飞机滑行的方法 【技术领域】
本发明涉及飞机滑行方法。背景技术 为了能使飞机无需其发动机的推力就可在地面上对其进行操纵和滑行， 已有人提 出各种方案， 将滑行马达放置在飞机主起落架的轮子内。 为此目的， 滑行马达借助于飞机辅 助动力单元驱动的发电机来得到动力。
主降落架轮子通常受到很重的加载， 因此它们有可能需要形成大的驱动力。 然而， 主降落架轮子通常配装有制动器， 因此， 留下非常小的可供空间来接纳大动力的马达。 为了 缓和这种对空间的缺乏， 人们已经提出了各种结构布置。
例如， 文献 US 2006/065779 提出了将滑行马达放置在通常不包括制动器的前起 落架轮子内。因此， 为接纳大动力马达提供了大的容积。此外， 前起落架轮子的轮胎通常转 动半径较小， 这对于同样的转矩可更容易形成较大的驱动力。 然而， 前起落架受到的载荷远 小于主降落架。通常它支承飞机重量的 10％至 15％， 在某些尾部重载的情形中， 该百分比 可下降到 5％。 对于飞机的移动来说， 特别是滑道呈坡度、 潮湿或甚至结冰的情况下， 前起落 架轮子可形成的驱动力则可能不足以移动飞机。
发明内容
本发明目的 本发明目的是提出一种滑行马达的结构布置， 以及管理能使飞机滑行的所述马达的方法。 本发明的简述
为了达到此目的， 本发明提出一种飞机滑行的方法， 所述飞机具有位于其前部的 至少一个前起落架和多个主起落架， 每个起落架具有轮子， 所述方法包括如下步骤 ：
·对于由前起落架承载的轮子中的至少一个轮子配装主滑行马达构件， 而对于由 主起落架承载的轮子中的至少一个轮子配装辅助滑行马达构件 ； 以及
·响应于滑行指令， 对主滑行马达构件提供动力致使飞机滑行， 至少在由飞机上主 滑行马达形成的驱动力不足以移动飞机的情形中， 除了对主滑行马达构件之外， 还对辅助 滑行马达构件提供动力。
因此， 利用前起落架轮子内的大容积来容纳主滑行马达构件， 该主滑行马达构件 通常足以使飞机滑行， 只是以下的情况除外， 飞机起飞之时， 或飞机在坡度的或摩擦系数低 的滑道上滑行时。 在这样的情形中， 只要需要的话， 就可使用容纳在由主起落架承载的轮子 内的辅助滑行马达构件， 而且一旦不再需要使飞机滑行， 它就停止被使用。只要合适的话， 继续向辅助滑行马达构件提供动力都是合适的， 以避免其阻碍飞机的向前运动。
辅助滑行马达构件通常其动力有限， 由此， 它能更容易地被接纳在主起落架轮子 内。
在一优选结构中， 所有的辅助起落架轮子配装有相应的主滑行马达构件。则可充 分利用可供的全部容积来接纳飞机大部分滑行操作所需的动力。
在一特殊结构中， 所有主起落架轮子配装有相应的辅助滑行马达构件。 因此， 所有 主起落架轮子是相同的， 由此， 避免了要管理多个参考物的任何需求。此外， 辅助动力因此 被分配， 使得辅助滑行马达构件在实践中更加紧凑， 因此更容易被接纳在主起落架轮子内。
对滑行马达构件使用术语 “主” 和 “辅助” 是用来反映这些马达使用的优先程序， 决不对这些马达的相对功率或尺寸有任何的偏见。
根据一有利方面， 提供给滑行马达构件的动力是连续地被改适， 以使飞机的滑行 符合于滑行指令， 一旦由辅助滑行马达构件提供的转矩不再需要用来使飞机滑行， 则该转 矩就被减小到零。 因此， 一旦飞机已经开始移动， 运动的阻 力显著地下降， 除了对辅助滑行 马达构件提供足够动力来确保它们不产生阻碍飞机运动的任何阻力转矩之外， 则继续对辅 助滑行马达构件提供动力通常就无意义了。 附图说明
借助于以下参照附图给出的对实施本发明的描述， 可更好地理解本发明， 附图 图 1 和 4 是本发明第一实施例中配装有主滑行马达和辅助滑行马达的飞机的示意中：
图； 图 2 是配装有主滑行马达的前轮的局部剖视图 ；
图 3 是配装有辅助滑行马达的主起落架轮子的局部剖视图 ；
图 5 是本发明第二实施例中配装有主滑行马达和辅助滑行马达的飞机的示意图。 具体实施方式
参照图 1， 飞机包括载有两个轮子 2 的前起落架 1， 轮子 2 配装有相应的主滑行马 达 3。
图 2 示出前起落架 1 的轮子 2 中的一个轮子， 轮子 2 带有其形成内部容积的中空 轮缘 4， 该内部容积适于接纳很大尺寸的主滑行马达 3。在此实例中， 主滑行马达包括缠绕 的定子 3a， 定子固定到起落架上， 并与固定在轮子 2 轮缘的永久磁体转子 3b 保持电磁性的 关系。在此实例中， 滑行马达包括单个转矩马达型的电动机， 较佳地没有任何齿轮。
飞机还包括两个主起落架 5， 各承载两个轮子 6， 每个轮子配装有一辅助滑行马达 7。
图 3 示出具有中空轮缘的主起落架 5 的两个轮子 6 中的一个轮子。在此实例中， 轮缘内部容积主要被制动器占据， 图中可见堆叠的圆盘 8 和承载制动器活塞的环 9。 在此实 例中， 辅助滑行马达 7 呈盘形马达的形式， 该马达包括固定到轴端部上的缠绕定子 7a， 该定 子 7a 与固定在轮子 6 的永久磁体转子 7b 保 持电磁性的关系。辅助滑行马达朝向轮子外 面定位在与制动器相反的一侧上。
当然， 本发明不局限于该类型的马达， 本发明可使用其它类型的马达， 它们可以是 的电动的、 液压的， 或基于任何其它技术。
本发明方法如下。对于静止的飞机， 飞行员操作飞机滑行控制器。该控制器可以 是与油门控制杆分离， 例如， 用于产生滑行指令的滑行杆 50， 滑行指令例如是规定飞机在地
面上滑行的速度的指令。 然而， 为了避免改变飞行员习惯， 该控制器也可以由油门控制杆构 成。然后， 飞机的滑行计算机 51 证实飞机的发动机是否在运行， 如果否的话， 则计算机就知 道飞行员正在操作油门控制杆， 意图使用飞机的滑行马达来移动飞机。
响应于滑行指令， 通过对位于前起落架 1 轮子内的主滑行马达 3 提供动力， 使滑行 计算机 51 开始工作。在许多情形中， 特别在飞机重载时， 尤其是机首重载时， 由主滑行马达 产生的驱动力足以启动飞机。
然而， 也可能发生这样的情况， 由主滑行马达形成的驱动力不足以启动飞机。 可以 知道， 飞机静止时要使其运动的阻力大于飞机已经移动时的阻力。 如果飞机尾部重载， 或停 在机场的光滑或坡度的区域上， 则仅使用主滑行马达来启动飞机会带来不同的风险， 或甚 至是不可能的。
在如此的情况下， 滑行计算机 51 致使并行地对位于主起落架 5 内的辅助滑行马达 7 提供动力， 从而供应足够动力以能使飞机启动。
启动后， 滚动阻力下降。滑行计算机 51 经编程将滑行马达消耗的功率改适到符合 于滑行指令严格必须符合的最小值， 以避免任何无意义的过度耗能。 当发动机关闭时， 使用 滑行马达， 使得移动飞机所需能量既可来自于电池， 也可来自于由飞机辅助动力单元驱动 的发电机发出的电能。在如此情形中， 合适的是要避免对这些电源的任一种的过度需求。
滑行计算机 51 最好进行编程， 首先降低提供到辅助滑行马达 7 的动力。根据不同 情形， 可能发生这样的情形， 由主滑行马达 3 产生的驱动力足以按要求的速度移动飞机， 于 是， 不仅可减小提供到辅助滑行马达 7 的动力， 而且可将动力减小到一定的值， 使得轮子提 供给运动的阻力很小或为零。在该方面， 最好减小动力使得相关轮子产生的转矩基本上为 零。滑行计算机 51 然后调整 自动提供到主滑行马达 3 上的动力。
本发明提供以下许多优点 ：
·主滑行马达的尺寸较佳地做成处理通常的运行条件， 因此， 这些马达用于所有的 滑行操作。辅助滑行马达仅用于飞机起飞， 或在某些困难阶段过程中 ( 例如， 光滑的或坡度 的滑道 ) 用于辅助主滑行马达 ；
·在此实例中， 辅助滑行马达数量是四个， 由此， 能使添加于由前轮产生的驱动力 上的驱动力被共享在主轮子中。因此， 各个辅助滑行马达具有有限的动力， 由此， 能使辅助 滑行马达有合理的尺寸， 因此能让其至少部分地容纳在主起落架轮子内， 主起落架轮子内 的内部容积很大程度上由相关的制动器占据 ；
·本发明的滑行装置具有高度的可供使用性， 这是因为即使其中一个辅助滑行马 达失效也可允许飞机起飞。 具体来说， 辅助滑行马达的损失代表辅助驱动力的 25％损失， 这 可由提高其它辅助滑行马达提供的转矩来部分地进行补偿。最差的话， 甚至能在装置不启 动情况下允许飞机起飞， 这是因为飞机可继续在其发动机驱动下滑行 ；
·能利用滑行马达来恢复一部分的制动能量 ；
·还能够在飞行员下指令要高度加速时， 利用辅助滑行马达来提供瞬间的推进力 进行加速 ；
·辅助滑行马达还可差速地加以控制， 由此， 能使飞机容易地转弯， 或甚至能使飞 机原地转圈子。为此目的， 滑行计算机 51 从由飞行员操作的方向盘 52 中接收信号以操纵 飞机。滑行计算机 51 然后有利地连接到前轮 1 的操纵控制器， 以便操纵前轮， 必要的话， 特别是在执行小转弯时， 以便差速地控制辅助滑行马达 7， 从而辅助该转弯。 滑行计算机 51 还 可差速地控制两个主滑行马达， 从而辅助该操纵控制， 或如果主滑行马达失效则甚至可替 代它 ； 以及
·有利地， 滑行马达的存在可用来能使飞机掉头而无需牵引机的辅助， 并就在着陆 之前还设定轮子转动起来， 这样， 各个轮子外围的切向速度基本上等于飞机的速度。
较佳地， 滑行计算机 51 实施抗旋转的保护， 以确保在发动机驱动之下时 没有轮 子因滑行马达的旋转而被驱动。
尽管在所示实例中飞机具有两个主起落架， 每个主起落架具有两个制动轮， 但不 管主起落架的数量和起落架携带制动轮的数量如何， 本发明都可实施通用化而直接适用于 任何飞机。
通常的优点是， 使主起落架的所有轮子配装有辅助滑行马达， 以使轮组更加均匀。 然而， 在某些情形中， 有可能仅某些主起落架轮子配装有辅助滑行马达。例如， 在诸如波音 B747 的飞机上， 其具有两个主机翼起落架和两个主机身起落架， 有利地是可将辅助滑行马 达仅配装到机身起落架的轮子上， 假定八个轮子配装有辅助滑行马达就足够了。 或者， 如果 要想在转弯时能从辅助滑行马达的差速效应中得益， 那么最好可将它们仅配装到机翼起落 架轮子上。 下面详细描述的本发明的第二实施例， 特别适合于具有带有非制动轮的中心主起 落架的飞机， 例如， 空客 A340。
如从图 5 中可见， 飞机具有在机身前面的前起落架 101、 两个主机翼起落架 115( 各 具有四个制动轮 )， 以及携带两个非制动轮的中心主起落架 120。根据本发明， 飞机配装有 位于前起落架 101 轮子 102 内的主滑行马达 103， 以及容纳在由中心主起落架 120 承载的非 制动轮 108 内的辅助滑行马达 109。这能够利用轮缘内的空间来容纳尺寸大于容纳在制动 轮内的辅助滑行马达的辅助滑行马达。然后， 辅助滑行马达可以是与配装到前起落架轮子 的马达相同的类型。
因此， 对于现有的重型飞机， 可考虑提供附加的中心主起落架， 可利用附加起落架 的轮子， 使轮子配装有辅助滑行马达， 尤其是在对应轮子不是制动轮子之时。
同样地， 在诸如空客 A380 的飞机上， 其中， 已考虑设有具有可操纵的后轴和两个非 制动的轮子的主机身起落架， 有利地可利用非制动轮内的空间来向轮子提供辅助滑行马达。
本发明不局限于以上的描述。尤其是， 尽管文中表述 ： 起飞时， 仅在由前起落架轮 子形成的驱动力不足以移动飞机时， 才利用辅助滑行马达， 但相反， 也可在本发明中决定所 有的辅助滑行马达应与主滑行马达一起提供动力， 即使 主滑行马达自身能够移动飞机， 也 一起提供动力。
尽管以上描述表述了每个轮子配装了一个滑行马达， 但也可更一般地参照这样的 滑行构件， 其本身合适地包括多个马达。
尽管主滑行马达构件自然地被接纳在相应轮子的轮缘内 ( 同样地对于辅助滑行 马达， 配装到主起落架的非制动轮 )， 但如果其中没有空间的话， 则也可将辅助滑行马达构 件不是定位在轮子轮缘内。为了驱动主起落架轮子， 人们已经提出了各种方案， 例如， 通过 滚轮来提供驱动。
同样地， 辅助滑行马达构件可容纳在相关轮子轮缘之外的其它部位。