Aparato para controlar un sistema de frenado de una aeronave que comprende por lo menos unos medios de frenado de un primer lado (30L) para el frenado de una rueda (22L) colocada en un primer lado de un eje longitudinal (14) de una aeronave (10) y por lo menos unos medios de frenado de un segundo lado (30R) para el frenado de una rueda (22R) colocada en un segundo lado del eje longitudinal (14),

comprendiendo dicho aparato unos medios de control (40) para el procesamiento de unas respectivas indicaciones del efecto de frenado de los medios de frenado (30L, 30R) y en respuesta al resultado de dicho procesamiento la emisión de señales de control para controlar las fuerzas de frenado aplicadas por los medios de frenado (30L, 30R), comprendiendo cada indicación del efecto de frenado una relación de deslizamiento de los frenos calculada utilizando la ecuación: relación de deslizamiento del freno = velocidad de la aeronave - velocidad de la rueda velocidad de la aeronave siendo calculadas dichas señales de control para igualar dichas relaciones de deslizamiento de los frenos, causando de ese modo que la fuerza de frenado aplicada en dicho primer lado del eje longitudinal (14) por dichos por lo menos unos medios de frenado del primer lado (30L) para equilibrar la fuerza de frenado aplicada en el segundo lado del eje longitudinal (14) por dichos por lo menos unos medio de frenado del segundo lado (30R), caracterizado porque dichas indicaciones del efecto del frenado se determinan sobre la base de la velocidad de la rueda de la respectiva rueda (22L, 22R) y un valor de la velocidad de la aeronave obtenidos sin referencia a la velocidad de las ruedas

Campo de la invención

La presente invención se refiere al control del frenado de una aeronave y particular, pero no exclusivamente al control del frenado de una aeronave para vehículos aéreos no tripulados (UAV -Unmanned air vehicles).

Antecedentes de la invención

Convencionalmente, los frenos de una aeronave son controlados por el piloto por medio de unos pedales de freno derecho e izquierdo que proveen un control independiente de los frenos en los lados izquierdo y derecho de la aeronave. Cualquier variación en el comportamiento global del frenado a cada lado de la aeronave resultará en que la aeronave cambie de dirección hacia un lado de la pista. Sin embargo, el piloto es capaz de utilizar los controles de los frenos independientes para los lados izquierdo y derecho de la aeronave para compensar cualquier variación y mantener la aeronave estable y recta en la pista.

Para los UAV el sistema de control de los frenos necesita asumir el papel del piloto en el mantenimiento de la aeronave para que se desplace en una línea recta durante el frenado. Un control simple que actúe en todos los frenos para conseguir un nivel deseado de desaceleración de la aeronave no tendrá en cuenta las variaciones en el momento de torsión generado por las unidades de frenos en los lados izquierdo y derecho de la aeronave. Cualquier variación en el momento de torsión de los frenos entre los dos lados de la aeronave resultará en que la aeronave cambiará su dirección hacia el lado de la pista que corresponda al lado con el momento de torsión del freno mayor.

Existen sistemas para controlar la presión aplicada a los frenos en respuesta a señales representativas del momento de torsión del freno aplicado. Un sistema de este tipo se describe en el documento WO 2005/087563. Sin embargo, los sistemas de este tipo confían en sensores muy costosos y el control es difícil dada la variación en el momento de torsión que se contempla en los materiales de fricción carbono -carbono que se utilizan en los frenos de las aeronaves modernas.

Sumario de la invención

La invención incluye un aparato para controlar un sistema de frenado de una aeronave que comprende por lo menos unos medios de frenado de un primer lado para el frenado de una rueda colocada en un primer lado de un eje longitudinal de una aeronave y por lo menos unos medios de frenado de un segundo lado para el frenado de una rueda colocada en un segundo lado del eje longitudinal, comprendiendo dicho aparato unos medios de control para el procesamiento de las indicaciones respectivas del efecto de frenado de los medios de frenado y en respuesta al resultado de dicho procesamiento emitir señales de control para controlar las fuerzas de frenado aplicadas por los medios de frenado, comprendiendo cada indicación del efecto de frenado una relación de deslizamiento del freno calculada utilizando la ecuación:

velocidad de la aeronave -velocidad de la rueda

relación de deslizamiento del freno =

velocidad de la aeronave

siendo calculadas dichas señales de control para igualar dichas relaciones de deslizamiento del freno, para causar de ese modo que la fuerza de frenado aplicada en dicho primer lado del eje longitudinal por dichos por lo menos unos medios de frenado de un primer lado equilibre la fuerza de frenado aplicada en el segundo lado del eje longitudinal por dichos por lo menos unos medios de frenado de un segundo lado, caracterizado porque dichas indicaciones del efecto de frenado se determinan sobre la base de la velocidad de la rueda de la rueda respectiva y un valor de la velocidad de la aeronave obtenido sin referencia a la velocidad de la rueda.

La invención incluye asimismo un procedimiento para controlar los frenos de una aeronave que tenga por lo menos una unidad de frenado de un primer lado para el frenado de una rueda respectiva colocada en un primer lado de un eje longitudinal de una aeronave y por lo menos una unidad de frenado del segundo lado para el frenado de una rueda respectiva colocada en un segundo lado del eje longitudinal, comprendiendo dicho procedimiento el procesamiento de mediciones respectivas del comportamiento de las unidades de frenado, las mediciones respectivas del comportamiento son una relación de deslizamiento que se calcula utilizando la ecuación:

velocidad de la aeronave -velocidad de la rueda

relación de deslizamiento del freno =

velocidad de la aeronave

y, según una salida de procesamiento, emitiendo unas señales de mandato para controlar las respectivas fuerzas de frenado aplicadas por la unidad de frenado calculadas para igualar dichas relaciones de deslizamiento del freno, para obtener de ese modo un equilibrio de fuerzas entre las fuerzas de frenado aplicadas en el primer lado del eje longitudinal por dicha por lo menos una unidad de frenado del primer lado y la fuerza aplicada en el segundo lado del eje longitudinal por dicha por lo menos una unidad de frenado de segundo lado, caracterizado porque las mediciones respectivas del comportamiento de las unidades de frenado se calculan utilizando una velocidad de giro de la rueda para la respectiva rueda y una indicación de la velocidad de la aeronave obtenidas sin referencia a la velocidad de la rueda.

Se comprenderá que la invención puede ser puesta en práctica por medio de programas o un transportador de datos cargado en un sistema de control del frenado existente en la aeronave, o sustituyendo una pastilla o bien otros circuito del sistema en un sistema de control de frenado existente de una aeronave y también es posible ampliar los sistemas de control de frenado existentes para proveer la funcionalidad de equilibrado de la invención.

También se comprenderá que la invención puede ser implantada mediante la ampliación de un sistema de control que tenga una función control de múltiples sistemas más allá del control de los frenos de una aeronave.

Se apreciará que, aunque particularmente aplicable a los UAV, la invención también se puede utilizar en el control de los frenos de una aeronave tripulada durante los aterrizajes que se llevan a cabo bajo el control de un sistema de autofreno o directamente controlado por el piloto.

También se comprenderá que la invención provee el equilibrado de las fuerzas de frenado aplicadas a cada lado del eje longitudinal de la aeronave para evitar, o por lo menos reducir, cualquier fuerza de frenado desequilibrada que podría causar que la aeronave cambiara de dirección en la dirección del lado al cual se aplica la fuerza de frenado más alta.

En las formas de realización, en las cuales se aplica la invención al control de los frenos de una aeronave que tiene múltiples ruedas a cada lado, está provisto un control del equilibrio de las fuerzas entre los dos lados y el sistema de control puede controlar también el equilibrio de fuerzas entre los frenos individuales de los conjuntos de frenos a cada lado de modo que ningún freno en un conjunto esté sobrecargado comparado con los otros frenos del conjunto.

Breve descripción de los dibujos

Con fin de que la invención se pueda comprender bien, a continuación se describirán algunas formas de realización de la misma, las cuales se proporcionan a título de ejemplo únicamente, haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:

la figura 1 muestra el lado inferior de un vehículo aéreo no tripulado (UAV);

la figura 2 es una representación esquemática de un sistema de control del frenado de una aeronave y el sistema de frenos del UAV representado en la figura 1; y

la figura 3 es una representación esquemática de un sistema de control de frenado de una aeronave y un sistema de frenos para una aeronave provista de múltiples ruedas frenadas a cada lado del eje longitudinal de la aeronave.

Descripción detallada de la forma de realización

Haciendo referencia a la figura 1 un vehículo aéreo no tripulado (UAV) 10 comprende un fuselaje 12 provisto de un eje longitudinal 14. Una unidad propulsora 16 está montada hacia la parte trasera del fuselaje 12. Un par de alas 18 se prolongan desde la sección media del fuselaje 12 y un par de alerones del plano de cola 20 están provistos adyacentes al extremo trasero del fuselaje.

Las alas 18 transportan respectivas ruedas 22L, 22R sostenidas en patas 24L, 24R. Una rueda adicional 26 está prevista hacia la parte trasera del fuselaje 12. Cada rueda 22L, 22R tiene una unidad de frenos asociada (no representada... [Seguir leyendo]

1. Aparato para controlar un sistema de frenado de una aeronave que comprende por lo menos unos medios de frenado de un primer lado (30L) para el frenado de una rueda (22L) colocada en un primer lado de un eje longitudinal

(14) de una aeronave (10) y por lo menos unos medios de frenado de un segundo lado (30R) para el frenado de una rueda (22R) colocada en un segundo lado del eje longitudinal (14), comprendiendo dicho aparato unos medios de control (40) para el procesamiento de unas respectivas indicaciones del efecto de frenado de los medios de frenado (30L, 30R) y en respuesta al resultado de dicho procesamiento la emisión de señales de control para controlar las fuerzas de frenado aplicadas por los medios de frenado (30L, 30R), comprendiendo cada indicación del efecto de frenado una relación de deslizamiento de los frenos calculada utilizando la ecuación:

velocidad de la aeronave -velocidad de la rueda

relación de deslizamiento del freno =

velocidad de la aeronave

siendo calculadas dichas señales de control para igualar dichas relaciones de deslizamiento de los frenos, causando de ese modo que la fuerza de frenado aplicada en dicho primer lado del eje longitudinal (14) por dichos por lo menos unos medios de frenado del primer lado (30L) para equilibrar la fuerza de frenado aplicada en el segundo lado del eje longitudinal (14) por dichos por lo menos unos medio de frenado del segundo lado (30R), caracterizado porque dichas indicaciones del efecto del frenado se determinan sobre la base de la velocidad de la rueda de la respectiva rueda (22L, 22R) y un valor de la velocidad de la aeronave obtenidos sin referencia a la velocidad de las ruedas.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dichos medios de control (40) se pueden accionar para procesar las respectivas relaciones de deslizamiento de una pluralidad de unos medios de frenado del primer lado (30L) para determinar un valor de la relación de deslizamiento promedio del primer lado, para procesar las respectivas relaciones de deslizamiento de una pluralidad de medios de frenado del segundo lado (30R) para determinar un valor de la relación de deslizamiento promedio del segundo lado y procesar dichos valores de la relación de deslizamiento promedio para determinar un valor de la relación de deslizamiento objetivo que es un promedio de dichos valores de las relaciones de deslizamiento promedio, siendo calculadas dichas señales de control para causar que dichos medios de frenado del primer lado (30L) proporcionen un valor de la relación de deslizamiento promedio del primer lado por lo menos sustancialmente igual a dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo y dichos medios de frenado del segundo lado (30R) proporcionen un valor de la relación de deslizamiento promedio del segundo lado por lo menos sustancialmente igual a dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que dichos medios de control (40) se pueden accionar para comparar las respectivas relaciones de deslizamiento de dichos medios de frenado del primer lado con dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo y proprocionar unas respectivas señales de mandato para causar que las respectivas fuerzas de frenado aplicadas por dichos medios de frenado del primer lado (30L) se ajusten hacia dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo al tiempo que se mantiene un valor de la relación de deslizamiento promedio del primer lado por lo menos sustancialmente igual a dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo y comparar las respectivas relaciones de deslizamiento de dichos medios de frenado del segundo lado (30R) con dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo y proporcionar unas señales de control respectivas para causar que las fuerzas de frenado respectivas aplicadas por dichos medios de frenado del segundo lado (30R) se ajusten hacia dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo al tiempo que se mantiene un valor de la relación de deslizamiento promedio del segundo lado por lo menos sustancialmente igual a dicho valor de la relación de deslizamiento objetivo.

4. Aparato según la reivindicación 1, en el que dichos medios de control (40) determinan un valor de la relación de deslizamiento objetivo que es un promedio de las respectivas relaciones de deslizamiento de los medios de frenado de los lados primero (30L) y segundo (30R) y dichas señales de control están destinadas a causar que cada uno de dichos medios de frenado (30L, 30R) apliquen una fuerza de frenado que proporcione una relación de deslizamiento que corresponda a dicha relación de deslizamiento objetivo.

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha velocidad de las ruedas se determina multiplicando un valor detectado de la velocidad de las ruedas por un valor del radio de las ruedas.

6. Aparato según la reivindicación 5, en el que dicho valor del radio de las ruedas es un respectivo valor calculado para cada rueda (22L, 22R).

7. Aparato según la reivindicación 6, en el que los medios de control (40) calculan dicho valor del radio de las ruedas dividiendo un valor de la velocidad de la aeronave por dicho valor detectado de la velocidad de giro de la rueda para la respectiva rueda (22L, 22R).

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dichos medios de control (40) calculan dicho valor del radio de las ruedas dividiendo los valores sucesivos de la velocidad de la aeronave por los valores detectados correspondientes de la velocidad de giro de la rueda para la respectiva rueda (22L, 22R) para obtener los valores instantáneos sucesivos de los radios de las ruedas y promediar dichos valores instantáneos sucesivos de los radios de las ruedas.

9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende asimismo unos medios sensores de la velocidad (42L, 42R) para detectar la velocidad de giro de la rueda de las ruedas (22L, 22R) y enviar las respectivas señales indicativas de las velocidades de las ruedas a dichos medios de control (40).

10. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dichos medios de control (40) se pueden accionar para provocar el frenado en el aterrizaje y proporcionar unas señales para causar que dichos medios de frenado (30L, 30R) apliquen fuerzas de frenado que provoquen una relación requerida de la desaceleración de las ruedas (22L, 22R).

11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende asimismo unos respectivos medios de control de los frenos (34L, 34R) para dichos por lo menos unos medios de frenado del primer lado (30L) y dichos por lo menos unos medios de frenado del segundo lado (30R), emitiendo los medios de control (40) dichas señales de control a los medios de control de los frenos (34L, 34R).

12. Aeronave (10) equipada con el aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Procedimiento para controlar los frenos de una aeronave (10) provista de por lo menos una unidad de frenado de un primer lado (30L) para el frenado de una respectiva rueda (22L) colocada en un primer lado de un eje longitudinal

(14) de una aeronave (10) y por lo menos una unidad de frenado de un segundo lado (30R) para el frenado de una respectiva rueda (22R) colocada en un segundo lado del eje longitudinal (14), comprendiendo dicho procedimiento el procesamiento de unas respectivas mediciones del comportamiento de las unidades de frenado (30L, 30R), las respectivas mediciones del comportamiento son una relación de deslizamiento que se calcula utilizando la ecuación:

velocidad de la aeronave -velocidad de la rueda

relación de deslizamiento del freno =

velocidad de la aeronave

y según una salida del procesamiento, la emisión de señales de mandato para controlar las respectivas fuerzas de frenado aplicadas por las unidades de frenado (30L, 30R) calculadas para igualar dichas relaciones de deslizamiento de los frenos, obteniendo de ese modo un equilibrio de fuerzas entre las fuerzas de frenado aplicadas en el primer lado del eje longitudinal (14) por dicho por lo menos una unidad de frenado del primer lado (30L) y la fuerza aplicada en el segundo lado del eje longitudinal (14) por dicha por lo menos una unidad de frenado del segundo lado (30R), caracterizado porque las respectivas mediciones del comportamiento de las unidades de frenado (30L, 30R) se calculan utilizando una velocidad de giro de la rueda para la rueda respectiva (22L, 22R) y una indicación de la velocidad de la aeronave obtenida sin referencia a la velocidad de las ruedas.

14. Producto de programa de ordenador (44) que comprende programas de ordenador que en un entorno de ejecución se puede utilizar para poner en práctica el proceso de la reivindicación 13.

15. Aeronave (10) según la reivindicación 12, que es un vehículo aéreo no tripulado.