УСТРОЙСТВО СТОПОРЕНИЯ ПОДВИЖНОГО ЭЛЕМЕНТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
AIRCRAFT MOVING ELEMENT RETAINER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области устройств стопорения подвижного элемента летательного аппарата.
Уровень техники
Когда самолет находится на стоянке на земле для проведения операций по установке приборов или технического обслуживания, некоторые из его элементов необходимо блокировать или механически закреплять, чтобы избежать их несвоевременного срабатывания вследствие человеческой ошибки или неисправности системы управления. В частности, как известно, стопорят шасси самолета для осуществления технического обслуживания или погрузочно-разгрузочных работ на земле. Для этого классически используют стальные костыли или хомуты, которые позволяют застопорить подвижные части шасси, например механические шарниры или подъемники выпущенного шасси. Эти устройства стопорения на земле обычно оснащают знаками визуальной сигнализации, такими как флажки или вымпелы яркого цвета, чтобы наземный персонал мог их легко разглядеть. Действительно перед взлетом необходимо разблокировать подвижные части, чтобы избежать серьезных аварий во время полета. Несмотря на предпринимаемые меры предосторожности и на систематическую проверку, все же часто случается, что устройства стопорения шасси во время предполетной подготовки забывают снять. Если же шасси не удается убрать, самолет должен немедленно вернуться на аэродром вылета. Считается что примерно 11% случаев возвращения в аэропорт вылета, связанных с проблемами шасси, происходят в результате оставления устройств стопорения. Каждый возврат требует предварительного слива керосина для уменьшения веса самолета ниже максимального веса, разрешенного для посадки. Такая операция является исключительно вредной для окружающей среды и приводит к большим расходам, связанным как со стоимостью топлива, так и с задержкой вылета.
Среди причин, которые приводят к оставлению устройств стопорения, можно указать, в частности, на повреждение или отсутствие знаков визуальной сигнализации. Действительно флажки или вымпелы могут оторваться вследствие износа или неправильной установки или могут быть затянуты в соседнюю деталь под действием ветра и остаться не замеченными наземным персоналом.
Чтобы облегчить их распознавание, иногда устройства стопорения красят в яркие цвета. Однако краска быстро подвергается воздействию фосфорсодержащих эфиров, присутствующих в большинстве гидравлических жидкостей, и устройства стопорения могут остаться не замеченными, в частности, в условиях недостаточного освещения или плохой видимости.
Первой задачей настоящего изобретения является предложение устройства стопорения, присутствие которого можно легко и быстро обнаружить. Второй задачей изобретения является предложение устройства стопорения на земле, которое можно обнаруживать с большой степенью надежности. Третьей задачей изобретения является создание автоматической системы обнаружения указанных устройств стопорения.
Раскрытие изобретения
Объектом настоящего изобретения является устройство стопорения подвижного элемента летательного аппарата, содержащее электронную этикетку, выполненную с возможностью приема сигнала запроса и с возможностью передачи сигнала идентификации указанного устройства.
Согласно первому варианту выполнения устройство стопорения выполняют в виде костыля.
Предпочтительно костыль содержит цилиндрическую часть, содержащую кольцевой паз, в который устанавливают антенну всенаправленного излучения. Предпочтительно антенну герметично покрывают эластомерным слоем.
Согласно второму варианту выполнения устройство стопорения выполняют в виде хомута, содержащего два полукольца, соединенных между собой продольным шарниром.
Предпочтительно, по меньшей мере, одно из этих полуколец содержит часть полуцилиндрической формы с по существу полукольцевым пазом, в котором устанавливают элемент антенны. Предпочтительно элемент антенны герметично покрывают эластомерным слоем.
Объектом изобретения является также система обнаружения, по меньшей мере, одного такого устройства стопорения, содержащая:
- средства считывания, по меньшей мере, одной электронной этикетки для передачи сигнала запроса и приема ответа, содержащего идентификационные данные указанного устройства;
- средства контроля, управляющие указанными средствами считывания и принимающие указанные идентификационные данные через бортовую сеть связи; и
- средства сигнализации, указывающие на обнаружение устройства стопорения.
Предпочтительно средства сигнализации выполнены с возможностью указания места расположения устройства стопорения на структурной схеме летательного аппарата и/или с возможностью излучения звукового сигнала при обнаружении устройства стопорения.
Наконец объектом изобретения является также летательный аппарат, на котором установлена такая система обнаружения.
Краткое описание чертежей
Друге отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1А - вид устройства стопорения согласно первому варианту выполнения изобретения;
фиг.1В - вид в осевом разрезе устройства, показанного на фиг.1А;
фиг.2 - вид устройства стопорения согласно второму варианту выполнения изобретения;
фиг.3 - схема бортовой системы, позволяющей обнаружить присутствие устройства стопорения в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Базовая идея изобретения заключается в оборудовании устройств стопорения на земле электронными этикетками RFID (Radio Frequency Identification), называемыми также «бирками RFID» или просто «бирками».
Электронные этикетки хорошо известны из предшествующего уровня техники. Их преимуществом является то, что они не требуют автономного электрического питания. Как правило, электронная этикетка содержит антенну, энергонезависимое запоминающее устройство, в котором хранятся идентификационные данные, модулятор, выполненный с возможностью модулирования при помощи указанных данных сигнала запроса, принимаемого антенной, перед передачей модулированного таким образом сигнала. Для питания модулятора предусмотрена схема питания, использующая энергию сигнала запроса. Таким образом, когда электронная этикетка принимает сигнал запроса на заранее определенной частоте, этот сигнал детектируется, чтобы питать модулятор, и в устройство-запросчик направляется ответ, содержащий идентификационные данные.
На фиг.1А показано устройство стопорения согласно первому варианту выполнения изобретения. Оно выполнено в виде костыля 100, содержащего первую цилиндрическую часть 110, продолженную в своей нижней части коноидальной формой 115 и в своей верхней части второй цилиндрической частью 117, коаксиальной с первой частью, но имеющей больший диаметр. Первая цилиндрическая часть предназначена для захождения скольжением в соответствующую полость шасси, например в элемент конструкции, выходящий во время опускания шасси и/или убирающийся во время поднятия шасси. Вторая цилиндрическая часть должна оставаться за пределами этой полости. На верхнем конце через костыль в диаметральном направлении проходит стержень, выступающий по обе стороны из второй цилиндрической части, что облегчает извлечение и манипулирование костылем стопорения. Внутри первой и второй цилиндрических частей перемещается скольжением поршень 140, осевой ход которого ограничен нижним упором и верхним упором. В нерабочем положении поршень удерживается в положении верхнего упора возвратной пружиной и слегка выступает из верхней части второй цилиндрической формы. В этом положении поршень заставляет выступать наружу первой цилиндрической части два выступа 150. В частности, эти выступы, предпочтительно стальные шарики, установлены на пружине и расположены диаметрально противоположно друг другу в нижней части первой цилиндрической части. Когда техник решает застопорить шасси, он вставляет костыль в соответствующую полость. Выступы 150 заходят в свои гнезда, когда техник нажимает на поршень 140, чтобы привести его в положение нижнего упора, или когда костыль с усилием вставляют в полость. После установки костыля на место выступы естественным образов возвращаются в выступающее положение и заходят в соответствующие углубления полости. Чтобы высвободить костыль, достаточно нажать на поршень 140, в результате чего выступы убираются, и извлечь костыль из его полости. Вторая цилиндрическая часть костыля стопорения содержит кольцевую выемку, в которой установлена антенна электронной этикетки. Антенна покрыта эластомерным слоем 170 предпочтительно яркого цвета. Наконец к костылю стопорения при помощи кольца, шнура или прочной нитки предпочтительно крепят флажок или вымпел 160 тоже яркого цвета.
На фиг.1В показана верхняя часть костыля стопорения в осевом разрезе. В частности, показана кольцевая выемка 175, в которой установлена антенна 173, закрытая кольцом 170 из эластомера, герметично защищающим антенну, в частности, против коррозии от гидравлических жидкостей. Учитывая, что антенна установлена во второй цилиндрической части, которая должна оставаться за пределами полости, она может без помех передавать и принимать электромагнитный сигнал. Предпочтительно антенна является антенной всенаправленного излучения, разделенной или нет на множество секторов. Во второй цилиндрической части в полости (не показана) установлена также связанная с антенной электронная схема RFID, защищенная от ударов и механических напряжений.
На фиг.2 показано устройство стопорения согласно второму варианту выполнения изобретения. Оно выполнено в виде хомута 200, предназначенного, например, для стопорения выпущенного шасси. Оно содержит два полукольца 210, шарнирно установленных вокруг продольного шарнира 215. Свободные концы полуколец могут быть неподвижно соединены при помощи системы быстрого крепления или простой системы болт-гайка 220. Полукольца имеют по существу полуцилиндрическую форму или содержат части полуцилиндрической формы, препятствующие перемещению силового цилиндра. К указанному хомуту тоже привязывают вымпел или флажок яркого цвета. Одно или оба полуцилиндрических полукольца хомута содержит(ат) выемку на наружной поверхности в виде полукольцевого паза, в котором устанавливают антенну. Предпочтительно антенна содержит два полукольцевых элемента, установленные в соответствующие пазы двух полуколец. Антенна или два элемента антенны электрически соединены с электронной схемой RFID, которая установлена в одном из полуколец и защищена от ударов и механических напряжений. Каждую часть антенны тоже покрывают эластомерным слоем 230 яркого цвета.
Описанные выше устройства стопорения позволяют застопорить подвижную деталь самолета во время его стоянки на земле, например элемент переднего шасси или главного шасси.
Чтобы обнаружить присутствие или отсутствие таких устройств стопорения, летательный аппарат оборудован несколькими антеннами, распределенными на фюзеляже и предназначенными для излучения сигнала запроса.
Предпочтительно антенны являются конформными антеннами, то есть встроенными и имеющими такую же форму, что и фюзеляж, или установлены на внутренней поверхности частей из композитного материала с низкой степенью электромагнитного поглощения на носу или на люках шасси летательного аппарата. Предпочтительно антенны располагают таким образом, чтобы устройства стопорения могли принимать сигнал запроса по прямой линии или LOS (Line of Sight).
Эти различные антенны связаны с устройством RFID считывания. Когда устройство RFID считывания принимает команду на проверку присутствия устройства стопорения, оно передает сигнал запроса в виде электромагнитной волны низкой частоты, например, 125 кГц или 134,2 кГц. Использование низкой частоты позволяет уменьшить явления поглощения и дифракции металлическими конструкциями самолета и получать относительно однородное электромагнитное поле в зоне запроса. Кроме того, на этой частоте обычно работают устройства считывания электронных этикеток. Устройство стопорения, принимающее указанный сигнал запроса, передает на устройство считывания ответ, содержащий идентификационные данные. Эти данные указывают, что ответ направлен устройством стопорения и, в случае необходимости, содержат тип рассматриваемого устройства. Таким образом, если для блокировки различных элементов самолета используют устройства стопорения разных типов, обнаружение устройства стопорения будет однозначно связано с соответствующим элементом летательного аппарата.
На фиг.3 схематично показана бортовая система, позволяющая обнаружить присутствие или отсутствие устройств стопорения в соответствии с настоящим изобретением.
Каждое устройство 330 считывания соединено с модулем 350 управления и сбора данных, которое, в свою очередь, соединено с бортовой сетью 350 связи, соответствующей стандарту ARINC, например с коммутированной сетью Ethernet, такой как сеть AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet). К сети подключена также система сигнализации, называемая FWS (Flight Warning System), предназначенная для контроля за неисправностями различных элементов летательного аппарата и для определения опасных условий полета. Система 370 сигнализации может автоматически или путем ручного управления включать проверку присутствия или отсутствия устройств стопорения. Эта проверка происходит, например, систематически во время процедуры контроля перед взлетом. Ее может также запустить технический персонал, чтобы убедиться, что все устройства стопорения находятся на месте. Система 370 сигнализации передает на устройства 330 считывания команду запроса через модули 350 управления и сбора данных. В альтернативном варианте она может передавать такую команду последовательно на разные устройства. Если устройство 330 считывания обнаруживает ответ, оно передает на систему сигнализации через свой соответствующий модуль управления и сбора данных информацию идентификации направившего ответ устройства стопорения. Предпочтительно электронные этикетки устройств стопорения передают свои соответствующие ответы с разными задержками по времени, чтобы избежать любого пересечения. Для этого каждая этикетка может быть оборудована счетчиком или устройством обратного отсчета, установленным на разное значение, и направлять ответ только при достижении счетчиком этого значения. Система 370 централизованно принимает ответы от различных модулей 350. Таким образом, она может определить присутствие устройства стопорения и, в случае необходимости, идентифицировать это устройство. Если обнаруживается присутствие устройства стопорения, она включает звуковой сигнал и/или световую индикацию на приборной панели 380 кабины экипажа. Световые сигналы предпочтительно появляются на структурной схеме летательного аппарата, что позволяет немедленно локализовать нештатное присутствие или отсутствие устройства стопорения. Таким образом, изобретение позволяет наземному персоналу убрать устройство стопорения перед вылетом самолета из аэропорта.