供給部によって供給されるエネルギよりも小さいとき、エネルギの貯蔵を可能にするエネルギ貯蔵手段を含む。
【００１０】
添付図面を参照して与えられる次の説明を読むことにより、本発明をより良く理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、本発明の方法は、地上の航空機を操舵するように下部構造の長手方向軸線に対し操舵可能な２つの車輪２を有する機首下部構造１によって支承された操舵制御システムに動力供給することに適用される。公知の方法で、操舵制御システムは、プッシュプル構造で、機首下部構造１の底部の操舵可能な部分の回転を引き起こすように構成された２つのアクチュエータ３を備える。アクチュエータ３は、油圧ユニット４（点線の輪郭）を介してごく従来の方法で動力供給され、油圧ユニットは、パイロットによって操作される制御ホイールから、又は航空機のオンボードコンピュータによって生成される命令からから来る操舵設定値に応じて、アクチュエータ３の各々の室の一方又は他方に圧力を分配するためのサーボバルブ５を含む。油圧ユニット４とアクチュエータ３との間に、機首下部構造１の操舵可能な部分の操舵角に応じて、油圧ユニット４によって動力供給されるアクチュエータ３の室を切り換えるように動作する回転弁が配置される。
【００１２】
公知の方法で、油圧ユニット４は、振動抑制弁６と、油圧ユニット４に動力供給されないときにアクチュエータ３の室のすべてを戻り路に接続し、これによって、車輪２が自由に回転できるようにする短絡弁７と、操舵制御が中立位置にない間に車輪を強制的に操舵する試み（例えば、牽引トラクタによる）の間にアクチュエータ室の破損を回避するための圧力解除弁９と、最後に、さもなければキャビテーションを蒙るであろうアクチュエータ３の室を充填するためのブースタ弁９とを含む。このため、定格弁１０は、航空機の戻り圧力よりも高いレベルに油圧ユニット内の圧力を維持する。アキュムレータ１１は、空にしまた充填するアクチュエータ３の室の間の流量差を吸収して、油圧ユニット４内の圧力が維持されることを確実にする。
【００１３】
機首下部構造１には、本実施例で２つの油圧ポンプによって構成された局所動力供給部２６が取り付けられ、各々の油圧ポンプは、車輪２の一方が回転するときに関連の車輪によって駆動されるように車輪２の一方に配置される。ポンプ２０は可変量のポンプであり、したがって、車輪が回転するときに、制御された圧力下の流体流の形態のエネルギを発生する。図２からより良く理解できるように、各々のポンプ２０は、車輪２を受容する車軸２２に係合されるスリーブ２１に装着され、スリーブ２１は、図示しないストッパ手段によって車軸を中心とする回転が防止される。ポンプ２０は、車輪２のハブに装着された歯付きリング２４と協働する歯付き端部を有する駆動軸２３を有する。航空機が空港で地上走行している間の車輪２の回転により、ポンプ２０の駆動シャフト２３の回転が引き起こされる。
【００１４】
航空機の着陸の結果、車輪が回転し始めるときにポンプ２０によって発生される可能性がある圧力衝撃を排除する保護手段を設けることが有利である。例えば、示したような可変量のポンプにより、ポンプの斜板はゼロ流量位置に押入され、次に、車輪が回転させられた後に公称流量位置に漸次移動される。
【００１５】
図１に戻ると、局所動力供給部２６のポンプ２０が平行に接続されて、シャトル弁３１を介して油圧ユニット４に供給することを理解できる。シャトル弁３１の他の入口は、航空機のエンジンによって駆動されるポンプを有する航空機の主動力供給部１００に接続される。
【００１６】
シャトル弁３１は、分配組立体３０の部分を形成し、この分配組立体は、
・油圧ユニットが局所動力供給部によって動力供給されるときに、油圧ユニット４が閉回路で局所動力供給部により動作するように、油圧ユニット４の戻りラインを隔離すべく動作する隔離弁３２と、
・機首下部構造がそのベイに引っ込められるときに油圧ユニット４を戻り路に接続するように、機首下部構造の引っ込め中に機械的に制御されるカットオフバルブ３３と、
・特に下部構造が展開される飛行時に、あるいは高速で地上を走行しているときに操舵制御が作動されない限り、油圧ユニット４を戻り路に接続するために電気的に制御されるカットオフバルブ３４と、
を含む。
【００１７】
組立体は、次のように動作する。通常の動作モード時、航空機がターミナル又は離陸滑走路に行くために空港を地上走行している間に、車輪２は回転し、これによって、ポンプ２０及び局所動力供給部２６を駆動する。ポンプ２０は、シャトル弁３１を介して油圧ユニットに供給する。このため、ばねを含むアクチュエータ２５は、最大流量を有するポンプ２０に対応する位置にポンプ２０の斜板を保持する。次に、車輪２の操舵を可能にし、したがって航空機の操縦を可能にするように、局所動力供給部からの圧力が利用可能である。操舵油圧ユニット４の復帰力は、油圧流体がポンプ２０に向かって戻ること以外に他の選択を有しないように、隔離弁３２によって閉じられる。このように、流体は閉回路の周りに流れる。
【００１８】
ポンプ２０の一方が故障した場合、他方のポンプが供給を継続することができる。次に、操舵油圧ユニット４は、車輪が操舵され続けることができるように、半減される速度で流体流を受け取るが、性能の低下を伴う。
【００１９】
第２のポンプ２０が故障した場合、あるいは航空機が、ポンプ２０が十分な出力を供給するにはあまりにも遅い速度で地上走行している場合、追加の動作モードで、局所動力供給部から来る圧力及び流体流の供給に取って代わるように、主動力供給部１００から来る圧力及び流れが使用される。
【００２０】
これを行うため、主動力供給部１００から来る圧力がシャトル弁３１に到達することを可能にするために、弁３４が制御される。シャトル弁が切り替わり、これによって、主動力供給部１００から来る圧力により、油圧ユニット４に動力供給することが可能になる（機首下部構造が展開されるので、弁３３は開口している）。バイパス４０は、油圧ユニット４の復帰力を航空機の戻り路と連通させるように隔離弁３２を制御するため、かつアクチュエータ２５に動力供給するために使用され、次に、アクチュエータは、ポンプ２０の斜板がそれらのゼロ流量位置に戻るようにする。局所動力供給部２６のポンプ２０は、このようにニュートラル化される。次に、油圧ユニット４は、主油圧動力供給部１００によってのみ動力供給され、油圧ユニットの復帰ポートは航空機の戻り路１０１に接続される。
【００２１】
図３に示した変形実施例では、ポンプを車輪に取り付ける代わりに、発電機３５を車輪に取り付けることができ、この発電機は、電気駆動式ポンプ（図示せず）に接続され、例えば、油圧ユニット４に組み込まれる。このように、局所動力供給部は、発電機３５によって動力供給される電動モータを有する電気駆動式ポンプに加えて、車輪によって駆動される２つの発電機を備える。このように、車輪が回転している間に、発電機３５は電気を供給し、これによって、電動モータは関連のポンプを駆動することができ、これによって、油圧操舵制御部を操作するために必要な圧力が提供される。このようにして構成されるような局所動力供給部は、発電機によって発生された余剰電気エネルギを貯蔵するために、かつ電気駆動式ポンプへのエネルギ供給を調整するために、発電機３５と電気駆動式ポンプとの間に挿入されたバッファバッテリを含むことが好ましい。
【００２２】
このように、パイロットが操舵を使用していない間に発電機３５が電気を供給している期間中、供給される電気はバッファバッテリに貯蔵される。
【００２３】
バッファバッテリの充電が十分でない、したがって、電気駆動式ポンプのモータにもはや正確に動力供給できないときにのみ、油圧ユニット４の動力供給を主油圧動力供給部１００に切り替えるために、分配組立体３０が使用される。
【００２４】
変形形態では、バッファバッテリが十分ではない場合、局所電気動力供給部から引き継いで、操舵ユニットのポンプの駆動に必要な電気を供給するように、電気駆動式ポンプを航空機の主電気動力供給部に直接接続することもできる。
【００２５】
図４に示したような本発明の他の実施例では、局所動力供給部は、主下部構造の車輪６０に配置された発電機１５０を備える。
【００２６】
図示した実施例では、主下部構造の車輪６０は、ディスク群７１を各々が備える電気機械式ブレーキ７０によって制動され、ディスク群は、車輪６０のリム６１と共に回転するロータと、トーションチューブ７２によって回転が防止されるステータとを含む。ディスク７１は、ディスクに面するリング７４によって支承された電気機械式アクチュエータ７３によって押圧される。局所動力供給部は、本実施例ではブレーキアクチュエータに動力供給するために使用される。
【００２７】
局所動力供給部の発電機１５０は、第一に、車輪のハブ６１に固定されかつ永久磁石を含むロータ１５１を備え、第二に、車軸に固定されたディスク１５３の周縁に装着されたステータコイル１５２を備える。車輪６０の回転により、ステータコイル１５２に電流が誘導され、この電流は車軸の内側に延びるケーブル７５によって集電される。
【００２８】
より正確には、また電気機械式ブレーキ７０が取り付けられ、かつロッカビーム８０によって支承された４つの車輪６０を有する主下部構造を示している図５から理解できるように、発電機１５０によって発生された電気を集電するケーブル７５は、電気を整流するための手段と、バッテリ又は蓄電コンデンサのような電気を貯蔵するための手段と、このようにして貯蔵された電気を例えばインバータの制御を介してブレーキ７０の電気機械式アクチュエータに選択的に供給するための手段とを含む局所ユニット９０に、発電機が生成する電気を送る。電気は、ケーブル９２を介してブレーキ７０のアクチュエータ７３に供給される。
【００２９】
このように、単一の主下部構造に、局所発電機１５０のすべては、同一の局所電気動力供給部の部分を形成し、したがって、局所発電機１５０の１つが故障した場合、他の発電機が供給を継続し、これによって、発電機が故障した当該車輪に装着されたブレーキ用の動力供給を確実にするように、発電機は共通に操作される。
【００３０】
変形形態では、４つのすべての車輪の代わりに、ロッカビームが２つの局所動力供給部を有するように、例えば、同一の車軸によって支承された２つの車輪の局所発電機を共通に操作することによって、２つのみの車輪の局所発電機を共通に操作することができる。
【００３１】
さらに、航空機は、航空機のエンジンによって、あるいは適切な場合に補助動力ユニットによって駆動される交流発電機、及び一般に、航空機が静止しているときに電気を供給するためのバッテリを備える利用可能な主電気動力供給部を有し続ける。
【００３２】
このように、通常の動作モード時、電気機械式制動アクチュエータ７３は、関連の局所動力供給部９０によって動力供給される。実際に、電気は、局所動力供給部９０の貯蔵手段から得ることが好ましく、このように、局所動力供給部９０と関連する局所発電機によって生成された余剰エネルギの貯蔵、及び電気機械式制動アクチュエータ７３へのエネルギ供給の調整の両方を可能にする。貯蔵手段が完全に空である場合、電気機械式制動アクチュエータ７３に利用可能な電気は、貯蔵手段を介して通過するが、実際に局所発電機１５０によって適時に供給され、この場合、電気供給は車輪の回転速度、したがって、航空機の移動速度に左右される。この場合、局所発電機１５０が、電気機械式アクチュエータ７３の動力需要を満たす程度に十分な電気をもはや供給できないのは、非常に遅い速度で移動するときのみである。このような状況下で、本発明は、航空機の主動力供給部から追加のエネルギを得ることを可能にする。にもかかわらず、この場合、飛行機が非常に遅い速度で走行しているとすれば、発生する必要がある制動力は小さく、また主動力供給部から来る追加のエネルギそれ自体は、制動時に通常関係する動力と比較して小さい。
【００３３】
このように、この追加のエネルギを供給するための局所ユニットと主動力供給部との間の接続部９１は、低電圧型であるように選択できることが有利である。この処置により、下部構造に沿って下方に延びる主電気動力供給部から、高圧ケーブルを設けることが回避され、これによって、局所動力供給部の重量を少なくとも部分的に補償する相当の重量節減が達成され、したがって、下部構造の設置が容易になり、地上の人員が取り扱うか又は接近する可能性がある高圧ケーブルに講じる必要がある通常の予防措置が回避される。このように、下部構造に存在する高圧ケーブルは、ケーブル７５と９２のみであり、これらのケーブルは、下部構造の脚部でなく、ロッカビーム８０によってのみ支承される。
【００３４】
この場合、主動力供給部から得られるこの追加エネルギは、交流発電機によって又は主電気動力供給部のバッテリによって動力供給される航空機の低電圧電気ネットワークから得ることが有利である。
【００３５】
変形実施例では、局所発電機によって発生された電気は、単一の下部構造内のみでなく、下部構造のすべてにわたって、又は下部構造のあるもののみにわたって、例えば、主下部構造のみにわたって共通に操作することができる。共通のこの操作の拡大は、局所動力供給部によって動力供給されるアクチュエータの利用可能性を高める。にもかかわらず、このような構造は、関係する下部構造に沿って高圧ケーブルを張ることを必要とする。
【００３６】
反対に、関連の車輪によって支承された局所動力供給部によってブレーキ７０の各々に動力供給することにより、共通の操作を回避することを決定してもよい。この場合、局所発電機の故障は、関連するブレーキの損失をもたらすが、このことは、安全性の見地からかつ航空機の利用可能性に関し容認できる。
【００３７】
図６に示した第３の実施例では、局所動力供給部９０は、機首下部構造１の車輪に設置された局所発電機３５を備え、主下部構造の車輪６０に装着された電気機械式ブレーキアクチュエータ７０に動力供給するために使用される。局所発電機３５によって発生された電気は、ケーブル９２によってブレーキアクチュエータに供給されるように、機首下部構造に沿って上がるケーブル７５によって局所ユニット９０に送られる。局所ユニット９０は、適切な場合、主動力供給部から追加エネルギを受け取ることができるように、低電圧ケーブル９１を介して主動力供給部に接続される。有利に、局所ユニット９０は、機首下部構造の操舵アクチュエータに動力供給するために使用される。
【００３８】
本発明は上述の説明に限定されず、反対に、特許請求の範囲によって規定される範囲内に含まれる任意の変形を包含する。特に、局所動力供給部にエネルギ貯蔵手段が取り付けられている場合、局所動力供給部から下部構造を延伸させまた引っ込めるために使用される駆動アクチュエータに動力供給することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の方法の第１の実施例による、機首下部構造の操舵制御部に動力供給するために使用される油圧構造の図面である。
【図２】図１の局所動力供給部の部分を形成する機首下部構造のポンプの取付け部の概略断面図である。
【図３】本方法の変形実施例の局所動力供給部の部分を形成する機首車輪の発電機の取付け部を示した図２と同様の図面である。
【図４】電気機械式ブレーキ及び局所動力供給部の部分を形成する電気発電機が取り付けられた下部構造車輪の概略断面図である。
【図５】本発明の局所動力供給部を含む４つの被制動車輪を支承する主下部構造ロッカビームの概略平面図である。
【図６】２つの主下部構造と機首下部構造とを有し、本発明の局所動力供給部が取り付けられた航空機の概略平面図である。
【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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