專利名稱：液壓地面推進系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飛行器地面推進系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及一種液壓地面推進系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在滑行期間飛行器使用地面推進系統(tǒng)來控制起落架的軸和輪的速度和轉(zhuǎn)矩。通常，飛行器發(fā)動機被用來作為推進動力。然而，使用飛行器發(fā)動機用于滑行效率較低并且給
地面人員造成安全風險?？商鎿Q地，可以使用牽引桿/輪拖引器(wheel tug)。然而，使用牽引桿/輪拖引器用于推回和操縱會造成對地面支持人員和設(shè)備的依賴。此外，當在遠程跑道之間工作時，飛行器必須承載牽引桿的額外的重量。牽引桿可重達數(shù)百磅。另ー個可替換的方法是使用一個或更多個更高功率的電動機來推進飛行器進行滑行。這些電動機需要液體套管冷卻以避免超過電動機的最高溫度。然而，在飛行期間由于著陸艙室(bay)區(qū)域的較低環(huán)境溫度用于冷卻電動機的冷卻劑會凍結(jié)。此外，將冷卻剤線導(dǎo)引通過收起的起落架是困難的。此外，使用電動機需要使用逆變器、整流器和放大器來改變電動機速度。這些裝置也需要冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，公開了ー種可以改變用于滑行的輪軸的轉(zhuǎn)矩和速度的液壓地面推進系統(tǒng)。該液壓地面推進系統(tǒng)201不使用來自于發(fā)動機的功率，而是具有來自于輔助電源的功率輸出。該系統(tǒng)包括至少ー個輪、至少ー個軸、飛行器功率接口裝置、電動機、液壓系統(tǒng)、驅(qū)動組件及控制器。輪被以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到輪軸上。電動機被耦接到飛行器功率接口裝置并通過該飛行器功率接口裝置接收來自于輔助功率源的功率。液壓系統(tǒng)由電動機驅(qū)動。驅(qū)動組件將輪軸機械地耦接到液壓系統(tǒng)。驅(qū)動組件由液壓系統(tǒng)機械地驅(qū)動。驅(qū)動組件將能量從液壓系統(tǒng)傳遞到輪軸?？刂破骰陲w行員轉(zhuǎn)矩命令來控制電動機和液壓系統(tǒng)。控制器可以基于飛行員轉(zhuǎn)矩命令和至少ー個環(huán)境參數(shù)這二者來控制電動機和液壓系統(tǒng)。該至少ー個環(huán)境參數(shù)可以是但不限于輪速、飛行器狀態(tài)(例如在空中或地面)、液壓流體溫度和排放殼體(drain case)壓力?？刂破鳘毩⒌乜刂瓶勺兣帕恳簤罕煤涂勺兣帕恳簤厚R達。電動機是向液壓系統(tǒng)提供電源的恒速交流電動機。液壓系統(tǒng)包括流體貯存器、可變排量液壓泵、供給泵(charge pump)和可變排量液壓馬達。流體貯存器存儲用于液壓系統(tǒng)的液壓流體?？勺兣帕恳簤罕没趤碜杂诳刂破鞯牡谝慌帕靠刂菩盘柨勺兊靥峁┘訅旱囊簤毫黧w。電動機向可變排量液壓泵提供排量轉(zhuǎn)矩。供給泵具有第一端和第二端。第一端附接到流體貯存器，第二端附接到可變排量液壓泵。供給泵將液壓流體從流體貯存器泵送到可變排量液壓泵。供給泵由電動機驅(qū)動?？勺兣帕恳簤厚R達基于來自于控制器的第二排量控制信號向驅(qū)動組件可變地提供機械能?？勺兣帕恳簤厚R達被供給加壓的液壓流體。液壓系統(tǒng)還包括第一液壓管線和第二液壓管線。第一液壓管線具有第一端和第二端。第一端連接到可變排量液壓泵，第二端連接到可變排量液壓馬達。第二液壓管線也具有第一端和第二端。第一端連接到可變排量液壓馬達，第二端連接到可變排量液壓泵。 液壓系統(tǒng)還包括第一液壓控制管線和第二液壓控制管線。第一液壓控制管線附接到可變排量液壓泵并用于基于來自于控制器的第一排量控制信號來調(diào)節(jié)可變排量泵的排量。第二液壓控制管線附接到可變排量液壓馬達并用于基于來自于控制器的第二排量控制信號來調(diào)節(jié)可變排量電動機的排量。、可變排量液壓泵和可變排量液壓馬達是雙向的?？勺兣帕恳簤厚R達、驅(qū)動組件、至少ー個輪軸以及至少ー個輪都布置在輪轂中?？勺兣帕恳簤罕谩⒘黧w貯存器、控制器以及電動機位于起落架艙室中。當飛行器處于著陸前的預(yù)設(shè)時間段內(nèi)時，控制器在可變排量液壓馬達被設(shè)置成空擋模式的情況下激活可變排量液壓泵。液壓系統(tǒng)還包括第一溫度控制系統(tǒng),該第一溫度控制系統(tǒng)用于基于來自于控制器的控制信號來冷卻液壓流體和加壓的液壓流體。第一溫度控制系統(tǒng)可以是強迫風冷卻系統(tǒng)。地面推進系統(tǒng)還包括第二溫度控制系統(tǒng)，用于當液壓流體的溫度低于預(yù)設(shè)的閾值時加熱液壓流體。第二溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱元件。加熱元件是電阻性加熱元件。地面推進系統(tǒng)還包括第二溫度控制系統(tǒng)，用于當液壓流體的粘度低于預(yù)設(shè)的閾值時加熱液壓流體。加熱元件位于流體貯存器附近。地面推進系統(tǒng)還包括電動機冷卻系統(tǒng)，用于冷卻電動機。驅(qū)動組件包括齒輪箱，耦接到可變排量液壓馬達；離合器組件，耦接到至少ー個輪軸，離合器組件具有第一位置和第二位置，第一位置是接合位置，第二位置是分離位置；以及剪切組件，所述剪切組件具有耦接到齒輪箱的第一端和耦接到離合器組件的第二端。剪切組件在齒輪箱和離合器組件之間具有機械剪切點，該機械剪切點中斷齒輪箱和至少ー個輪軸之間的機械鏈接，以在接合位置中離合器組件出故障的情況下允許至少ー個輪自由地旋轉(zhuǎn)。齒輪箱包括適于以第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)的至少ー個齒輪，第一方向沿著向前的方向移動飛行器，第二方向沿著相反的方向移動飛行器。至少ー個輪包括第一輪和第二輪,至少ー個輪軸包括第一輪軸和第二輪軸。第一輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到第一輪軸，第二輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到第二輪軸。地面推進系統(tǒng)還包括第二可變排量電動機；第二驅(qū)動組件，該第二驅(qū)動組件機械地耦接到第二輪軸并機械地耦接到第二可變排量電動機；以及至少ー個流體分配器，該至少ー個流體分配器將來自于可變排量泵的加壓的液壓流體在可變排量電動機和第二可變排量電動機之間分配。


本發(fā)明的這些和其它特征、益處及優(yōu)點通過參照下面的附圖將變得更加明顯，貫穿所有附圖，相似的附圖標記表示相似的結(jié)構(gòu)，其中圖I示出了具有起落架的飛行器；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的地面推進系統(tǒng)的框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動系統(tǒng)的框圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第一地面推進系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二地面推進系統(tǒng)的一部分的示意圖；以及圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的液壓流體加熱系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式圖I示出了飛行器I。該飛行器I具有用于滑行、起飛和著陸的三組輪前起落架(nose gear) 20A以及兩個后/主起落架20B(統(tǒng)稱為“輪組件”)。為了描述的目的，輪組件被描述為輪組件15。在著陸期間，輪組件20A和20B分別從起落架艙室15A和15B延伸。輪組件20A和20B的延伸由駕駛艙10中的飛行員控制。主發(fā)動機5用于在起飛期間推進飛行器I。然而，在滑行期間，使用此處所描述的液壓地面推進系統(tǒng)來控制軸/輪的速度和轉(zhuǎn)矩。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的液壓地面推進系統(tǒng)201的框圖。液壓地面推進系統(tǒng)201可以被包括在前起落架20A和/或后/主起落架20B這二者中。液壓地面推進系統(tǒng)201具有系統(tǒng)控制器205。系統(tǒng)控制器205可以位于飛行器I中的任何位置。系統(tǒng)控制器205向液壓系統(tǒng)220輸出排量命令以產(chǎn)生合適的系統(tǒng)輸出速度和轉(zhuǎn)矩。系統(tǒng)控制器205包括處理部分、諸如非易失性和易失性存儲器的存儲器、時鐘和各種輸入/輸出接ロ，以與液壓地面推進系統(tǒng)201的各種元件及飛行器控制器(未示出)相接。系統(tǒng)控制器205被編程以執(zhí)行在此描述的功能。程序存儲在存儲器中。此外，系統(tǒng)控制器存儲器包括在此描述的預(yù)設(shè)的閾值。液壓系統(tǒng)220由恒速交流電動機210 ( “交流電動機”)驅(qū)動。參照圖4和圖5更加詳細地描述液壓系統(tǒng)220。在飛行器的滑行操作期間，飛行器的發(fā)動機5被關(guān)閉。飛行器輔助功率単元(auxiliary power unit,APU) 200向飛行器115V交流總線(未示出)提供功率，該飛行器115V交流總線通過系統(tǒng)控制器205連接到交流電動機210。交流電動機210在不使用時被關(guān)閉。系統(tǒng)控制器205將有效地開啟和關(guān)斷從APU 200到交流電動機210的功率。飛行員使用用戶輸入部分(例如駕駛艙界面)245來控制滑行的速度和方向。用戶輸入部分245可以是但不限于操縱桿和油門踏板。系統(tǒng)控制器205持續(xù)地監(jiān)控來自用戶輸入部分245的飛行員命令。此外，系統(tǒng)控制器205可以監(jiān)控環(huán)境傳感器250并根據(jù)需要調(diào)節(jié)速度和轉(zhuǎn)矩。環(huán)境傳感器250可以是但不限于溫度傳感器和速率傳感器，該速率傳感器感測輪的速度或速率。溫度傳感器檢測流經(jīng)液壓系統(tǒng)250的液壓流體的溫度。此外，系統(tǒng)控制器205可以監(jiān)控其他飛行器和系統(tǒng)參數(shù)，例如但并不限于空中/地面狀態(tài)(即，輪上的重量)、液壓流體溫度及排放殼體壓力。來自于環(huán)境傳感器250的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線(未示出)對系統(tǒng)控制器205可用。交流電動機210可以使用小型冷卻系統(tǒng)被冷卻，例如但不限于強迫風系統(tǒng)。此外，如果交流電動機210和由交流電動機210驅(qū)動的液壓泵容置在相同的組件中，電動機所產(chǎn)生的熱可以通過液壓流體從電動機帶走。如后面將要詳細描述的，系統(tǒng)控制器205還控制加熱系統(tǒng)255，該加熱系統(tǒng)255用于當飛行器I位于空中且環(huán)境溫度較低時防止液壓流體凍結(jié)。后面將會參照圖6更詳細地描述加熱系統(tǒng)255。液壓系統(tǒng)220機械地耦接到驅(qū)動組件230。圖3示出了驅(qū)動組件230。如圖3所示，驅(qū)動組件230包括具有至少ー個齒輪的齒輪箱300以增加輸出轉(zhuǎn)矩。齒輪箱300位于液壓馬達輸出和輪/軸240之間。齒輪被配置成沿向前和相反的方向旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動組件230中的離合器320位于齒輪箱300和輪/軸240之間以允許起飛和著陸期間的慣性滑行。離合器320具有兩個位置，ー個位置將輪/軸240接合到齒輪箱300，
而另ー個位置將輪/軸240與齒輪箱300分離。每當液壓地面推進系統(tǒng)201正提供轉(zhuǎn)矩來移動輪/軸240時離合器320被接合。當著陸、起飛、斷電或在滑行速度超過了預(yù)定的閾值的情況下離合器320被分離。離合器320可以是雙向自由輪離合器。此外，離合器320可以是摩擦類型離合器或牙嵌離合器。這種類型的離合器需要由系統(tǒng)控制器205提供的控制信號和驅(qū)動裝置。機械剪切組件310位于齒輪箱300和離合器320之間以便于在接合位置中離合器出故障的情況下斷開輪/軸240和齒輪箱300之間的機械鏈接。驅(qū)動組件230和輪/軸240都位于輪轂或輪組件20內(nèi)。輪附接到軸并被配置成正向或反向自由旋轉(zhuǎn)。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的電動機210、液壓系統(tǒng)220和驅(qū)動組件230的示意圖。交流電動機210驅(qū)動可變排量液壓泵400，通過第一液壓管線450向液壓馬達430提供加壓的液壓流體。液壓流體存儲在貯存器420中。供給泵405將液壓流體從貯存器420泵送到液壓泵400的低壓カ側(cè)。供給泵405和液壓泵400在相同的轉(zhuǎn)矩傳遞機構(gòu)、例如但不限于軸上連接如交流電動機210，這樣交流電動機210還驅(qū)動供給泵405。液壓流體通過第二液壓管線455從液壓馬達430返回到液壓泵400。此外，在可變排量液壓泵400和可變排量液壓馬達430中通過內(nèi)部泄漏失去的液壓流體流到殼體引流管(case drain)460,流經(jīng)熱交換器425及過濾器410，且然后存儲在貯存器420中。殼體引流管在圖4和圖5中通過虛線表示。任何已知類型的可變排量液壓泵400都可用在可變液壓系統(tǒng)220中，可變排量液壓泵包括但不限于軸向活塞泵。軸向活塞泵包括旋轉(zhuǎn)斜盤和多個活塞。旋轉(zhuǎn)斜盤連接到活塞。當活塞旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)斜盤的角度使活塞移入其各自的汽缸(cylinder)中且從其移出。在輸出端，旋轉(zhuǎn)閥將每個汽缸分別交替地連接到第一或第二液壓管線450、455。液壓流體的流速可以改變。例如，在軸向活塞泵中，可以通過調(diào)節(jié)液壓泵400中的旋轉(zhuǎn)斜盤(未示出)的角度來改變液壓流體的流速。如果旋轉(zhuǎn)斜盤與(活塞的)旋轉(zhuǎn)軸垂直，將沒有流體流動。隨著旋轉(zhuǎn)斜盤的角度増加，大量的流體被泵送。第一液壓管線450是高壓力管線而第二液壓管線455或回流管線是低壓カ管線。卸壓閥415防止液壓流體的過大壓力的累積進入過濾器410。此外，設(shè)置有熱交換器425以防止較大的溫度増加。熱交換器425可以是但不限于強迫風系統(tǒng)。如果交換器通過風機提供其自身的強迫風，熱交換器425可以由系統(tǒng)控制器205控制。環(huán)境傳感器250感測液壓流體的溫度。感測的溫度通過數(shù)據(jù)總線(未示出)傳送到系統(tǒng)控制器205。當感測的溫度大于預(yù)設(shè)的閾值時，系統(tǒng)控制器205向熱交換器425輸出控制信號。響應(yīng)于該控制信號，熱交換器425冷卻液壓流體。在至供給泵405的回流管線中包括有過濾器410以去除來自于液壓流體的殘渣。止回閥435位于第一和第二液壓管線450、455中。止回閥允許液壓流體從低壓力(供給)管線465分別傳遞到第一或第二液壓管線450、455。止回閥435提供液壓流體以灌注液壓系統(tǒng)220中的管線。在第一和第二液壓管線中(分別在低壓カ(供給)管線與第一和第二液壓管線450,455之間)也包括有卸壓閥415以防止液壓系統(tǒng)220被過度加壓。、如圖4所示，液壓馬達430位于輪組件20中。液壓系統(tǒng)220的其余部分位于起落架艙室15中。此外，交流電動機210可以位于起落架艙室15中?？商鎿Q地，液壓系統(tǒng)220的其余部分可以位于駕駛艙10附近。系統(tǒng)控制器205可以位于駕駛艙10或起落架艙室15中。圖4和圖5中的虛線示出了起落架艙室15和輪組件20之間的劃分。系統(tǒng)控制器205基于飛行員轉(zhuǎn)矩命令分別控制可變液壓泵和電動機400、430的排量，從而最終控制轉(zhuǎn)矩和速度。分別通過第一和第二排量控制管線440、445中的壓カ來控制排量。系統(tǒng)控制器205輸出兩個排量信號ー個信號用于泵排量,而另ー個信號用于電動機排量。排量信號分別被輸入到第一和第二控制閥480、485。第一和第二控制閥480、485將來自于系統(tǒng)控制器205的電控制信號轉(zhuǎn)換成液壓信號,該液壓信號被饋送給液壓泵400和液壓馬達430。可替換地，來自于系統(tǒng)控制器205的電控制信號可以被直接地饋送給液壓泵400和/或電動機430 (如果泵/電動機具有電排量控制)。系統(tǒng)控制器205接收飛行員轉(zhuǎn)矩命令。該飛行員轉(zhuǎn)矩命令被轉(zhuǎn)換成用于液壓泵400和/或電動機430的排量控制信號。可以使用排量查找表將轉(zhuǎn)矩命令轉(zhuǎn)換成排量命令。該查找表包括對應(yīng)于泵/電動機的當前速度/轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩命令的變化的排量命令?？商鎿Q地，系統(tǒng)控制器205可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令及泵/電動機的速度/轉(zhuǎn)矩計算排量命令。當飛行員要求更大的功率或速度時，更多的液壓流體被提供給液壓馬達430。如上所述，輸入到液壓泵400的交流電動機210的速度完全獨立于輸出速度和轉(zhuǎn)矩。如圖4所示，當液壓流體以順時針方向移動時發(fā)生正向推迸。當液壓流體以逆時針方向移動時發(fā)生反向推迸。系統(tǒng)控制器205也可以通過排量命令來改變運動的方向。例如，在斜盤度為正時，當命令成負的斜盤角度時，液壓泵400向相対的液壓管線即第二液壓管線455加壓而不是向第一液壓管線加壓。如果高壓力管線和低壓カ管線相對于電動機輸入和輸出交換，液壓馬達430將反轉(zhuǎn)方向。如圖4所示，使用ー個液壓馬達430來提供用于驅(qū)動組件230的轉(zhuǎn)矩。當輪/軸240組件包括以可旋轉(zhuǎn)的方式附接到一個軸的一個輪時使用該配置。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二地面推進系統(tǒng)的一部分的示意圖。當輪/軸240組件包括多個輪和軸且其中一個輪附接到軸時使用圖5中示出的配置。已參照圖4描述了圖5描繪的許多元件及特征，在此不再贅述。驅(qū)動組件230周圍的虛線示出驅(qū)動組件不是液壓系統(tǒng)220的一部分。每個輪/軸240具有自身的驅(qū)動組件230。每個驅(qū)動組件230被配置成由分離的可變液壓馬達430獨立地驅(qū)動。來自于液壓泵400的液壓流體在液壓馬達430之間通過流量分配器510被分配。流量分配器510由系統(tǒng)控制器205控制。液壓流體的流量可以在液壓馬達430之間被不均勻地分配以提供不同的流速。此外，對每個液壓馬達430的排量可以分別通過第三和第四排量控制管線500、505分離地改變，其中每個控制管線分別包括控制閥525、530。系統(tǒng)控制器205以與上述相同的方式向第三和第四控制閥525,530發(fā)出單獨的排量命令以分離地控制每個液壓馬達430。在飛行員輸入命令以移動飛行器I的情況下上述方法特別有效。位于轉(zhuǎn)彎半徑內(nèi)側(cè)的輪/軸240會被要求比轉(zhuǎn)彎半徑外側(cè)的輪/軸更慢地轉(zhuǎn)動。系統(tǒng)控制器205將接收到的轉(zhuǎn)矩命令轉(zhuǎn)換為針對可變液壓馬達430的單獨的排量命令和針對流量分配器510的流量分配命令。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的液壓流體加熱系統(tǒng)255的框圖。液壓流體加熱系統(tǒng)255、加熱液壓流體以防止當飛行器I處于空中時由于較低的環(huán)境溫度流體凍結(jié)。液壓流體加熱系統(tǒng)255包括傳感器600和加熱兀件605。傳感器600可以是但不限于溫度傳感器或粘度傳感器。加熱元件605可以是但不限于電阻性加熱元件。加熱元件605位于液壓流體管線450、455、515、520附近。此外，加熱元件605位于貯存器420的周圍。表示感測值的信號被傳輸?shù)较到y(tǒng)控制器205。系統(tǒng)控制器205將感測值與預(yù)設(shè)的閾值進行比較。例如，如果感測的溫度比預(yù)設(shè)溫度低，系統(tǒng)控制器205激活加熱元件605。系統(tǒng)控制器205向加熱元件605發(fā)出控制信號。系統(tǒng)控制器205將臨時地從APU 200向加熱元件605供應(yīng)功率。在滑行后，系統(tǒng)控制器205關(guān)閉地面推進系統(tǒng)。APU 200從交流電動機210斷開，中斷至泵400和液壓馬達430的排量命令。離合器305從輪/軸240分離，主發(fā)動機5被通電以提供起飛所需的推力。當接近著陸時，系統(tǒng)控制器205預(yù)加熱液壓系統(tǒng)220。系統(tǒng)控制器205向液壓馬達430發(fā)出命令以將電動機置于空擋模式。系統(tǒng)控制器205可以在其通過用戶輸入部分245接收到飛行員命令時發(fā)出命令?？商鎿Q地，系統(tǒng)控制器205可以在著陸前的預(yù)設(shè)時間自動發(fā)出命令。時間將基于總的預(yù)期飛行時間和當前時間。從駕駛艙10檢索到總的預(yù)期飛行時間。一旦系統(tǒng)控制器205檢測到液壓馬達430處于空擋模式，系統(tǒng)控制器205將115V交流電氣總線連接到交流電動機210，從而向液壓系統(tǒng)220提供功率。液壓泵400將冷的流體泵送到第一液壓管線450。供給泵405將液壓流體從貯存器420泵送到液壓泵400。液壓流體當分別流經(jīng)第一和第二液壓管線450、455時變熱。此外，流體通過與貯存器420中的加熱的流體混合和通過液壓系統(tǒng)220中的自然壓カ損失而變熱。此外，在即將著陸前，輪/軸240可以被預(yù)旋轉(zhuǎn)。這將避免輪上的磨損和震動。系統(tǒng)控制器205將115V交流電氣總線暫時連接到交流電動機210，從而為液壓系統(tǒng)220提供功率。115V交流可以由耦接到主飛行器發(fā)動機5的發(fā)電機提供功率。液壓泵400、供給泵405及液壓馬達430被激活。系統(tǒng)控制器205分別通過第一和第二排量控制管線440、445或分別通過第一、第三及第四排量控制管線440、500、505向液壓泵400及液壓馬達430發(fā)出低排量命令。如果輪組件20包括多于一個輪,系統(tǒng)控制器205向流量分配器510發(fā)出命令以分配液壓馬達430之間的流量。通過第一液壓管線450的流速較小，因此輪/軸240將緩慢地旋轉(zhuǎn)。排量和流速可以逐漸増加，即當即將著陸時増大。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會意識到，本發(fā)明可以作為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品來實施。因此，本發(fā)明可以采用完全硬件實施例的形式、完全軟件實施例(包括固件、常駐軟件、微代碼等)的形式或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式，在此可全部通稱為“系統(tǒng)”。本發(fā)明的各個方面可以實施為程序、軟件、包含在計算機或機器可使用或可讀介質(zhì)中的計算機指令，在計算機、處理器和/或機器上執(zhí)行該指令時該指令使計算機或機器執(zhí)行在此公開的方法的步驟。還提供了一種機器可讀的程序存儲裝置，該程序存儲裝置有形地實施機器可執(zhí)行的程序指令，來執(zhí)行本公開所描述的各種功能和方法。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以在通用計算機或?qū)Ｓ糜嬎銠C系統(tǒng)上實施和運行。計算機系統(tǒng)可以是任何已知或?qū)⒊蔀橐阎南到y(tǒng)。上面的描述提供了說明性的示例，但應(yīng)理解本發(fā)明不限于這些特定的示例。因此，
在不脫離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神或保護范圍的情況下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以做出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，包括 至少ー個輪軸； 至少ー個輪，所述至少一個輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到所述至少一個輪軸； 飛行器功率接口裝置，所述飛行器功率接口裝置與飛行器電源相接； 電動機，所述電動機耦接到所述飛行器功率接口裝置并通過所述飛行器功率接口裝置接收來自于所述飛行器電源的功率； 液壓系統(tǒng)，所述液壓系統(tǒng)由所述電動機驅(qū)動； 驅(qū)動組件，所述驅(qū)動組件機械地耦接到所述至少一個輪軸并機械地耦接到所述液壓系統(tǒng)，所述驅(qū)動組件由所述液壓系統(tǒng)機械地驅(qū)動，所述驅(qū)動組件將能量從所述液壓系統(tǒng)傳遞到所述至少一個輪軸；以及 控制器，所述控制器用于基于飛行員轉(zhuǎn)矩命令來控制所述電動機和所述液壓系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述電動機是恒速交流電動機，用于向所述液壓系統(tǒng)提供電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述液壓系統(tǒng)包括 流體貯存器，所述流體貯存器用來存儲用于所述液壓系統(tǒng)的液壓流體； 可變排量液壓泵，所述可變排量液壓泵根據(jù)來自于所述控制器的第一排量控制信號可變地供給加壓的液壓流體，所述電動機向所述可變排量液壓泵提供排量轉(zhuǎn)矩； 供給泵，所述供給泵具有第一端和第二端，所述第一端附接到所述流體貯存器，所述第ニ端附接到所述可變排量液壓泵，所述供給泵將所述液壓流體從所述流體貯存器泵送到所述可變排量液壓泵，所述供給泵由所述電動機驅(qū)動；以及 可變排量液壓馬達，所述可變排量液壓馬達根據(jù)來自所述控制器的第二排量控制信號向所述驅(qū)動組件可變地提供機械能，對所述可變排量液壓馬達提供所述加壓的液壓流體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述液壓系統(tǒng)還包括 第一液壓管線，所述第一液壓管線具有第一端和第二端，所述第一端連接到所述可變排量液壓泵，所述第二端連接到所述可變排量液壓馬達；以及 第二液壓管線，所述第二液壓管線具有第一端和第二端，所述第一端連接到所述可變排量液壓馬達，所述第二端連接到所述可變排量液壓泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述液壓系統(tǒng)還包括 第一液壓控制管線，所述第一液壓控制管線附接到所述可變排量液壓泵，用于根據(jù)來自于所述控制器的所述第一排量控制信號來調(diào)節(jié)所述可變排量泵的排量；以及 第二液壓控制管線，所述第二液壓控制管線附接到所述可變排量液壓馬達，用于根據(jù)來自于所述控制器的所述第二排量控制信號來調(diào)節(jié)所述可變排量電動機的排量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述液壓系統(tǒng)還包括 第一溫度控制系統(tǒng)，所述第一溫度控制系統(tǒng)用于基于來自所述控制器的控制信號來冷卻所述液壓流體和所述加壓的液壓流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述第一溫度控制系統(tǒng)包括強迫風冷卻裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動組件包括 齒輪箱，所述齒輪箱耦接到所述可變排量液壓馬達；離合器組件，所述離合器組件耦接到所述至少一個輪軸，所述離合器組件具有第一位置和第二位置，所述第一位置是接合位置，所述第二位置是分離位置；以及 剪切組件，所述剪切組件具有第一端和第二端，所述第一端耦接到所述齒輪箱，所述第ニ端耦接到所述離合器組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述剪切組件具有位于所述齒輪箱和所述離合器組件之間的機械剪切點，所述機械剪切點斷開所述齒輪箱和所述至少ー個輪軸之間的機械鏈接，以在所述接合位置中所述離合器組件出故障的情況下允許所述至少ー個輪自由旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述齒輪箱包括適于沿第一方向和第二方向旋轉(zhuǎn)的至少ー個齒輪，所述第一方向沿著向前的方向移動所述飛行器，所述第二方向沿著相反的方向移動所述飛行器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，還包括 第二溫度控制系統(tǒng)，所述第二溫度控制系統(tǒng)用于當所述液壓流體的溫度低于預(yù)設(shè)的閾值時加熱所述液壓流體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述第二溫度控制系統(tǒng)包括溫度傳感器和加熱元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述加熱元件是電阻性加熱元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，還包括 第二溫度控制系統(tǒng)，所述第二溫度控制系統(tǒng)用于當所述液壓流體的粘度低于預(yù)設(shè)的閾值時加熱所述液壓流體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述加熱元件位于所述 流體貯存器附近。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述可變排量液壓馬達具有空擋模式，且當所述飛行器處于著陸前的預(yù)設(shè)的時間段內(nèi)時，所述控制器在所述可變排量液壓馬達被設(shè)為所述空擋模式的情況下激活所述可變排量液壓泵。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，還包括電動機冷卻系統(tǒng)，所述電動機冷卻系統(tǒng)用于冷卻所述電動機。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述可變排量液壓泵和可變排量液壓馬達是雙向的。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述可變排量液壓馬達、所述驅(qū)動組件、所述至少一個輪軸和所述至少一個輪位于輪轂中。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述可變排量液壓泵、所述流體貯存器、所述控制器和所述電動機位于起落架艙室中。
21.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述控制器根據(jù)飛行員轉(zhuǎn)矩命令和至少ー個環(huán)境參數(shù)來控制所述電動機和所述液壓系統(tǒng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述至少ー個環(huán)境參數(shù)是輪速。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述至少ー個環(huán)境參數(shù)是飛行器狀態(tài)，所述飛行器狀態(tài)選自位于空中和位于地面。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述至少ー個環(huán)境參數(shù)是液壓流體溫度。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述至少ー個環(huán)境參數(shù)是排放殼體壓力。
26.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述控制器獨立地控制所述可變排量液壓泵和所述可變排量液壓馬達。
27.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于飛行器的地面推進系統(tǒng)，其中，所述至少ー個輪包括第一輪和第二輪，所述至少一個輪軸包括第一輪軸和第二輪軸，所述第一輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到所述第一輪軸，所述第二輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到所述第二輪軸，所述系統(tǒng)還包括 第二可變排量電動機； 第二驅(qū)動組件，所述第二驅(qū)動組件機械地耦接到所述第二輪軸并機械地耦接到所述第ニ可變排量電動機；以及 至少ー個流體分配器，所述至少ー個流體分配器將來自于所述可變排量泵的所述加壓的液壓流體在所述可變排量電動機和所述第二可變排量電動機之間分配。
全文摘要
一種用于飛行器的液壓地面推進系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括輪、軸、飛行器功率接口裝置、電動機、液壓系統(tǒng)、驅(qū)動組件和控制器。所述輪以可旋轉(zhuǎn)的方式耦接到輪軸。所述飛行器功率接口裝置與飛行器電源相接。所述電動機與飛行器功率接口裝置耦接并通過所述飛行器功率接口裝置接收來自于飛行器電源的功率。所述液壓系統(tǒng)由所述電動機驅(qū)動。所述驅(qū)動組件將輪軸機械地耦接到所述液壓系統(tǒng)。所述驅(qū)動組件由液壓系統(tǒng)機械地驅(qū)動。所述驅(qū)動組件將能量從所述液壓系統(tǒng)傳遞到輪軸。所述控制器基于飛行員轉(zhuǎn)矩命令來控制電動機和所述液壓系統(tǒng)。
文檔編號B64D27/24GK102658869SQ20111039397
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者埃林·T·希松 申請人:Bae系統(tǒng)控制有限公司