WO2018007010A1 - High-lift system - Google Patents
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- WO2018007010A1 WO2018007010A1 PCT/EP2017/000798 EP2017000798W WO2018007010A1 WO 2018007010 A1 WO2018007010 A1 WO 2018007010A1 EP 2017000798 W EP2017000798 W EP 2017000798W WO 2018007010 A1 WO2018007010 A1 WO 2018007010A1
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- B64C3/56—Folding or collapsing to reduce overall dimensions of aircraft
Definitions
- the invention relates to a high lift system comprising means for actuating a wing tip and / or a winglet of the wing of an aircraft between a flight configuration and a ground configuration, comprising at least one drive unit provided with an actuating gear of the wing tip and / or the winglet and with at least one further component Aircraft can be coupled, and with at least one locking system for locking the wing tip.
- the system has a very high priority with regard to the security requirements and the availability requirements, which is why both the positioning system as well as the interlocking and the backup are redundant.
- the drive unit may include more than a single motor.
- a central drive unit PDU 101 can serve for driving the high-lift function and be provided, for example, in the fuselage of the aircraft.
- the drive unit 101 may similarly drive the inner and outer trailing edge flaps via a shaft system and a control gear 102, respectively.
- a drive unit for differential flap control ADGB 103 may be provided, which is arranged between the inner and the outer trailing edge flap.
- This drive unit 103 separates the shaft system or high-lift shaft system 105 between the inner and outer trailing edge flap via a coupling.
- its engine for example, electric or hydrau- It can be executed in an exemplary manner, it drives the outer trailing edge flap for differential flap control.
- the foldable wing tip or the wing-fold system is driven according to the prior art via its own drive unit 104. It serves to lower the wing tip to the horizontal position before Take Off and to pretension it so that it can be fixed there by a locking system. After landing, the foldable wing tip is folded 90 ° to the wing via the drive unit. For this purpose, the wing tip on the Wing Fold shaft system 106 and the Wing Fold actuator 107 is moved accordingly.
- a position sensor 108 which may be provided in the area of the shaft system 106, serves to monitor the position of the wing tip.
- FIG. 1d shows the basic structure of a drive unit 103 for the differential flap control 103 according to the prior art.
- the drive unit 103 may include an engine M, a clutch / clutch 1031, a brake 1032, and a transmission 1033. Via the gear 1033 and the clutch 1031, the motor M can thus move the inner trailing edge flap or the flaps.
- both the control system and the fuses and interlocks used can be designed to be redundant and the three functions high-lift, differential flap control and folding wing tip use three different drive units. This disadvantageously increases the production costs and the weight significantly.
- the invention is therefore based on the object to provide a system architecture that meets the same functional, safety and availability requirements with reduced complexity, in particular of the control system.
- This object is achieved by a device having the features of claim 1.
- Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
- a high lift system is provided with means for actuating a wing tip and / or a winglet of the wing of an aircraft between a flight configuration and a ground configuration, with at least one drive unit provided with an actuating gear of the wing tip and / or the winglet and with at least one further component of the Wing is coupled, and with at least one locking system for locking the wing tip.
- a locking system may be provided for locking the winglet.
- flight configuration here refers to a condition of the wing in which the wing tip extends the wing to the side and thus encloses an angle of about 180 ° with the rest of the wing.
- floor configuration refers to a condition of the wing in which the wing tip is usually folded upwards, thus reducing the overall span of the aircraft. The same applies to the position or: actuating a winglet.
- the device according to the invention in particular provides redundantly coupled drive motors, which can be used not only for moving the wing tip but also for moving other components of the aircraft. Accordingly, it is not necessary to provide individual or further motors for operating the individual wing components, whereby a weight saving in the components can be achieved without giving up the safety-related redundant design of the drives.
- components of the wing are in particular meant components associated with the high-lift function, the differential flap control and / or the foldable wing tip.
- the components may be at least one control surface of the lift system.
- the drive unit may comprise one or more redundantly designed motors, and the term coupling of the drive unit with corresponding components means a coupling for the transmission of a drive power.
- either the drive function for the folding wing tip can be taken over by the high-lift system or by the drive unit of the differential flap control. This corresponds to the architecture 1 described below.
- the differential flap control can be taken over or moved by the drive unit of the foldable wing tip, which corresponds to the architecture 2.
- the at least one further component of the aircraft is a control surface of the lift system and / or a differential flap control of the wing, and / or that the drive unit comprises at least one motor, in particular via at least one control unit or control unit be supplied with energy and / or controllable.
- the engine may be designed, for example, as a hydraulic or electric motor.
- the locking system comprises at least one brake. By means of the brake, for example, the wing tip can be determined in a desired position, while the drive motors are turned off.
- the brake is set when deactivating the drive unit.
- both of the two or more of the drive motors of the drive unit can automatically trigger the setting of the brake when they are deactivated.
- the components of the device can be monitored or controlled via a control / regulating device, which can also monitor whether one or more drive motors are deactivated, in order to then automatically effect the setting of one or more brakes.
- the device comprises at least one position sensor for determining the position of the wing tip.
- the position sensor may also be coupled to the control device and used to monitor the device or the position of the wing tip.
- the locking system or the brake can be regulated or controlled as a function of the position data detected by the position sensor.
- the drive unit comprises a transmission, in particular a speed-differentiating differential gear, for coupling individual motors or drive motors.
- a transmission in particular a speed-differentiating differential gear
- no decoupling device is required, but an engine brake.
- this provides the support torque to prevent reverse rotation.
- both motors can be used as a rule together for adjusting the corresponding components, while in the case of a defect of one of the motors, the at least one further motor can be used according to auxiliaries alone to move the components. It is conceivable here to provide a brake between the motors and the transmission, which applies the support torque to the transmission input of the defective motor.
- the wing tip is prestressed in the flight configuration and / or the ground configuration.
- the wing tip can advantageously be kept particularly stable in the respective positions.
- the drive motors of the device according to the invention can be used.
- the actuating gear of the wing tip can be coupled to the drive unit via a shaft system or via a deflection gear.
- the invention further relates to an aircraft with at least one device according to one of claims 1 to 8.
- FIGS. 1a-1d are schematic representations of a device for pivoting a wing tip according to the prior art and a front view of an aircraft with the wing tip raised;
- Figure 2a-2c a first embodiment of the device according to the invention
- Figure 3a-3c a second embodiment of the device according to the invention.
- the solution of the invention task is based on a system architecture in which individual functions of the control system or the device are no longer performed by native elements. Rather, the functions of existing components of the high-lift system can be adopted.
- Figures 1a to 1d show schematically and simplified a baseline according to the prior art.
- Figures 2a and 2b show architecture 1 in which a common drive for the wing tips 1 and differential landing flap positions in the wing centers is provided.
- FIG. 2b shows the architecture 1, in which the existing drive unit 103 of the "differential flap control” system is used for the "Wing Fold” function.
- the system in architecture 1 has, as a modern high-lift system according to the prior art, a drive unit (PDU) 101 in the fuselage of the aircraft, to move the high-lift system on.
- This drive unit (ADGB) 103 ' can be modified by the invention and extended by a further function.
- the additional function in addition to the differential flap control is now the raising and lowering of the folding wing tip 1.
- an existing high-lift system can also be used to move the folding wing tips 1.
- FIG. 2c shows the modified drive unit "differential flap control" (ADGB) 103 '
- the innovation is that after the gear set or after the gear 1033' there are now two outputs (possibly including two brakes 1032 ', 1032 "and two Clutches 1031 ', 1031 ") which are connected to the outer trailing edge flap and the folding wing tip respectively by means of drive shaft systems With the coupling 1031", the inner trailing edge flap can be moved as before.
- the output shown on the bottom left in FIG. 2c serves to ensure the high-lift function including differential flap control as before.
- the output shown in Figure 2c top left is used (after appropriate setting of the clutches and brakes) to move over a shaft system, the folding wing tip.
- the drive unit 103 can also be designed with redundant motors, clutches and brakes.
- the high lift function can continue to be driven by the central drive unit (PDU) 101 as in the prior art.
- the existing drive unit 103 'of the "variable camber” system or the “differential flap control” is used for the function "Wing Fold.”
- the system has the following main functions: NEN: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; Holding the wing tip in the lowered position (flight configuration); High lift function; and "Variable Camber” or "Differential Damper Control Function".
- the drive motor (hydraulic motor or electric motor) is supplied with energy. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached. During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is deactivated.
- Brake / Clutch 3 brake closed, clutch open.
- At least one drive motor is supplied with energy. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear.
- the positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
- the wing tip In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism.
- a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position.
- the High Lift system is deactivated.
- the positioning system is deactivated.
- the locking system holds the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
- Brake / Clutch 3 brake open, clutch closed.
- the high lift system is available.
- Brake / Clutch 3 brake open, clutch closed.
- Another architecture may include a common drive for wing tips 1 and differential landing flap positions in the wing tips 1.
- Figures 3a to 3c show architecture 2, in which a common drive for landing flaps, differential flap positions and wing tips 1 is provided in the wing tip area.
- the system has the following main functions: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; and holding the wing tip in the lowered position (flight configuration).
- the at least one drive unit is supplied with energy via an associated control unit or control unit simultaneously the associated engine brake is opened
- the actuator movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached, and to keep the wing tip in the raised position, the drive system is deactivated, thereby releasing the brakes to prevent unwanted movement is.
- the at least one drive unit For lowering the wing tip before starting the at least one drive unit is powered by its associated control unit or control unit with energy. At the same time the assigned motor brake is opened. The mechanical drive energy is transferred to the shaft system via the speed-cumulative differential gear, which transmits the actuating gear via a reversing gear. drives. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
- the wing tip In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism. For this purpose, a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position. During flight, the positioning system is deactivated. The locking system keeps the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
- the advantages of the invention according to architecture 1 consist in the saving of 4 motors including control units or control units. In addition, however, brakes / clutches C1, C2, C3 and shaft strands are required. If the required availability values are not achieved, an additional motor with control unit or control unit must be installed on each middle drive. It is possible to use the Variable Camber drive unit twice, both for the Variable Camber high lift function and for operating the foldable wing tip.
- FIG. 3b shows the architecture 2, in which the existing drive unit of the wing tips is used for the function "Wing Fold.”
- a coupling 103 is now provided between the inner and outer flaps
- FIG. 3c shows the correspondingly constructed drive unit 104 of the architecture 2. wherein at least one motor M via a transmission 1033 'and two clutches 1031', 1031 "with the wing tip 1 and with the outer trailing edge flap or with the outer trailing edge flaps is coupled.
- the function of the differential flap control is taken over by the drive system of the folding wing tips.
- the Wing Fold drive unit is extended by a second output (including coupling) and a shaft system between outer rear edge flap and Wing Fold drive system inserted.
- a coupling between the inner and outer trailing edge flap is inserted.
- the system has the following main functions: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; Holding the wing tip in the lowered position (flight configuration); and variable camber function.
- the couplings are switched as follows:
- the drive motors is powered. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
- the wing tip In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism. For this purpose, a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position. During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is ready for operation. During flight, the positioning system is deactivated. The locking system holds the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
- the high lift system is available.
- the Outboard Landing flap can be adjusted independently of the High Lift system.
- the advantage of the architectures according to the invention is reduced complexity due to the combination of self-sufficient systems.
- the number of required drive motors including the associated control units or control units is reduced, the availability of both the Wing Fold function and the High Lift and Variable Camber function is not reduced.
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Abstract
Description
Highliftsystem High Lift System
Die Erfindung betrifft ein Highliftsystem mit Mitteln zum Betätigen einer Flügelspitze und/oder eines Winglets des Flügels eines Fluggeräts zwischen einer Flugkonfiguration und einer Bodenkonfiguration, mit wenigstens einer Antriebseinheit, die mit einem Stellgetriebe der Flügelspitze und/oder des Winglets und mit wenigstens einer weiteren Komponente des Fluggeräts koppelbar ist, und mit wenigstens einem Verriegelungssystem zur Verriegelung der Flügelspitze. The invention relates to a high lift system comprising means for actuating a wing tip and / or a winglet of the wing of an aircraft between a flight configuration and a ground configuration, comprising at least one drive unit provided with an actuating gear of the wing tip and / or the winglet and with at least one further component Aircraft can be coupled, and with at least one locking system for locking the wing tip.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt bei neuen Flugzeugtypen mit aerodynamisch verbesserten Flügeln mit großen Flügelspannweiten klappbare Flügelspitzen bereitzustellen, um die zulässigen Taxiway- und Gate-Größen nicht zu überschreiten. Dabei werden die Flügelspitzen eines Fluggeräts hoch- oder heruntergeklappt, um beispielsweise weiterhin in den entsprechenden Gates parken zu können. Dies geschieht in der zivilen Luftfahrt zum ersten Mal in der Boeing 777X. Die Erfindung betrifft ein Architekturkonzept zum Antreiben entsprechender klappbarer Flügelspitzen. lm Stand der Technik wird in beiden Flügelspitzen ein Antriebssystem für die Bewegung des äußeren Flügelabschnitts installiert. Zur sicheren Fixierung der äußeren Flügelabschnitte in der hochgeklappten Bodenstellung bzw. der abgesenkten Flugstellung sind Verriegelungs- und Sicherungssysteme installiert (Latch & lock). Zur Verriegelung der Flügelspitze werden die beweglichen Flügelabschnitte mit definierter Vorspannkraft in ihre Anschläge gedrückt. . It is known from the prior art to provide hinged wing tips for new types of aircraft with aerodynamically improved wings having large wing spans in order not to exceed the allowable taxiway and gate sizes. The wing tips of an aircraft are folded up or down to continue to park in the corresponding gates, for example. This happens in civil aviation for the first time in the Boeing 777X. The invention relates to an architectural concept for driving corresponding foldable wing tips. In the prior art, a drive system for the movement of the outer wing portion is installed in both wing tips. For secure fixation of the outer wing sections in the folded-up floor position or the lowered position of flight locking and safety systems are installed (latch & lock). To lock the wing tip, the movable wing sections are pressed with defined biasing force in their attacks. ,
Das System besitzt bzgl. der Sicherheitsanforderungen sowie der Verfügbarkeitsanforderungen eine sehr hohe Priorität, weshalb sowohl das Stellsystem wie auch die Verriegelung und Sicherung jeweils redundant ausgeführt sind. Auch die Antriebseinheit kann mehr als einen einzelnen Motor umfassen. The system has a very high priority with regard to the security requirements and the availability requirements, which is why both the positioning system as well as the interlocking and the backup are redundant. Also, the drive unit may include more than a single motor.
Im Stand der Technik führt das zu hoher Systemkomplexität. So sind für die Stellfunktion pro Flügel je zwei Hydraulikmotoren mit den zugehörigen Steuerventilblöcken und Bremsen installiert, dazu drehzahlsummierende Differentialgetriebe, Wellensysteme, Umlenkgetriebe und mechanische Stellgetriebe. Sensoren stellen die Signale für die Funktionen und für die Überwachung zur Verfügung. In the prior art, this leads to high system complexity. Thus, two hydraulic motors with the associated control valve blocks and brakes are installed for the control function per wing, in addition to speed-summing differential gears, shaft systems, deflection gear and mechanical actuating gear. Sensors provide the signals for the functions and for monitoring.
Beispielsweise werden im Stand der Technik für die drei Funktionen Hochauftriebsfunktion, differentielle Klappensteuerung und klappbare Flügelspitzen drei unterschiedliche Antriebseinheiten verwendet. Wie Figur 1c entnehmbar ist kann hierbei eine zentrale Antriebseinheit PDU 101 zum Antreiben der Hochauftriebsfunktion dienen und beispielsweise im Rumpf des Flugzeugs vorgesehen sein. Die Antriebseinheit 101 kann die innere und äußere Hinterkantenklappe über ein Wellensystem bzw. ein Stellgetriebe 102 gleichermaßen antreiben. For example, three different drive units are used in the prior art for the three functions high-lift function, differential flap control and folding wing tips. As can be seen in FIG. 1c, a central drive unit PDU 101 can serve for driving the high-lift function and be provided, for example, in the fuselage of the aircraft. The drive unit 101 may similarly drive the inner and outer trailing edge flaps via a shaft system and a control gear 102, respectively.
Ferner kann eine Antriebseinheit zur differentiellen Klappensteuerung ADGB 103 vorgesehen sein, welche zwischen der inneren und der äußeren Hinterkantenklappe angeordnet ist. Diese Antriebseinheit 103 trennt über eine Kupplung das Wellensystem bzw. Hochauftriebs-Wellensystem 105 zwischen innerer und äußerer Hinterkantenklappe. Über ihren Motor, der beispielsweise elektrisch oder hydrau- lisch ausgeführt sein kann, treibt sie die äußere Hinterkantenklappe zur differentiel- len Klappensteuerung an. Furthermore, a drive unit for differential flap control ADGB 103 may be provided, which is arranged between the inner and the outer trailing edge flap. This drive unit 103 separates the shaft system or high-lift shaft system 105 between the inner and outer trailing edge flap via a coupling. About its engine, for example, electric or hydrau- It can be executed in an exemplary manner, it drives the outer trailing edge flap for differential flap control.
Die klappbare Flügelspitze bzw. das Wing-Fold-System wird gemäß dem Stand der Technik über eine eigene Antriebseinheit 104 angetrieben. Sie dient dazu, die Flügelspitze vor Take Off in die horizontale Lage zu senken und vorzuspannen, damit diese dort durch ein Verriegelungssystem fixiert werden kann. Nach der Landung wird über die Antriebseinheit die klappbare Flügelspitze um 90° zum Flügel geklappt. Hierzu wird die Flügelspitze über das Wing Fold Wellensystem 106 und das Wing Fold Stellgetriebe 107 entsprechend bewegt. Ein Positionssensor 108, der im Bereich des Wellensystems 106 vorgesehen sein kann, dient der Überwachung der Position der Flügelspitze. The foldable wing tip or the wing-fold system is driven according to the prior art via its own drive unit 104. It serves to lower the wing tip to the horizontal position before Take Off and to pretension it so that it can be fixed there by a locking system. After landing, the foldable wing tip is folded 90 ° to the wing via the drive unit. For this purpose, the wing tip on the Wing Fold shaft system 106 and the Wing Fold actuator 107 is moved accordingly. A position sensor 108, which may be provided in the area of the shaft system 106, serves to monitor the position of the wing tip.
Die Figur 1d zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Antriebseinheit 103 für die diffe- rentielle Klappensteuerung 103 gemäß dem Stand der Technik. Die Antriebseinheit 103 kann einen Motor M, eine Kupplung/Clutch 1031 , eine Bremse 1032 sowie ein Getriebe 1033 umfassen. Über das Getriebe 1033 und die Kupplung 1031 kann der Motor M demnach die innere Hinterkantenklappe bzw. die Klappen bewegen. FIG. 1d shows the basic structure of a drive unit 103 for the differential flap control 103 according to the prior art. The drive unit 103 may include an engine M, a clutch / clutch 1031, a brake 1032, and a transmission 1033. Via the gear 1033 and the clutch 1031, the motor M can thus move the inner trailing edge flap or the flaps.
Die hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit resultieren in komplexen Systemarchitekturen mit redundanzbedingt großer Anzahl von Komponenten. Insbesondere können sowohl das Stellsystem als auch die genutzten Sicherungen und Verriegelungen redundant ausgeführt sein und die drei Funktionen Hochauftrieb, differentielle Klappensteuerung und klappbare Flügelspitze verwenden drei unterschiedliche Antriebseinheiten. Dies erhöht nachteiligerweise die Gestehungskosten und das Gewicht signifikant. The high demands on availability and security result in complex system architectures with redundant large numbers of components. In particular, both the control system and the fuses and interlocks used can be designed to be redundant and the three functions high-lift, differential flap control and folding wing tip use three different drive units. This disadvantageously increases the production costs and the weight significantly.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Systemarchitektur bereitzustellen, die bei verminderter Komplexität insbesondere des Stellsystems den gleichen Funktions-, Sicherheits- und Verfügbarkeitsanforderungen genügt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. The invention is therefore based on the object to provide a system architecture that meets the same functional, safety and availability requirements with reduced complexity, in particular of the control system. This object is achieved by a device having the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Demnach ist ein Highliftsystem mit Mitteln zum Betätigen einer Flügelspitze und/oder eines Winglets des Flügels eines Fluggeräts zwischen einer Flugkonfiguration und einer Bodenkonfiguration vorgesehen, mit wenigstens einer Antriebseinheit, die mit einem Stellgetriebe der Flügelspitze und/oder des Winglets und mit wenigstens einer weiteren Komponente des Flügels koppelbar ist, und mit wenigstens einem Verriegelungssystem zum Verriegeln der Flügelspitze. Alternativ oder zusätzlich kann ein Verriegelungssystem zum Verriegeln des Winglets vorgesehen sein. Accordingly, a high lift system is provided with means for actuating a wing tip and / or a winglet of the wing of an aircraft between a flight configuration and a ground configuration, with at least one drive unit provided with an actuating gear of the wing tip and / or the winglet and with at least one further component of the Wing is coupled, and with at least one locking system for locking the wing tip. Alternatively or additionally, a locking system may be provided for locking the winglet.
Der Begriff der Flugkonfiguration betrifft hierbei einen Zustand des Flügels, in dem die Flügelspitze den Flügel zur Seite hin verlängert und mithin einen Winkel von ca. 180° mit dem restlichen Flügel einschließt. Der Begriff der Bodenkonfiguration betrifft einen Zustand des Flügels, bei dem die Flügelspitze üblicherweise nach oben abgeklappt ist und so die Gesamtspannweite des Flugzeugs verringert ist. Entsprechendes gilt für die Stellung bzw: Betätigung eines Winglets. The term flight configuration here refers to a condition of the wing in which the wing tip extends the wing to the side and thus encloses an angle of about 180 ° with the rest of the wing. The term floor configuration refers to a condition of the wing in which the wing tip is usually folded upwards, thus reducing the overall span of the aircraft. The same applies to the position or: actuating a winglet.
Vorteilhafterweise bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere redundant miteinander gekoppelte Antriebsmotoren, die nicht nur zum Bewegen der Flügelspitze sondern auch zum Bewegen weiterer Komponenten des Flugzeuges eingesetzt werden können. Demnach ist es nicht erforderlich einzelne bzw. weiterer Motoren zum Betrieb der einzelnen Flügelkomponenten vorzusehen, wodurch eine Gewichtseinsparung bei den Komponenten erzielt werden kann ohne die sicherheitsrelevante redundante Ausführung der Antriebe aufzugeben. Mit den Komponenten des Flügels sind vorliegend insbesondere Komponenten gemeint, die der Hochauftriebsfunktion, der differentiellen Klappensteuerung und/oder der klappbaren Flügelspitze zugeordnet sind. Insbesondere kann es sich bei den Komponenten um wenigstens eine Steuerfläche des Highliftsystems handeln. Die Antriebseinheit kann einen oder mehrere redundant ausgeführte Motoren umfassen und mit dem Begriff der Kopplung der Antriebseinheit mit entsprechenden Komponenten ist eine Kopplung zur Übertragung einer Antriebsleistung gemeint. Advantageously, the device according to the invention in particular provides redundantly coupled drive motors, which can be used not only for moving the wing tip but also for moving other components of the aircraft. Accordingly, it is not necessary to provide individual or further motors for operating the individual wing components, whereby a weight saving in the components can be achieved without giving up the safety-related redundant design of the drives. In the present case, components of the wing are in particular meant components associated with the high-lift function, the differential flap control and / or the foldable wing tip. In particular, the components may be at least one control surface of the lift system. The drive unit may comprise one or more redundantly designed motors, and the term coupling of the drive unit with corresponding components means a coupling for the transmission of a drive power.
Mittels der Erfindung kann entweder die Antriebsfunktion für die klappbare Flügelspitze vom Hochauftriebssystem bzw. von der Antriebseinheit der differentiellen Klappensteuerung mit übernommen werden. Dies entspricht der im Folgenden beschriebenen Architektur 1. Alternativ kann die differentielle Klappensteuerung durch die Antriebseinheit der klappbaren Flügelspitze mit übernommen bzw. mit bewegt werden, was der Architektur 2 entspricht. By means of the invention, either the drive function for the folding wing tip can be taken over by the high-lift system or by the drive unit of the differential flap control. This corresponds to the architecture 1 described below. Alternatively, the differential flap control can be taken over or moved by the drive unit of the foldable wing tip, which corresponds to the architecture 2.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist denkbar, dass die wenigstens eine weitere Komponente des Fluggeräts eine Steuerfläche des Highliftsystems und/oder eine differentielle Klappensteuerung des Flügels ist, und/oder dass die Antriebseinheit wenigstens einen Motor umfasst, der insbesondere über wenigstens eine Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgbar und/oder steuerbar ist. Der Motor kann beispielsweise als hydraulischer oder elektrischer Motor ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, dass in einer weiteren bevorzugten Ausführung das Verriegelungssystem wenigstens eine Bremse umfasst. Mittels der Bremse kann beispielsweise die Flügelspitze in einer gewünschten Position festgestellt werden, während die Antriebsmotoren ausgeschaltet sind. In a preferred embodiment of the invention, it is conceivable that the at least one further component of the aircraft is a control surface of the lift system and / or a differential flap control of the wing, and / or that the drive unit comprises at least one motor, in particular via at least one control unit or control unit be supplied with energy and / or controllable. The engine may be designed, for example, as a hydraulic or electric motor. It is also conceivable that in a further preferred embodiment, the locking system comprises at least one brake. By means of the brake, for example, the wing tip can be determined in a desired position, while the drive motors are turned off.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist denkbar, dass die Bremse beim Deaktivieren der Antriebseinheit gesetzt ist. Dabei können auch beide oder mehrere der Antriebsmotoren der Antriebseinheit bei ihrem Deaktivieren das Setzen der Bremse insbesondere automatisch auslösen. Die Komponenten der Vorrichtung können über eine Steuerungs-/Regelungsvorrichtung überwacht bzw. angesteuert werden, welche auch überwachen kann, ob ein oder mehrere Antriebsmotoren deaktiviert werden, um dann insbesondere automatisch das Setzen einer oder mehrerer Bremsen zu bewirken. ln einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Vorrichtung wenigstens einen Positionssensor zur Bestimmung der Position der Flügelspitze um- fasst. Der Positionssensor kann ebenfalls mit der Steuerungs- /Regelungsvorrichtung gekoppelt sein und zur Überwachung der Vorrichtung bzw. der Position der Flügelspitze genutzt werden. Dabei kann insbesondere das Verriegelungssystem oder die Bremse in Abhängigkeit von den vom Positionssensor er- fassten Positionsdaten geregelt bzw. gesteuert werden. In a further preferred embodiment, it is conceivable that the brake is set when deactivating the drive unit. In this case, both of the two or more of the drive motors of the drive unit, in particular, can automatically trigger the setting of the brake when they are deactivated. The components of the device can be monitored or controlled via a control / regulating device, which can also monitor whether one or more drive motors are deactivated, in order to then automatically effect the setting of one or more brakes. In a further preferred embodiment, it is conceivable that the device comprises at least one position sensor for determining the position of the wing tip. The position sensor may also be coupled to the control device and used to monitor the device or the position of the wing tip. In particular, the locking system or the brake can be regulated or controlled as a function of the position data detected by the position sensor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Antriebseinheit ein Getriebe, insbesondere ein drehzahlsummierendes Differenzialgetriebe, zum Koppeln einzelner Motoren bzw. Antriebsmotoren umfasst. Bei Verwendung eines drehzahlsummierenden Differenzialgetriebes ist keine Entkopplungsvorrichtung erforderlich, sondern eine Motorbremse. Diese liefert bei Betrieb mit einem von zwei Motoren das Stützdrehmoment um Rückdrehen zu vermeiden. Vorteilhafterweise können so beide Motoren im Regelfall gemeinsam zur Verstellung der entsprechenden Komponenten eingesetzt werden, während im Falle eines Defekts eines der Motoren der wenigstens eine weitere Motor entsprechend hilfsweise alleine zur Bewegung der Komponenten genutzt werden kann. Denkbar ist es hierbei eine Bremse zwischen den Motoren und dem Getriebe vorzusehen, welche das Stützmoment an den Getriebeeingang des defekten Motors aufbringt. In a further preferred embodiment, it is conceivable that the drive unit comprises a transmission, in particular a speed-differentiating differential gear, for coupling individual motors or drive motors. When using a speed-summing differential gear no decoupling device is required, but an engine brake. When used with one of two motors, this provides the support torque to prevent reverse rotation. Advantageously, so both motors can be used as a rule together for adjusting the corresponding components, while in the case of a defect of one of the motors, the at least one further motor can be used according to auxiliaries alone to move the components. It is conceivable here to provide a brake between the motors and the transmission, which applies the support torque to the transmission input of the defective motor.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Flügelspitze in der Flugkonfiguration und/oder der Bodenkonfiguration vorgespannt ist. Dadurch kann die Flügelspitze vorteilhaft besonders stabil in den jeweiligen Positionen gehalten werden. Zum Vorspannen der Flügelspitze können die Antriebsmotoren der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden. In a further preferred embodiment, it is conceivable that the wing tip is prestressed in the flight configuration and / or the ground configuration. As a result, the wing tip can advantageously be kept particularly stable in the respective positions. For biasing the wing tip, the drive motors of the device according to the invention can be used.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass das Stellgetriebe der Flügelspitze über ein Wellensystem oder über ein Umlenkgetriebe mit der Antriebseinheit koppelbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug mit wenigstens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8. In a further preferred embodiment, it is conceivable that the actuating gear of the wing tip can be coupled to the drive unit via a shaft system or via a deflection gear. The invention further relates to an aircraft with at least one device according to one of claims 1 to 8.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren beispielhaft gezeigten Ausführungen erläutert. Dabei zeigen: Further details and advantages of the invention are explained with reference to the embodiments shown by way of example in the figures. Showing:
Figur 1a-1d: schematische Darstellungen einer Vorrichtung zum Verschwenken einer Flügelspitze gemäß dem Stand der Technik und eine Frontansicht eines Flugzeugs mit hochgeklappter Flügelspitze; FIGS. 1a-1d are schematic representations of a device for pivoting a wing tip according to the prior art and a front view of an aircraft with the wing tip raised;
Figur 2a-2c: eine erste Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figure 2a-2c: a first embodiment of the device according to the invention;
Figur 3a-3c: eine zweite Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Figure 3a-3c: a second embodiment of the device according to the invention.
Die Lösung der Erfindungsaufgabe beruht auf einer Systemarchitektur, in der einzelne Funktionen des Stellsystems bzw. der Vorrichtung nicht mehr von systemeigenen Elementen ausgeführt werden. Vielmehr können die Funktionen von bereits vorhandenen Komponenten des Hochauftriebssystems übernommen werden. The solution of the invention task is based on a system architecture in which individual functions of the control system or the device are no longer performed by native elements. Rather, the functions of existing components of the high-lift system can be adopted.
Anhand der Figuren werden mehrere Systemarchitekturen erläutert. Figuren 1a bis 1d zeigen schematisch und vereinfacht eine Baseline gemäß dem Stand der Technik. Several system architectures will be explained with reference to the figures. Figures 1a to 1d show schematically and simplified a baseline according to the prior art.
Figuren 2a und 2b zeigen Architektur 1 , bei der ein gemeinsamer Antrieb für die Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelmitten vorgesehen ist. Figures 2a and 2b show architecture 1 in which a common drive for the wing tips 1 and differential landing flap positions in the wing centers is provided.
Figur 2b zeigt die Architektur 1 , bei der für die Funktion„Wing Fold" die vorhandene Antriebseinheit 103 des„Differentiellen Klappensteuerung" Systems benutzt wird. FIG. 2b shows the architecture 1, in which the existing drive unit 103 of the "differential flap control" system is used for the "Wing Fold" function.
Dabei liegt jeweils ein gemeinsamer Antrieb 103 für Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelmitten vor. Das System in Architektur 1 weist, wie ein modernes Hochauftriebssystem gemäß dem Stand der Technik, eine Antriebseinheit (PDU) 101 im Rumpf des Flugzeuges, zur Bewegung des Hochauftriebssystems auf. Zusätzlich befindet sich zwischen den beiden Hinterkantenklappen (auf beiden Flügelseiten) eine weitere Antriebseinheit (ADGB, Active Differential Gearbox) 103' zur differentiellen Klappensteuerung. Diese Antriebseinheit (ADGB) 103' kann durch die Erfindung modifiziert werden und um eine weitere Funktion erweitert werden. Die zusätzliche Funktion neben der differentiellen Klappensteuerung ist nun das Heben und Senken der klappbaren Flügelspitze 1. Somit kann ein bestehendes Hochauftriebssystem ebenfalls dazu genutzt werden, die klappbaren Flügelspitzen 1 zu bewegen. In each case, there is a common drive 103 for wing tips 1 and differential landing flap positions in the wing centers. The system in architecture 1 has, as a modern high-lift system according to the prior art, a drive unit (PDU) 101 in the fuselage of the aircraft, to move the high-lift system on. In addition, located between the two trailing edge flaps (on both sides of the wing), a further drive unit (ADGB, Active Differential Gearbox) 103 'for differential flap control. This drive unit (ADGB) 103 'can be modified by the invention and extended by a further function. The additional function in addition to the differential flap control is now the raising and lowering of the folding wing tip 1. Thus, an existing high-lift system can also be used to move the folding wing tips 1.
Figur 2c zeigt die modifizierte Antriebseinheit „Differentielle Klappensteuerung" (ADGB) 103'. Die Neuerung ist, dass es nach dem Gear Set bzw. nach dem Getriebe 1033' nun zwei Ausgänge (ggf. inkl. Zwei Bremsen 1032', 1032" und zwei Kupplungen 1031 ', 1031") gibt, die mittels Antriebswellensystemen mit der äußeren Hinterkantenklappe bzw. der klappbaren Flügelspitze verbunden sind. Mit der Kupplung 1031 '" kann wie gehabt die innere Hinterkantenklappe bewegt werden. 2c shows the modified drive unit "differential flap control" (ADGB) 103 'The innovation is that after the gear set or after the gear 1033' there are now two outputs (possibly including two brakes 1032 ', 1032 "and two Clutches 1031 ', 1031 ") which are connected to the outer trailing edge flap and the folding wing tip respectively by means of drive shaft systems With the coupling 1031", the inner trailing edge flap can be moved as before.
Der in Figur 2c unten links dargestellte Ausgang dient dazu, die Hochauftriebsfunk- tion inklusive differentieller Klappensteuerung wie bisher zu gewährleisten. Der in Figur 2c oben links dargestellte Ausgang dient dazu (nach entsprechendem Setzen der Kupplungen und Bremsen), über ein Wellensystem, die klappbare Flügelspitze zu bewegen. The output shown on the bottom left in FIG. 2c serves to ensure the high-lift function including differential flap control as before. The output shown in Figure 2c top left is used (after appropriate setting of the clutches and brakes) to move over a shaft system, the folding wing tip.
Die Antriebseinheit 103' kann auch mit redundanten Motoren, Kupplungen und Bremsen ausgeführt sein. Die Hochauftriebsfunktion kann weiterhin, wie beim Stand der Technik, durch die zentrale Antriebseinheit (PDU) 101 angetrieben werden. The drive unit 103 'can also be designed with redundant motors, clutches and brakes. The high lift function can continue to be driven by the central drive unit (PDU) 101 as in the prior art.
Gemäß der in Figur 2a bis 2c gezeigten Architektur 1 wird für die Funktion„ Wing Fold" die vorhandene Antriebseinheit 103' des„Variable Camber" Systems bzw. der „Differentiellen Klappensteuerung" genutzt. Das System hat folgende Hauptfunktio- nen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration); High Lift Funktion; und„Variable Camber" bzw.„Differentielle Klappensteuerungs-Funktion". According to the architecture 1 shown in Figure 2a to 2c, the existing drive unit 103 'of the "variable camber" system or the "differential flap control" is used for the function "Wing Fold." The system has the following main functions: NEN: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; Holding the wing tip in the lowered position (flight configuration); High lift function; and "Variable Camber" or "Differential Damper Control Function".
Für die Funktion„Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: For the function "lifting the wing tip on the ground after landing" the couplings are switched as follows:
Clutch (Kupplung) 1 (C1): offen Clutch 1 (C1): open
Brake (Bremse) / Clutch 2 (C2): Bremse offen, Kupplung geschlossen Brake / Clutch 2 (C2): brake open, clutch closed
Brake / Clutch 3 (C3): Bremse geschlossen, Kupplung offen. Brake / Clutch 3 (C3): brake closed, clutch open.
Dann wird der Antriebsmotor (Hydraulikmotor oder Elektromotor) mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System deaktiviert. Then the drive motor (hydraulic motor or electric motor) is supplied with energy. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached. During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is deactivated.
Für die Funktion„Halten der Flügelspitze am Boden nach der Landung" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: For the function "holding the wing tip on the ground after landing" the couplings are switched as follows:
Clutch 1 : geschlossen Clutch 1: closed
Brake / Clutch 2: Bremse geschlossen, Kupplung offen Brake / Clutch 2: brake closed, clutch open
Brake / Clutch 3: Bremse offen, Kupplung geschlossen Brake / Clutch 3: brake open, clutch closed
Mit der gesetzten Bremse wird eine ungewollte Bewegung des Wing Fold Systems unterbunden. Das High Lift System ist funktionsbereit. With the set brake, an unwanted movement of the Wing Fold system is prevented. The high lift system is ready to work.
Für die Funktion„Absenken der Flügelspitze vor dem Start" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: Clutch 1 : offen For the function "lowering the wing tip before starting" the couplings are switched as follows: Clutch 1: open
Brake / Clutch 2: Bremse offen, Kupplung geschlossen Brake / Clutch 2: brake open, clutch closed
Brake / Clutch 3: Bremse geschlossen, Kupplung offen. Brake / Clutch 3: brake closed, clutch open.
Dann wird wenigstens ein Antriebsmotor mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System deaktiviert. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelungssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position. Then at least one drive motor is supplied with energy. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached. In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism. For this purpose, a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position. During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is deactivated. During flight, the positioning system is deactivated. The locking system holds the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
Die Kupplungen sind für die High Lift Funktion wie folgt geschaltet: The couplings are switched as follows for the High Lift function:
Clutch 1 : geschlossen Clutch 1: closed
Brake/ Clutch 2: Bremse geschlossen, Kupplung offen Brake / Clutch 2: brake closed, clutch open
Brake / Clutch 3: Bremse offen, Kupplung geschlossen. Brake / Clutch 3: brake open, clutch closed.
Das High Lift System ist verfügbar. The high lift system is available.
Für die Funktion„Variable Camber" sind die Kupplungen wie folgt geschaltet For the "Variable Camber" function, the couplings are switched as follows
Clutch 1 : offen Clutch 1: open
Brake / Clutch 2: Bremse geschlossen, Kupplung offen Brake / Clutch 2: brake closed, clutch open
Brake / Clutch 3: Bremse offen, Kupplung geschlossen. Durch Betrieb des Motors kann die Outboard Landeklappe unabhängig vom High Lift System verstellt werden. Brake / Clutch 3: brake open, clutch closed. By operating the engine, the Outboard Landing flap can be adjusted independently of the High Lift system.
Eine weitere Architektur kann einen gemeinsamen Antrieb für Flügelspitzen 1 und differentielle Landeklappenpositionen in den Flügelspitzen 1 umfassen. Another architecture may include a common drive for wing tips 1 and differential landing flap positions in the wing tips 1.
Figuren 3a bis 3c zeigen Architektur 2, bei der ein gemeinsamer Antrieb für Landeklappen, Differentielle Landeklappenpositionen und Flügelspitzen 1 im Bereich der Flügelspitze vorgesehen ist. Figures 3a to 3c show architecture 2, in which a common drive for landing flaps, differential flap positions and wing tips 1 is provided in the wing tip area.
Das System hat folgende Hauptfunktionen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; und Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration). The system has the following main functions: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; and holding the wing tip in the lowered position (flight configuration).
Für die Funktion„Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung" wird die wenigstens eine Antriebseinheit über eine zugeordnete Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Motorbremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Um die Flügelspitze am Boden in der gehobenen Position zu halten, wird das Antriebssystem deaktiviert. Dadurch werden die Bremsen gesetzt, so dass eine ungewollte Bewegung unterbunden ist. For the function "lifting the wing tip on the ground after landing" the at least one drive unit is supplied with energy via an associated control unit or control unit simultaneously the associated engine brake is opened The actuator movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached, and to keep the wing tip in the raised position, the drive system is deactivated, thereby releasing the brakes to prevent unwanted movement is.
Für das Absenken der Flügelspitze vor dem Start wird die wenigstens eine Antriebseinheit über ihre zugeordnete Steuereinheit oder Kontrolleinheit mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Motorbremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe an- treibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. For lowering the wing tip before starting the at least one drive unit is powered by its associated control unit or control unit with energy. At the same time the assigned motor brake is opened. The mechanical drive energy is transferred to the shaft system via the speed-cumulative differential gear, which transmits the actuating gear via a reversing gear. drives. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelüngssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position. In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism. For this purpose, a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position. During flight, the positioning system is deactivated. The locking system keeps the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
Die Vorteile der Erfindung gemäß Architektur 1 bestehen in der Einsparung von 4 Motoren samt Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten. Zusätzlich werden allerdings Bremsen / Kupplungen C1 , C2, C3 und Wellenstränge benötigt. Falls die geforderten Verfügbarkeitswerte nicht erreicht werden, muss an jedem Mittelantrieb ein zusätzlicher Motor mit Steuereinheit oder Kontrolleinheit installiert werden. Es ist eine Doppelnutzung der Variable Camber Antriebseinheit möglich, sowohl für die Variable Camber Hochauftriebsfunktion als auch zur Betätigung der klappbaren Flügelspitze. The advantages of the invention according to architecture 1 consist in the saving of 4 motors including control units or control units. In addition, however, brakes / clutches C1, C2, C3 and shaft strands are required. If the required availability values are not achieved, an additional motor with control unit or control unit must be installed on each middle drive. It is possible to use the Variable Camber drive unit twice, both for the Variable Camber high lift function and for operating the foldable wing tip.
Figur 3b zeigt die Architektur 2, bei der für die Funktion„Wing Fold" die vorhandene Antriebseinheit der Flügelspitzen benutzt wird. Zwischen den inneren und äußeren Klappen ist nunmehr eine Kupplung 103" vorgesehen und Figur 3c zeigt die entsprechend ausgebildete Antriebseinheit 104 der Architektur 2, wobei wenigstens ein Motor M über ein Getriebe 1033' und zwei Kupplungen 1031 ', 1031 " mit der Flügelspitze 1 und mit der äußeren Hinterkantenklappe bzw. mit den äußeren Hinterkantenklappen koppelbar ist. 3b shows the architecture 2, in which the existing drive unit of the wing tips is used for the function "Wing Fold." A coupling 103 "is now provided between the inner and outer flaps, and FIG. 3c shows the correspondingly constructed drive unit 104 of the architecture 2. wherein at least one motor M via a transmission 1033 'and two clutches 1031', 1031 "with the wing tip 1 and with the outer trailing edge flap or with the outer trailing edge flaps is coupled.
In der Architektur 2 wird die Funktion der differentiellen Klappensteuerung durch das Antriebssystem der klappbaren Flügelspitzen mit übernommen. Hierzu ist im Vergleich zum Stand der Technik die Wing Fold Antriebseinheit um einen zweiten Ausgang (inkl. Kupplung) erweitert und ein Wellensystem zwischen äußerer Hinter- kantenklappe und Wing Fold Antriebssystem eingefügt. Zusätzlich wird eine Kupplung zwischen innerer und äußerer Hinterkantenklappe eingefügt. In the architecture 2, the function of the differential flap control is taken over by the drive system of the folding wing tips. For this purpose, in comparison to the prior art, the Wing Fold drive unit is extended by a second output (including coupling) and a shaft system between outer rear edge flap and Wing Fold drive system inserted. In addition, a coupling between the inner and outer trailing edge flap is inserted.
Um auch die Funktion „Differentielle Klappensteuerung" mit vorhandenen Wing Fold Antriebseinheiten nutzen zu können, bedarf es untenstehender Schaltzustände der Kupplungen und Bremsen an der Wing Fold Antriebseinheit, sowie der Kupplung 1 zwischen den beiden Landeklappen. In order to be able to use the "differential flap control" function with existing Wing Fold drive units, the following switching states of the clutches and brakes on the Wing Fold drive unit and the clutch 1 between the two flaps are required.
Im Weiteren wird auf die in den Figuren 3a bis 3c gezeigte Architektur 2 Bezug genommen. Die Funktion„Variable Camber" bzw. „Differentielle Klappensteuerung" wird vom„Wing Fold" System übernommen. In the following, reference will be made to the architecture 2 shown in FIGS. 3a to 3c. The function "Variable Camber" or "Differential flap control" is taken over by the "Wing Fold" system.
Das System hat folgende Hauptfunktionen: Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung; Halten der Flügelspitze am Boden (Bodenkonfiguration); Absenken der Flügelspitze vor dem Start; Halten der Flügelspitze in der abgesenkten Position (Flugkonfiguration); und Variable Camber Funktion. Für die Funktion„Heben der Flügelspitze am Boden nach der Landung" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: The system has the following main functions: Raise the wing tip on the ground after landing; Holding the wing tip to the ground (ground configuration); Lowering the wing tip before take-off; Holding the wing tip in the lowered position (flight configuration); and variable camber function. For the function "lifting the wing tip on the ground after landing" the couplings are switched as follows:
Clutch : geschlossen Clutch: closed
Clutch 2: offen Clutch 2: open
Clutch 3: geschlossen Clutch 3: closed
Dann wird einer der Antriebsmotoren mit Energie versorgt. Gleichzeitig wird die zugeordnete Bremse geöffnet. Über das drehzahlsummierende Differentialgetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Then one of the drive motors is powered. At the same time the assigned brake is opened. The mechanical drive energy is transmitted to the shaft system via the speed-cumulative differential gear to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a reversing gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System betriebsbereit. Für die Funktion„Halten der Flügelspitze am Boden nach der Landung" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is ready for operation. For the function "holding the wing tip on the ground after landing" the couplings are switched as follows:
Clutch 1 : geschlossen Clutch 1: closed
Clutch 2: offen Clutch 2: open
Clutch 3: geschlossen, Bremse geschlossen Clutch 3: closed, brake closed
Mit den gesetzten Bremsen wird eine ungewollte Bewegung des Wing Fold Systems unterbunden. Das High Lift System ist funktionsbereit. Für die Funktion„Absenken der Flügelspitze vor dem Start" werden die Kupplungen wie folgt geschaltet: With the set brakes an unwanted movement of the Wing Fold system is prevented. The high lift system is ready to work. For the function "lowering the wing tip before starting" the couplings are switched as follows:
Clutch 1 : geschlossen Clutch 1: closed
Clutch 2: offen Clutch 2: open
Clutch 3: geschlossen Clutch 3: closed
Dann wird wenigstens einer der Antriebsmotoren mit Energie versorgt. Über das Reduziergetriebe wird die mechanische Antriebsenergie an das Wellensystem zum Wing Fold System übergeben, welches über ein Umlenkgetriebe das Stellgetriebe antreibt. Die Stellbewegung wird angehalten, wenn der Positionssensor das Erreichen der gewählten Systemposition meldet. Then at least one of the drive motors is powered. Via the reduction gear, the mechanical drive energy is transferred to the shaft system to the Wing Fold System, which drives the actuating gear via a deflection gear. The positioning movement is stopped when the position sensor signals that the selected system position has been reached.
In der Flugkonfiguration muss die Flügelspitze mechanisch vorgespannt werden, um jegliches Spiel in der Stellmechanik und im Verriegelungsmechanismus zu vermeiden. Hierzu wird mit dem Motor ein definiertes Drehmoment in das Stellsystem eingeleitet. Unter dieser Vorspannung wird das Verriegelungs- und Sicherungssystem in die Verriegelungsstellung gebracht. Während des Betriebs im Wing Fold Modus ist das High Lift System betriebsbereit. Während des Fluges ist das Stellsystem deaktiviert. Das Verriegelungssystem hält die Flügelspitze unter mechanischer Vorspannung in der abgesenkten Position. In the flight configuration, the wing tip must be mechanically biased to avoid any play in the actuator mechanism and locking mechanism. For this purpose, a defined torque is introduced into the adjusting system with the motor. Under this bias, the locking and securing system is brought into the locked position. During operation in Wing Fold mode, the High Lift system is ready for operation. During flight, the positioning system is deactivated. The locking system holds the wing tip under mechanical tension in the lowered position.
Die Kupplungen sind für die High Lift Funktion wie folgt geschaltet: Clutch 1 : geschlossen The couplings are switched as follows for the High Lift function: Clutch 1: closed
Clutch 2: offen Clutch 2: open
Clutch 3: geschlossen Clutch 3: closed
Das High Lift System ist verfügbar. The high lift system is available.
Für die Funktion„Variable Camber" sind die Kupplungen wie folgt geschaltet For the "Variable Camber" function, the couplings are switched as follows
Clutch 1 : offen Clutch 1: open
Clutch 2: geschlossen Clutch 2: closed
Clutch 3: offen Clutch 3: open
Durch Betrieb des Motors kann die Outboard Landeklappe unabhängig vom High Lift System verstellt werden. By operating the engine, the Outboard Landing flap can be adjusted independently of the High Lift system.
Die Vorteile der Erfindung gemäß Architektur 2 bestehen in der Einsparung von 2 Motoren samt Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten des Mittelantriebs. Zusätzlich werden allerdings Bremsen / Kupplungen und Wellenstränge benötigt. The advantages of the invention according to architecture 2 consist in the saving of 2 motors including control units or control units of the center drive. In addition, however, brakes / clutches and shaft strands are required.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Architekturen besteht in verringerter Komplexität durch Kombination von autarken Systemen. Die Anzahl der benötigten Antriebsmotoren samt der zugehörigen Steuereinheiten oder Kontrolleinheiten wird reduziert, die Verfügbarkeit sowohl der Wing Fold Funktion wie der High Lift und Variable Camber Funktion ist nicht reduziert. The advantage of the architectures according to the invention is reduced complexity due to the combination of self-sufficient systems. The number of required drive motors including the associated control units or control units is reduced, the availability of both the Wing Fold function and the High Lift and Variable Camber function is not reduced.
Gemäß Architektur 2 ist eine Doppelnutzung des Antriebs der klappbaren Flügelspitze zur Betätigung der Flügelspitze und Betätigung der Variable Camber Funktion des Hochauftriebssystems möglich. According to Architecture 2, a double use of the folding wing tip drive for wing tip operation and variable camber operation of the high lift system is possible.
Claims
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Cited By (3)
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