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技術 航空機の翼のフラップ動作を制御するためのシステム及び方法

出願人 ザ・ボーイング・カンパニー
発明者 マイケルレイモンドフィンパトリックマコーミックジョージモイルネトアングエン
出願日 2017年4月18日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2017-081856
公開日 2017年11月2日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2017-197173
状態 特許登録済
技術分野 飛行船・気球・飛行機
主要キーワード 駆動ステーション フラップシステム 電気機械式アクチュエータ フラップ動作 駆動ネジ 延出位置 線形位置 軍用機
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

航空機用フラップシステム間の非対称性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法を提供する。

解決手段

該方法は、航空機106の第1翼104の第1フラップ102に取り付けられた第1及び第2のアクチュエータ112、114のそれぞれに接続された第1及び第2のセンサ120、122から、第1及び第2センサ信号を受信する。第1及び第2のセンサ信号は、第1及び第2のアクチュエータ112、114のそれぞれの位置又は速度の一方又は両方に関連する。上記方法は、第1及び第2のセンサ信号を比較して差異を特定し、それに基づいて、第1又は第2のアクチュエータ112、114の一方又は両方の速度を調整する。上記方法は又、第1及び第2のフラップ102、108の速度又は位置の一方又は両方の間の差異を特定し、それに基づいて、第1及び第2のフラップ102、108の一方又は両方の速度を調整する。

概要

背景

高揚力システムは、離陸時や着陸時の揚力抗力を増大させるために、航空機に用いられる。高揚力システムの一つとして、翼の後縁に設けられたフラップが挙げられる。フラップは、離陸時及び着陸時には延出し、巡航速度では後退することが可能な動翼である。

翼の後縁フラップを延出させたり後退させたりするために、様々な作動システムを用いることができる。既知の作動システムとして、2つの駆動ユニットを含み、これら駆動ユニットの各々がフラップの反対側に接続されたシステムが知られている。分散型の作動システムは、フラップの両側に設けられた駆動ユニットを含み、これらの駆動ユニット間に機械的な連携(mechanical interaction)はない。既知の駆動ユニットは、モーターと、歯車列(gear train)と、アームを介してフラップに接続する駆動ネジとを含む。駆動ステーション内のモーター(例えば、電気モーター)は、歯車列を介して前方向や逆方向に駆動ネジを回す。駆動ネジは、モーター及び歯車列の回転運動直線運動に変換して、動きをアームに伝える。アームが駆動ネジによって押し引きされると、当該アームに接続されたフラップが延出したり後退したりする。

フラップは、典型的には2つの駆動ユニットにより駆動されるため、一方の駆動ステーションが他方の駆動ステーションとは異なる速度で動いた場合、フラップは、大きな空力負荷(airloads)下では斜行したり(skew)、じれたり(twist)するおそれがある。例えば、異なる速度で動く2つの駆動ステーションによりフラップが能動的に延出したり後退したりする場合、フラップは、斜行したり捻れたりしやすい。

概要

航空機用フラップシステムの翼間の非対称性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法を提供する。該方法は、航空機106の第1翼104の第1フラップ102に取り付けられた第1及び第2のアクチュエータ112、114のそれぞれに接続された第1及び第2のセンサ120、122から、第1及び第2センサ信号を受信する。第1及び第2のセンサ信号は、第1及び第2のアクチュエータ112、114のそれぞれの位置又は速度の一方又は両方に関連する。上記方法は、第1及び第2のセンサ信号を比較して差異を特定し、それに基づいて、第1又は第2のアクチュエータ112、114の一方又は両方の速度を調整する。上記方法は又、第1及び第2のフラップ102、108の速度又は位置の一方又は両方の間の差異を特定し、それに基づいて、第1及び第2のフラップ102、108の一方又は両方の速度を調整する。

目的

これらの必要性を念頭におき、本開示のいくつかの実施形態は、航空機の1つ又は複数のフラップを制御するためのシステムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

航空機の1つ又は複数のフラップを制御するためのシステムであって、前記航空機の第1に移動自在に取り付けられ、延出位置後退位置との間で移動可能な第1フラップと、前記第1フラップに接続された第1アクチュエータと、前記第1アクチュエータに接続されるとともに、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第1センサ信号を出力するように構成された第1センサと、前記第1フラップに接続された第2アクチュエータと、前記第2アクチュエータに接続されるとともに、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第2センサ信号を出力するように構成された第2センサと、前記第1アクチュエータ、前記第1センサ、前記第2アクチュエータ、及び、前記第2センサと通信する制御ユニットと、を含み、前記制御ユニットは、前記第1及び第2のセンサから、それぞれ前記第1及び第2のセンサ信号を受信し、前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、システム。

請求項2

前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるように構成されている、請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成されている、請求項1に記載のシステム。

請求項4

前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成されている、請求項1に記載のシステム。

請求項5

前記航空機の第2翼に移動自在に取り付けられ、延出位置と後退位置との間で移動可動な第2フラップと、前記第2フラップに接続された第3アクチュエータと、前記第3アクチュエータに接続されるとともに、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第3センサ信号を出力するように構成された第3センサと、前記第2フラップに接続された第4アクチュエータと、前記第4アクチュエータに接続されるとともに、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第4センサ信号を出力するように構成された第4センサと、前記第3アクチュエータ、前記第3センサ、前記第4アクチュエータ、及び、前記第4センサと通信する制御ユニットと、をさらに含み、前記制御ユニットは、さらに、前記第3及び第4のセンサから、それぞれ前記第3及び第4のセンサ信号を受信し、前記第3及び第4のセンサ信号を比較して、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異を特定し、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第3又は第4のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、請求項1に記載のシステム。

請求項6

前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、請求項5に記載のシステム。

請求項7

前記制御ユニットは、前記第1、第2、第3、及び第4のセンサ信号を解析することにより、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定するように構成されている、請求項6に記載のシステム。

請求項8

前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるように構成されている、請求項6に記載のシステム。

請求項9

前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成されている、請求項6に記載のシステム。

請求項10

前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成されている、請求項6に記載のシステム。

請求項11

航空機の1つ又は複数のフラップを制御するための方法であって、前記航空機の第1翼の第1フラップに移動自在に取り付けられた第1及び第2のアクチュエータのそれぞれに接続された第1及び第2のセンサから、前記第1及び第2のアクチュエータのそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第1及び第2のセンサ信号を受信し、前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことを含む方法。

請求項12

前記調整の工程は、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げることを含む、請求項11に記載の方法。

請求項13

前記航空機の第2翼の第2フラップに移動自在に取り付けられた第3及び第4のアクチュエータのそれぞれに接続された第3及び第4のセンサから、前記第3及び第4のアクチュエータのそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第3及び第4のセンサ信号を受信し、前記第3及び第4のセンサ信号を比較して、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異を特定し、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第3又は第4のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことをさらに含む、請求項11に記載の方法。

請求項14

前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことをさらに含む、請求項13に記載の方法。

請求項15

前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定する工程は、前記第1、第2、第3、及び第4のセンサ信号を解析することを含む、請求項13に記載の方法。

技術分野

0001

本開示の実施形態は、概して、航空機フラップ動作を制御するためのシステム及び方法に関する。

背景技術

0002

高揚力システムは、離陸時や着陸時の揚力抗力を増大させるために、航空機の翼に用いられる。高揚力システムの一つとして、翼の後縁に設けられたフラップが挙げられる。フラップは、離陸時及び着陸時には延出し、巡航速度では後退することが可能な動翼である。

0003

翼の後縁フラップを延出させたり後退させたりするために、様々な作動システムを用いることができる。既知の作動システムとして、2つの駆動ユニットを含み、これら駆動ユニットの各々がフラップの反対側に接続されたシステムが知られている。分散型の作動システムは、フラップの両側に設けられた駆動ユニットを含み、これらの駆動ユニット間に機械的な連携(mechanical interaction)はない。既知の駆動ユニットは、モーターと、歯車列(gear train)と、アームを介してフラップに接続する駆動ネジとを含む。駆動ステーション内のモーター(例えば、電気モーター)は、歯車列を介して前方向や逆方向に駆動ネジを回す。駆動ネジは、モーター及び歯車列の回転運動直線運動に変換して、動きをアームに伝える。アームが駆動ネジによって押し引きされると、当該アームに接続されたフラップが延出したり後退したりする。

0004

フラップは、典型的には2つの駆動ユニットにより駆動されるため、一方の駆動ステーションが他方の駆動ステーションとは異なる速度で動いた場合、フラップは、大きな空力負荷(airloads)下では斜行したり(skew)、じれたり(twist)するおそれがある。例えば、異なる速度で動く2つの駆動ステーションによりフラップが能動的に延出したり後退したりする場合、フラップは、斜行したり捻れたりしやすい。

0005

航空機の1つ又は複数の翼のフラップ動作を同期するシステム及び方法が必要とされている。また、フラップが、動作中に斜行したり捻れたりする可能性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法が必要とされている。さらに、翼が非対称であると空力横揺れモーメント(aerodynamic rolling moment)が生じる可能性があるため、航空機用フラップシステムの翼間の非対称性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法が必要とされている。

0006

これらの必要性を念頭におき、本開示のいくつかの実施形態は、航空機の1つ又は複数のフラップを制御するためのシステムを提供する。上記システムは、航空機の第1翼に移動自在に取り付けられた第1フラップを含みうる。前記第1フラップは、延出位置と後退位置との間で移動可能である。第1アクチュエータは、前記第1フラップに接続されている。第1センサは、前記第1アクチュエータに接続されている。前記第1センサは、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定するように構成されている。前記第1センサは、さらに、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第1センサ信号を出力するように構成されている。第2アクチュエータもまた、前記第1フラップに接続されている。第2センサは、前記第2アクチュエータに接続されている。前記第2センサは、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定するように構成されている。前記第2センサは、さらに、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第2センサ信号を出力するように構成されている。制御ユニットは、前記第1アクチュエータ、前記第1センサ、前記第2アクチュエータ、及び、前記第2センサと通信する。前記制御ユニットは、前記第1及び第2のセンサから、それぞれ前記第1及び第2のセンサ信号を受信し、前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている。

0007

前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるように構成することができる。少なくとも1つの他の実施形態において、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成することができる。少なくとも1つの他の実施形態において、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成されている。

0008

上記システムは、前記航空機の第2翼に移動自在に取り付けられた第2フラップを含みうる。前記第2フラップは、延出位置と後退位置との間で移動可動である。第3アクチュエータは、前記第2フラップに接続されている。第3センサは、前記第3アクチュエータに接続されている。前記第3センサは、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第3センサ信号を出力するように構成されている。第4アクチュエータは、前記第2フラップに接続されている。第4センサは、前記第4アクチュエータに接続されている。前記第4センサは、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第4センサ信号を出力するように構成されている。前記制御ユニットは、前記第3アクチュエータ、前記第3センサ、前記第4アクチュエータ、及び、前記第4センサと通信する。前記制御ユニットは、さらに、前記第3及び第4のセンサから前記第3及び第4のセンサ信号を受信し、前記第3及び第4のセンサ信号を比較して、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異を特定し、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第3又は第4のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている。

0009

前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成することができる。前記制御ユニットは、前記第1、第2、第3、及び第4のセンサ信号を解析することにより、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定するように構成することができる。

0010

前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるように構成することができる。少なくとも1つの他の実施形態において、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成される。少なくとも1つの他の実施形態において、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成されている。

0011

本開示のいくつかの実施形態は、航空機の1つ又は複数のフラップを制御するための方法を提供する。上記方法は、前記航空機の第1翼の第1フラップに移動自在に取り付けられた第1及び第2のアクチュエータのそれぞれに接続された第1及び第2のセンサから第1及び第2のセンサ信号を受信することを含みうる。前記1及び第2のセンサ信号は、前記第1及び第2のアクチュエータのそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連している。上記方法は、前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整することをさらに含みうる。

0012

本開示のいくつかの実施形態は、航空機の1つ又は複数のフラップを制御するためのシステムを提供する。上記システムは、前記航空機の第1翼に移動自在に取り付けられた第1フラップを含む。前記第1フラップは、延出位置と後退位置との間で移動可能である。第2フラップは、前記航空機の第2翼に移動自在に取り付けられている。前記第2フラップは、延出位置と後退位置との間で移動可動である。制御ユニットは、第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成される。

0013

少なくとも1つの実施形態において、前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップに接続されたアクチュエータのセンサにより出力される複数のセンサ信号を解析することにより、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定するように構成される。

0014

前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるように構成することができる。前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成することができる。前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成することができる。

0015

本開示のいくつかの実施形態は、航空機の1つ又は複数のフラップを制御するための方法を提供する。上記方法は、前記航空機の第1及び第2の翼のそれぞれにおける第1及び第2フラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定することを含みうる。前記第1及び第2フラップは、延出位置と後退位置との間で移動可動である。上記方法は、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整することをさらに含みうる。

0016

少なくとも1つの実施形態において、前記差異を特定する工程は、前記第1及び第2フラップに接続されたアクチュエータのセンサにより出力される複数のセンサ信号を解析することを含む。

0017

前記速度を調整する工程は、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げることを含みうる。前記速度を調整する工程は、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げることを含みうる。前記速度を調整する工程は、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げることを含みうる。

図面の簡単な説明

0018

本開示の実施形態による、フラップ同期システムを示す概略図である。
本開示の実施形態による、航空機の翼のフラップに接続されたアクチュエータを同期する方法を示すフロー図である。
本開示の実施形態による、航空機の翼に移動自在に取り付けられたフラップを同期する方法を示すフロー図である。
本開示の実施形態による航空機を示す上面図である。
本開示の実施形態によるアクチュエータを示す図である。

実施例

0019

上述した発明の概要、及び、以下に示す特定の実施形態についての詳細な説明は、添付の図面を参照しながら読むと、より理解が深まるであろう。本明細書において、「a」又は「an」との単語に続けて単数形で記載する要素又はステップは、複数の要素又はステップを必ずしも排除するものではない。さらに、「一実施形態」に言及することは、記載の特徴を盛り込んだ別の実施形態の存在を排除することを意図するものではない。加えて、特に明記されていない限り、特定の性質を有する1つの要素又は複数の要素を「含む(comprising)」又は「有する(having)」実施形態は、その性質を有さない別の要素を追加的に含んでいてもよい。

0020

本開示の実施形態は、分散型のフラップ作動を用いる高揚力作動システムに適用することができる。本開示の実施形態は、フラップに接続されたアクチュエータの位置及び/又は速度を検出し、これを受けて、アクチュエータのうちの1つ又は複数の速度を調整してアクチュエータを同期させることにより、フラップの斜行を低減するシステム及び方法を提供する。空力的特性を向上させる(すなわち、ネガティブな空力的効果を低減する)ために、1つ又は複数の他のフラップと関連付けられたアクチュエータの位置及び/又は速度が検出され、適切に調整される。

0021

本開示のいくつかの実施形態は、航空機(例えば、民間航空機軍用機ドローン、及び/又は、それに類するもの)を提供する。当該航空機は、フラップを有する翼と、フラップに接続されるとともに当該フラップを位置決めするように構成された複数のアクチュエータと、第1アクチュエータの速度又は位置のうちの一方又は両方を特定するために当該第1アクチュエータに関連付けられた第1センサと、第2アクチュエータの速度又は位置のうちの一方又は両方を特定するために当該第2アクチュエータに関連付けられた第2センサと、第1アクチュエータの速度及び/又は位置と、第2アクチュエータの速度及び/又は位置との間の差異を特定するように構成された制御ユニット又はコントローラと、を含みうる。制御ユニットは、どのアクチュエータが進んでいるアクチュエータであって、どのアクチュエータが遅れているアクチュエータであるかを特定し、進んでいるアクチュエータの速度を調整することにより(例えば、当該速度を下げることにより)、進んでいるアクチュエータと遅れているアクチュエータとの間の位置差を低減し、これにより、フラップが斜行する量及び/又は可能性を低減する。

0022

本開示のいくつかの実施形態は、航空機の翼のフラップを位置決めするために用いられる第1及び第2のアクチュエータを制御する方法を提供する。上記方法は、第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定し、第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定し、第1アクチュエータの位置及び/又は速度と、第2アクチュエータの位置及び/又は速度とを比較し、第1及び第2のアクチュエータのうち遅い方のアクチュエータを特定し、第1アクチュエータの位置が所望の位置から最も遠いか、或いは、第2アクチュエータの位置が所望の位置から最も遠いかを特定し、これにより、第1及び第2のアクチュエータのうちの一方を進んでいるアクチュエータとして特定し、第1及び第2のアクチュエータのうちの一方を遅れているアクチュエータとして特定し、進んでいるアクチュエータの速度を調整することにより、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくようにする、ことを含みうる。

0023

これに加えて、本開示の実施形態は、航空機の異なるフラップ間の動きを同期させるように構成されたシステム及び方法を提供する。例えば、制御ユニットは、第1及び第2のフラップの速度及び/又は位置を監視し、当該第1及び第2のフラップの動きを同期することができる。

0024

進んでいるアクチュエータとは、同じ又は異なるフラップに接続された他のアクチュエータの相対位置又は速度と比較して、(所望の進行方向に関し)前方の相対位置にあるか、及び/又は、速度が速いアクチュエータである。これとは逆に、遅れているアクチュエータとは、同じ又は異なるフラップに接続された他のアクチュエータの相対位置又は速度と比較して、(所望の進行方向に関し)後方の相対位置にあるか、及び/又は速度が遅いアクチュエータである。

0025

同様に、進んでいるフラップとは、他のフラップの相対位置又は速度と比較して、(所望の進行方向に関し)前方の相対位置にあるか、及び/又は、速度が速いフラップである。これとは逆に、遅れているフラップとは、他のフラップの相対位置又は速度と比較して、(所望の進行方向に関し)前方の相対位置にあるか、及び/又は、速度が遅いフラップである。

0026

図1は、本開示の実施形態による、フラップ同期システム100を示す概略図である。フラップ同期システム100は、航空機106の翼104におけるフラップ102と、航空機106の反対側の翼110におけるフラップ108とを含む。フラップ102及び108は、それぞれ、翼104及び110における後縁フラップであってもよい。

0027

フラップ102は、アクチュエータ112及び114に接続されており、フラップ108は、アクチュエータ116及び118に接続されている。アクチュエータ112及び118は、機外アクチュエータであってもよく、アクチュエータ114及び116は、機内アクチュエータであってもよい。アクチュエータ112、114、116、及び118は、後退位置と延出位置との間でフラップ102及び108を作動させるように構成された電気機械式アクチュエータであってもよい。アクチュエータ112、114、116、及び118は、米国特許第9,193,479号の「航空機のための高揚力システムの監視(Monitoring of High-Lift Systems for Aircraft)」に図示及び記載されているような駆動ステーションであってもよく、同出願の開示内容は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる。任意ではあるが、アクチュエータ112、114、116、及び118は、フラップ102及び108を動かすために用いられる様々な他の装置であってもよい。例えば、アクチュエータ112、114、116、及び118は、動力枢動ハーネス(powered pivotal harnesses)やリンク装置(linkages)などを含んでもよい。アクチュエータ112、114、116、及び118は、翼104及び110内に固定可能である。任意ではあるが、アクチュエータ112、114、116、及び118は、航空機106の胴体内に設けられ、リンク(links)やカプリング(coupling)などでフラップ102及び108に接続されてもよい。

0028

図示のように、アクチュエータ112及び114は、フラップ102の両端に設けてもよく、アクチュエータ116及び118は、フラップ108の両端に設けてもよい。任意ではあるが、アクチュエータ112及び114は、フラップの他の領域に設けてもよく、アクチュエータ116及び118は、フラップ108の異なる領域に設けてもよい。アクチュエータ112及び114間において機械的な連携はなくてもよいし、アクチュエータ116及び118間においても機械的な連携はなくてもよい。したがって、航空機106は、分散型高揚力システムを提供することができる。

0029

フラップ102は2つのアクチュエータ112及び114に接続されていることが示され、フラップ108は2つのアクチュエータ116及び118に接続されていることが示されているが、フラップ102及び108の各々は、追加のアクチュエータに接続されていてもよい。例えば、フラップ102の各々は、3つ又はそれ以上のアクチュエータに接続されてもよい。

0030

アクチュエータ112及び/又はフラップ102には、1つ又は複数のセンサ120が接続されている。センサ120は、アクチュエータ112及び/又はフラップ102の速度を検出するように構成してもよい。センサ120は、さらに(又は、代替として)、アクチュエータ112及び/又はフラップ102の位置を検出するように構成してもよい。センサ120は、翼104内に固定してもよい。任意ではあるが、センサ120は、航空機106の胴体内に設けて、リンクやカプリングなどでアクチュエータ112及び/又はフラップ102に接続してもよい。

0031

アクチュエータ114及び/又はフラップ102には、1つ又は複数のセンサ122が接続されている。センサ122は、アクチュエータ114及び/又はフラップ102の速度を検出するように構成してもよい。センサ122は、さらに(又は、代替として)、アクチュエータ114及び/又はフラップ102の位置を検出するように構成してもよい。センサ122は、翼104内に固定してもよい。任意ではあるが、センサ122は、航空機106の胴体内に設けて、リンクやカプリングなどでアクチュエータ114及び/又はフラップ102に接続してもよい。

0032

アクチュエータ116及び/又はフラップ108には、1つ又は複数のセンサ124が接続されている。センサ124は、アクチュエータ116及び/又はフラップ108の速度を検出するように構成してもよい。センサ124は、さらに(又は、代替として)、アクチュエータ116及び/又はフラップ108の位置を検出するように構成してもよい。センサ124は、翼110内に固定してもよい。任意ではあるが、センサ124は、航空機106の胴体内に設けて、リンクやカプリングなどでアクチュエータ116及び/又はフラップ108に接続してもよい。

0033

アクチュエータ118及び/又はフラップ108には、1つ又は複数のセンサ126が接続されている。センサ126は、アクチュエータ118及び/又はフラップ108の速度を検出するように構成してもよい。センサ126は、さらに(又は、代替として)、アクチュエータ118及び/又はフラップ108の位置を検出するように構成してもよい。センサ126は、翼110内に固定してもよい。任意ではあるが、センサ126は、航空機106の胴体内に設けて、リンクやカプリングなどでアクチュエータ118及び/又はフラップ108に接続してもよい。

0034

制御ユニット130は、アクチュエータ112、114、116、及び118に機能的に接続しており、これらと通信することができる。制御ユニット130は、航空機106の胴体内(例えば、コックピット内)に設けて、1つ又は複数の有線接続又は無線接続により各アクチュエータ112、114、116、及び118に接続してもよい。制御ユニット130は、航空機106のパイロットなどの操作者からの入力に基づいて、アクチュエータ112、114、116、及び118の動作を制御し、当該制御により、フラップ102及び108の動きを制御するように構成されている。

0035

制御ユニット130は、さらに、1つ又は複数の有線接続又は無線接続を介するなどして、センサ120、122、124、及び126に接続し、これらと通信することができる。制御ユニット130は、センサ120、122、124、及び126から信号を受信して、各アクチュエータ112、114、116、及び118の速度及び/又は位置を特定する。制御ユニット130は、センサ120、122、124、及び126から受信した信号に基づいて、アクチュエータ112、114、116、及び118の動きを調整することができる。例えば、制御ユニット130は、アクチュエータ112及び114が同期され、同じ速度でフラップ102を動かすようにするために、センサ120及び122から受信した信号に基づいて、アクチュエータ112及び114の速度を調整する。同様に、制御ユニット130は、アクチュエータ116及び118が同期され、同じ速度でフラップ108を動かすようにするために、センサ124及び126から受信した信号に基づいて、アクチュエータ116及び118の速度を調整する。これに加えて、制御ユニット130は、フラップ102及び108の両方が、所望の位置で同期され、所望の速度で動くように、センサ120、122、124、及び126から受信した信号に基づいて各フラップ102及び108の速度及び/又は位置を検出し、フラップ102及び108の動きを調整する。

0036

制御ユニット130は、センサ120及び122から信号を受信する。受信信号は、アクチュエータ112、114の速度、アクチュエータ112、114の位置、フラップ102の速度、及び/又は、フラップ102の位置に関連していてもよい。例えば、センサ120及び122によって出力され、制御ユニット130によって受信される信号は、それぞれ、アクチュエータ112及び114の位置及び速度に関するデータを供給する。

0037

制御ユニット130は、センサ120及び122から受信した信号を比較する。制御ユニット130は、センサ120及び122から受信した信号に基づいて、アクチュエータ112及び114間に位置的及び/又は速度的な差異が存在するか否かを判断する。差異が存在しない場合、制御ユニット130は、調整を行わずにアクチュエータ112及び114を継続して動作させる。しかしながら、アクチュエータ112及び114間に位置的及び/又は速度的な差異が存在する場合、制御ユニット130は、アクチュエータ112及び114の動きを調整する。例えば、制御ユニット130は、アクチュエータ112がアクチュエータ114に対して進んだ位置にあると判断した場合、制御ユニット130は、アクチュエータ114がアクチュエータ112の位置に追いつくまで、アクチュエータ112の速度を下げる。そして、制御ユニット130は、当該アクチュエータが追いついた時点で、アクチュエータ112及び114を同じ速度で動作させる。同様に、制御ユニット130は、例えば、アクチュエータ112がアクチュエータ114よりも速い速度で動いていると判断した場合、制御ユニット130は、アクチュエータ114がアクチュエータ112の位置及び速度に追いつくまで、アクチュエータ112の速度を下げる。そして、制御ユニット130は、当該アクチュエータが追いついた時点で、アクチュエータ112及び114を同じ速度で動作させる。

0038

このように、制御ユニット130は、アクチュエータ112及び114の動きを監視して、アクチュエータ112及び114のうちの一方が、アクチュエータ112及び114の他方よりも遅れているか否かを判断する。その後、制御ユニット130は、遅れているアクチュエータ112又は114が追いつけるように、進んでいるアクチュエータ112又は114の速度を調整し、これにより、アクチュエータ112及び114を同期して、フラップ102が斜行したり捻れたりする可能性を低減する(或いは、斜行又は捻れの程度を許容範囲内に制御する)。

0039

同様に、制御ユニット130は、センサ124及び126から受信した信号を比較する。制御ユニット130は、センサ124及び126から受信した信号に基づいて、アクチュエータ116及び118間に位置的及び/又は速度的な差異が存在するか否かを判断する。差異が存在しない場合、制御ユニット130は、調整を行わずにアクチュエータ116及び118を継続して動作させる。しかしながら、アクチュエータ116及び118間に位置的及び/又は速度的な差異が存在する場合、制御ユニット130は、アクチュエータ116及び118の動きを調整する。例えば、制御ユニット130は、アクチュエータ116がアクチュエータ118に対して進んだ位置にあると判断した場合、制御ユニット130は、アクチュエータ118がアクチュエータ116の位置に追いつくまで、アクチュエータ116の速度を下げる。そして、制御ユニット130は、当該アクチュエータが追いついた時点で、アクチュエータ116及び118を同じ速度で動作させる。同様に、制御ユニット130は、例えば、アクチュエータ116がアクチュエータ118よりも速い速度で動いていると判断した場合、制御ユニット130は、アクチュエータ118がアクチュエータ116の位置及び速度に追いつくまで、アクチュエータ116の速度を下げる。そして、制御ユニット130は、当該アクチュエータが追いついた時点で、アクチュエータ116及び118を同じ速度で動作させる。

0040

このように、制御ユニット130は、アクチュエータ116及び118の動きを監視して、アクチュエータ116及び118のうちの一方が、アクチュエータ116及び118の他方よりも遅れているか否かを判断する。その後、制御ユニット130は、遅れているアクチュエータ116又は118が追いつけるように、進んでいるアクチュエータ116又は118の速度を調整し、これにより、アクチュエータ116及び118を同期して、フラップ108が斜行したり捻れたりする可能性を低減する(或いは、斜行又は捻れの程度を許容範囲内に制御する)。

0041

これに加えて、制御ユニット130は、フラップ102及び108の相互の動きを監視して、これらが同期して動いていることを確認する。上述したように、制御ユニット130は、フラップ102に接続されたアクチュエータ112及び114の動き、及び、フラップ108に接続されたアクチュエータ116及び118の動きを同期して、フラップが斜行したり捻れたりする可能性を低減する(或いは、斜行又は捻れの程度を許容範囲内に制御する)。制御ユニット130は、センサ120、122、124、及び126から受信した信号を用いて、各フラップ102及び108の位置及び速度を特定する。制御ユニット130は、フラップ102及び108の位置及び/又は速度間に差異が存在するか否かを判断する。フラップ102及び108の位置及び/又は速度間に差異が存在しない場合、制御ユニット130は、フラップ102及び108の動きを調整しない。しかしながら、フラップ102及び108のうちの一方が、フラップ102及び108の他方よりも(位置及び/又は速度の点で)遅れていると制御ユニット130が判断した場合、当該制御ユニット130は、遅れているフラップ102又は108が、進んでいるフラップ102又は108に追いつくまで、進んでいるフラップ102又は108の速度を調整する。遅れているフラップ102又は108が、進んでいるフラップ102又は108に追いついた時点で、制御ユニット130は、同じ速度でフラップ102及び108(それぞれのアクチュエータ112、114、116、及び118を用いて)を動作させる。

0042

上述したように、制御ユニット130は、アクチュエータ112、114、116、118、及び、センサ120、122、124、126と通信を行う。制御ユニットは、例えば、センサ120及び112から信号を受信する。センサ信号は、アクチュエータ112及び114のそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連している。制御ユニット130は、受信した複数のセンサ信号を比較して、これらの間の差異を特定する。制御ユニット130は、第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、アクチュエータ112及び114のうちの一方又は両方の速度を調整する。例えば、制御ユニット130は、遅れているアクチュエータが、進んでいるアクチュエータに追いつくまで、進んでいるアクチュエータの速度を下げる。少なくとも1つの他の実施形態において、制御ユニット130は、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、遅れているアクチュエータの速度を任意で上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、制御ユニット130は、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、遅れているアクチュエータの速度を上げるとともに、進んでいるアクチュエータの速度を下げてもよい。制御ユニット130は、同様の方法で、アクチュエータ116及び118を動作させてもよい。

0043

さらに、制御ユニット130は、フラップ102及び108の位置及び速度を比較してもよい。制御ユニット130は、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、進んでいるフラップの速度を下げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、制御ユニット130は、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、遅れているフラップの速度を上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、制御ユニット130は、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、遅れているフラップの速度を上げるとともに、進んでいるフラップの速度を下げてもよい。

0044

本明細書において、「制御ユニット」、「ユニット」、「中央処理ユニット」、「CPU」、「コンピュータ」などの用語で表される要素は、プロセッサベース又はマイクロプロセッサベースのシステムを含みうる。当該システムは、マイクロコントローラ縮小命令セットコンピュータRISC)、特定用途向け集積回路ASIC)、論理回路、及び、本明細書に記載の機能を実行可能なハードウェアソフトウェア、又はこれらの組み合わせを有する他の回路プロセッサを使用するシステムを含む。これらは単なる例示であって、上記用語の定義及び/又は意味を制限するものではない。例えば、上述したように、制御ユニット130は、フラップ102及び108の動作を制御するように構成された1つ又は複数のプロセッサを含みうる。

0045

制御ユニット130は、データを処理するために、1つ又は複数の記憶素子(例えば、1つ又は複数のメモリ)に格納された一組の命令を実行するように構成されている。例えば、制御ユニット130は、1つ又は複数のメモリを含むか、或いは、これに接続されていてもよい。記憶素子は、要望又は必要に応じてデータ又は他の情報をさらに格納していてもよい。記憶素子は、処理マシン内の情報源又は物理的なメモリ素子の形態であってもよい。

0046

一組の命令は、処理マシンとしての制御ユニット130に対して、本明細書に記載された要旨の様々な実施形態における方法及びプロセスなどの、特定の動作を行うように指示する様々なコマンドを含みうる。一組の命令は、ソフトウェアプログラムの形態であってもよい。ソフトウェアは、システムソフトウェア又はアプリケーションソフトウェアなどの様々な形態をとりうる。さらに、ソフトウェアは、個々のプログラム集まり、より大きいプログラム内におけるプログラムの部分集合、又は、プログラムの一部の形態をとりうる。ソフトウェアは、オブジェクト指向プログラミングの形態でのモジュラープログラミングをさらに含みうる。処理マシンによる入力データの処理は、ユーザコマンド応答して行ってもよいし、前回の処理結果に応答して行ってもよいし、他の処理マシンの要求に応答して行ってもよい。

0047

本明細書における実施形態の図面には、制御ユニット130などの、1つ又は複数の制御ユニット又は処理ユニットが示されている。なお、処理ユニット又は制御ユニットは、回路、回路系(circuitry)、又は、その一部を表しており、これらは、関連する命令(例えば、コンピュータハードドライブ、ROM、RAMなどの、有形の非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納されたソフトウェア)を有するとともに本明細書に記載の動作を行うハードウェアとして実現することができる。ハードウェアは、本明細書に記載の機能を実行するために有線接続された(hardwired)ステートマシン回路系(state machine circuitry)を含みうる。任意ではあるが、ハードウェアは、マイクロプロセッサ、プロセッサ、コントローラなどの1つ又は複数のロジックベースの装置を含むか、これに接続されているか、或いは、その両方である電子回路を含んでもよい。任意ではあるが、制御ユニット130は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロプロセッサなどのうちの1つ又は複数で構成される、処理回路系を表していてもよい。様々な実施形態における回路は、本明細書に記載の機能を実行するための1つ又は複数のアルゴリズムを実行するように構成してもよい。1つ又は複数のアルゴリズムは、フロー図や方法に明示されているか否かに関わらず、本開示の実施形態の側面を含みうる。

0048

本明細書において、「ソフトウェア」及び「ファームウェア」との用語は、同義であり、コンピュータによる実行のためにメモリに格納される任意のコンピュータプログラムを含む。このようなメモリには、RAMメモリROMメモリEPROMメモリ、EEPROMメモリ、及び、不揮発性RAM(NVRAM)メモリが含まれる。上記のメモリの種類は、単なる例示であり、コンピュータプログラムの格納に使用可能なメモリの種類を限定するものではない。

0049

図2は、本開示の実施形態による、航空機の翼のフラップに接続されたアクチュエータを同期する方法を示すフロー図である。制御ユニット130(図1に示す)は、図2に示し説明したフロー図に従って動作することができる。

0050

最初に、パイロットフラップハンドル(pilot flap handle)、又は、他の同様の入力装置からコマンドが入力される。次に、200において、翼のフラップに接続された第1及び第2のアクチュエータの位置及び速度に関連する検出信号(例えば、アクチュエータ及び/又はフラップに接続された1つ又は複数のセンサにより出力される)が、例えば、制御ユニット130により受信される。202において、検出信号間の位置差が存在するか否かが(例えば、制御ユニット130により)判断される。位置差が存在する場合、204において、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、進んでいるアクチュエータの速度を下げる。任意ではあるが、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、遅れているアクチュエータの速度を上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、進んでいるアクチュエータの速度を落とすとともに、遅れているアクチュエータの速度を上げてもよい。次に、方法は204から206に進み、このステップにおいて、検出信号間に速度差が存在するか否かが判断される。検出信号間に速度差が存在する場合、方法は206から208に進み、このステップにおいて、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、進んでいるアクチュエータの速度を下げる。任意ではあるが、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、遅れているアクチュエータの速度を上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、遅れているアクチュエータが進んでいるアクチュエータに追いつくまで、進んでいるアクチュエータの速度を落とすとともに、遅れているアクチュエータの速度を上げてもよい。その後、方法は、200に戻る。

0051

202において、検出信号間に位置差が存在しない場合、方法は、202から206に進む。206において、検出信号間に速度差が存在しない場合、方法は、200に戻る。

0052

図3は、本開示の実施形態による、航空機の翼に移動自在に取り付けられたフラップを同期する方法を示すフロー図である。制御ユニット130(図1に示す)は、図3に示し説明したフロー図に従って動作することができる。

0053

最初に、パイロットフラップハンドル、又は、他の同様の入力装置からコマンドが入力される。次に、300において、航空機の両翼におけるフラップの位置及び速度に関連する検出信号が、例えば、制御ユニット130により受信される。制御ユニット130は、フラップを互いに比較してもよい。当該比較は、フラップが斜行したり捻れたりする可能性を低減する(或いは、斜行又は捻れの程度を許容範囲内に制御する)ために、制御ユニット130が、各フラップに接続されたアクチュエータを同期した後に行われてもよい。例えば、図3に示し説明する方法は、図2に示し説明する方法の後に行ってもよいし、同時に行ってもよい。検出信号は、アクチュエータ及び/又はフラップに接続されたセンサにより出力される。

0054

302において、フラップ間の位置差が存在するか否かが(例えば、制御ユニット130により)判断される。フラップの位置を(検出信号の解析などにより)互いに比較して、フラップの角度位置、線形位置、及び/又は回転位置の間に差異があるか否かを判断してもよい。フラップ間に位置差が存在する場合、方法は、302から304に進み、このステップにおいて、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、進んでいるフラップの速度を下げる。任意ではあるが、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、遅れているフラップの速度を上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、進んでいるフラップの速度を下げるとともに、遅れているフラップの速度を上げてもよい。次に、方法は304から306に進み、このステップにおいて、フラップ間に速度差が存在するか否かが判断される。フラップ間に速度差が存在する場合、方法は、306から308に進み、このステップにおいて、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、進んでいるフラップの速度を下げる。任意ではあるが、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、遅れているフラップの速度を上げてもよい。少なくとも1つの他の実施形態において、遅れているフラップが進んでいるフラップに追いつくまで、進んでいるフラップの速度を下げるとともに、遅れているフラップの速度を上げてもよい。その後、方法は、300に戻る。

0055

302において、フラップ間に位置差が存在しない場合、方法は、302から306に進む。306において、フラップ間に速度差が存在しない場合、方法は、300に戻る。

0056

図1〜3を参照すると、制御ユニット130は、アクチュエータ及び/又はフラップの位置及び速度を比較して調整する。この比較及び調整は、米国特許第9,193,479号の「航空機のための高揚力システムの監視(Monitoring of High-Lift Systems for Aircraft)」に記載されているような態様で高揚力システムにおけるエラーの有無について監視を行った後に行ってもよい。高揚力システムにおけるエラーの有無についての監視は、制御ユニット130、及び/又は、他のコントローラ若しくは制御ユニットにより行われてもよい。

0057

図4は、本開示の実施形態による航空機106を示す上面図である。航空機106は、胴体107と、この胴体107の右側及び左側のそれぞれから延びる翼104及び110とを含む。翼104及び110は、これら翼104及び110の後縁から延出した際に抗力又は揚力を増大させるように構成された延出可能フラップ102及び108を含む。フラップ102及び108は、航空機106で実施される高揚力システムの一部である。翼104及び110の各々に対して1つのフラップが図示されているが、翼104及び110の各々に対して複数のフラップを設けてもよい。

0058

図1及び4を参照すると、制御ユニット130は、パイロットや飛行制御システム等からの入力に応答して、フラップ102及び108を延出させたり後退させたりする。制御ユニット130は、アクチュエータ112、114、116、及び118の各々に電力を供給することができる(これに加えて、或いは、これに代えて、航空機の電力システムにより電力が供給されてもよい)。アクチュエータ112、114、116、及び118は、電気的に制御可能であるため、電気機械式アクチュエータ(EMA)と呼ばれることもある。制御ユニット130は、センサ120、122、124、及び126を用いて、アクチュエータ112、114、116、及び118の動作を監視する。これらのセンサは、それぞれ、アクチュエータ112、114、116、及び118に組み込まれていてもよい。

0059

図5は、本開示の実施形態によるアクチュエータ500を示す図である。アクチュエータ112、114、116、及び118(図1に示す)のうちの1つ又は複数は、アクチュエータ500として構成することができる。このアクチュエータは、駆動ステーションであってもよい。

0060

アクチュエータ500は、電気モーター501と、歯車列502と、駆動ネジ503とを含みうる。モーター501は、制御ユニット130(図1に示す)からの信号に応答して、時計回り又は反時計回りに回転することができる。モーター501の回転運動により、歯車列502における一連歯車が回転する。この歯車列は、モーター501の回転運動を減速するために利用することができる。歯車列502は、次に、駆動ネジ503に回転運動を伝える。駆動ネジ503は、ボールナットジンバルなどの接続部材510を含む。この接続部材は、駆動ネジ503が回転すると、当該駆動ネジ503に沿って上方又は下方に動く。したがって、駆動ネジ503は、モーター501及び歯車列502の回転運動を接続部材510の直線運動に変換する。図5には示していないが、接続部材510は、アーム(図示略)の一端に接続するように構成されており、当該アームの他端は、フラップの一側面に接続している。したがって、接続部材510が、駆動ネジ503を上下に動くと、その動きがアームに伝わって、フラップを延出させたり後退させたりする。

0061

アクチュエータ500は、逆戻り防止装置(no-back device)520をさらに含みうる。逆戻り防止装置520は、アクチュエータ500がフラップから外れた場合に、フラップを逆方向に動作させないためのブレーキとして機能する。例えば、モーター501が動作不能である場合、ノーバック装置520が係合して、フラップの動作を止めるように機能する。

0062

アクチュエータ500は、一体型位置センサ522を含みうる。位置センサ522は、ノーバック装置520とフラップとの間に設置可能であり、アクチュエータ500の出力位置を監視する(例えば、駆動ネジ503の回転角)。これに代えて、位置センサ522は、接続部材510に設置してもよいし、フラップに直接取り付けてもよい。

0063

アクチュエータ500は、モーターセンサ524をさらに含みうる。モーターセンサ524は、モーター501に対する電流引き込み又は負荷を監視するように構成することができる。モーターセンサ524は、さらに、モーター501の位置及び/又は速度を監視することができる。モーター501の位置は、例えば、ホール効果センサ又は回転式センサを用いて、正方向又は逆方向への回転数により示される。

0064

図1〜5を参照すると、本開示の実施形態は、航空機の1つ又は複数の翼のフラップ動作を同期させるシステム及び方法を提供する。本開示の実施形態は、フラップが、動作中に斜行したり捻れたりする可能性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法を提供する。本開示の実施形態は、航空機フラップシステムの翼間の非対称性を排除、最小化、又は低減するシステム及び方法を提供する。本開示の実施形態は、前縁フラップ及び/又は後縁フラップを制御するために用いることができる。

0065

本明細書において、ある処理や動作を実行する「ように構成された(configured to)」構造、限定事項、又は要素は、当該処理や動作に対応した態様で特に構造的に形成、構成、又は適合されたものである。明瞭化するため、及び疑義を避けるために説明すると、単に、当該処理や動作を実行するように変形可能なだけの物体は、本明細書に記載されているような、処理又は動作を実行する「ように構成された」とはいえない。

0066

上述した説明は、例示的なものであり、何ら限定を意図するものではない。例えば、上述した実施形態(及び/又は、その態様)は、互いに組み合わせて用いることができる。加えて、様々な実施形態の範囲を逸脱することなく、これらの教示に特定の状況や材料を適合させるために多くの変更が可能である。本明細書で説明している材料の寸法及び種類は、本開示の様々な実施形態のパラメータを規定するためのものであり、これら実施形態は、決して限定を課すものではなく、例示的な実施形態に過ぎない。上記説明を検討すれば、当業者には他の多くの実施形態が明らかであろう。したがって、本開示の様々な実施形態の範囲は、添付の請求の範囲を参照するとともに、これら請求の範囲に認められる均等物の全範囲も併せて参照して決定されるべきである。添付の請求の範囲において用いられる「含む」および「であって」等の用語は、それぞれ、「具備する」および「において」等と意味を同じくする表現として用いられている。加えて、「第1」、「第2」、「第3」などの用語は、単なる区別のための標識として用いられており、これらにより言及される対象にたいして数的な要件を課すものではない。更に、以下の請求の範囲における限定事項は、ミーンズプラスファンクション形式で記載されておらず、米国特許法第112条第(f)項に基づいた解釈を意図するものではない。ただし、これらの請求項の限定事項において、「means for」との表現が明記され、これに続いて、機能が記載されるとともに、さらなる構造が規定されていない場合を除く。

0067

さらに、本開示は、以下の付記による実施形態を含む。

0068

付記1.航空機の1つ又は複数のフラップを制御するためのシステムであって、
前記航空機の第1翼に移動自在に取り付けられ、延出位置と後退位置との間で移動可能な第1フラップと、
前記第1フラップに接続された第1アクチュエータと、
前記第1アクチュエータに接続されるとともに、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第1アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第1センサ信号を出力するように構成された第1センサと、
前記第1フラップに接続された第2アクチュエータと、
前記第2アクチュエータに接続されるとともに、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第2アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第2センサ信号を出力するように構成された第2センサと、
前記第1アクチュエータ、前記第1センサ、前記第2アクチュエータ、及び、前記第2センサと通信する制御ユニットと、を含み、前記制御ユニットは、
前記第1及び第2のセンサから、それぞれ前記第1及び第2のセンサ信号を受信し、
前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、
前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、システム。

0069

付記2.前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるように構成されている、付記1に記載のシステム。

0070

付記3.前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成されている、付記1又は2に記載のシステム。

0071

付記4.前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げるように構成されている、付記1、2、又は3に記載のシステム。

0072

付記5.前記航空機の第2翼に移動自在に取り付けられ、延出位置と後退位置との間で移動可動な第2フラップと、
前記第2フラップに接続された第3アクチュエータと、
前記第3アクチュエータに接続されるとともに、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第3アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第3センサ信号を出力するように構成された第3センサと、
前記第2フラップに接続された第4アクチュエータと、
前記第4アクチュエータに接続されるとともに、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方を特定して、前記第4アクチュエータの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第4センサ信号を出力するように構成された第4センサと、
前記第3アクチュエータ、前記第3センサ、前記第4アクチュエータ、及び、前記第4センサと通信する制御ユニットと、をさらに含み、前記制御ユニットは、さらに、
前記第3及び第4のセンサから、それぞれ前記第3及び第4のセンサ信号を受信し、
前記第3及び第4のセンサ信号を比較して、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異を特定し、
前記第3及び第4のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第3又は第4のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、付記1、2、3、又は4に記載のシステム。

0073

付記6.前記制御ユニットは、
前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、
前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成されている、付記5に記載のシステム。

0074

付記7.前記制御ユニットは、前記第1、第2、第3、及び第4のセンサ信号を解析することにより、前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定するように構成されている、付記6に記載のシステム。

0075

付記8.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるように構成されている、付記6又は7に記載のシステム。

0076

付記9.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成されている、付記6、7、又は8に記載のシステム。

0077

付記10.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整するように構成された前記制御ユニットは、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げるように構成されている、付記6、7、8、又は9に記載のシステム。

0078

付記11.航空機の1つ又は複数のフラップを制御するための方法であって、
前記航空機の第1翼の第1フラップに移動自在に取り付けられた第1及び第2のアクチュエータのそれぞれに接続された第1及び第2のセンサから、前記第1及び第2のアクチュエータのそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第1及び第2のセンサ信号を受信し、
前記第1及び第2のセンサ信号を比較して、前記第1及び第2のセンサ信号間の差異を特定し、
前記第1及び第2のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第1又は第2のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことを含む方法。

0079

付記12.前記調整の工程は、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げることを含む、付記11に記載の方法。

0080

付記13.前記調整の工程は、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げることを含む、付記11又は12に記載の方法。

0081

付記14.前記調整の工程は、
前記第1及び第2のアクチュエータのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータが、前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータに追いつくまで、
前記第1及び第2のアクチュエータのうちの進んでいる方のアクチュエータの速度を下げるとともに、
前記第1及び第2のアクチュエータのうちの遅れている方のアクチュエータの速度を上げる、ことを含む、付記11、12、又は13に記載の方法。

0082

付記15.前記航空機の第2翼の第2フラップに移動自在に取り付けられた第3及び第4のアクチュエータのそれぞれに接続された第3及び第4のセンサから、前記第3及び第4のアクチュエータのそれぞれの位置又は速度のうちの一方又は両方に関連する第3及び第4のセンサ信号を受信し、
前記第3及び第4のセンサ信号を比較して、前記第3及び第4のセンサ信号間の差異を特定し、
前記第3及び第4のセンサ信号間の差異に基づいて、前記第3又は第4のアクチュエータのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことをさらに含む、付記11、12、13、又は14に記載の方法。

0083

付記16.前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定し、
前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異に基づいて、前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整する、ことをさらに含む、付記15に記載の方法。

0084

付記17.前記第1及び第2のフラップの速度又は位置のうちの一方又は両方の間の差異を特定する工程は、前記第1、第2、第3、及び第4のセンサ信号を解析することを含む、付記15又は16に記載の方法。

0085

付記18.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整する工程は、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げることを含む、付記15、16、又は17に記載の方法。

0086

付記19.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整する工程は、前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも遅れている場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げることを含む、付記15、16、17、又は18に記載の方法。

0087

付記20.前記第1及び第2のフラップのうちの一方又は両方の速度を調整する工程は、
前記第1及び第2のフラップのうちの一方が他方よりも進んでいる場合、前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップが、前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップに追いつくまで、
前記第1及び第2のフラップのうちの進んでいる方のフラップの速度を下げるとともに、
前記第1及び第2のフラップのうちの遅れている方のフラップの速度を上げる、ことを含む、付記15、16、17、18、又は19に記載の方法。

0088

本明細書の記載は、例を用いて、ベストモードを含む本開示の様々な実施形態を開示するものであり、また、任意の装置又はシステムの作製及び使用、並びに、組み入れられた方法の実行を含む様々な実施形態を当業者にとって実施可能にするものである。本開示の様々な実施形態について特許を求める範囲は、特許請求の範囲によって規定されるものであり、当業者が想定しうる他の例を含みうる。そのような他の例は、それらが、特許請求の範囲の文言相違のない構成要素を有する場合、又は、特許請求の範囲の文言に対して非本質的な相違を有するだけの均等の構成要素を含む場合、特許請求の範囲に包含されると考えられるべきである。

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