液压系统及相应方法、控制单元、程序产品和飞行器与流程

本公开内容涉及液压系统。本发明涉及液压系统的操作。更具体地但非排他性地，本发明涉及操作飞行器的制动系统的方法。本发明还涉及用于启动飞行器的机轮制动器的液压制动系统以及其他相关主题。

背景技术：

1、图1示意性地示出了用于现有技术(例如，空客a350飞行器——以下简称为“a350”)的飞行器(图1中未单独示出)的机轮12的制动系统10。控制单元14控制各个阀的动作，以便提供对飞行器的机轮的制动。在由液压回路控制的液压流体的作用下液压地致动制动器16。在图1中仅示出了a350的典型液压回路的一部分。液压回路在制动系统中提供了冗余，因为有正常制动系统和备用制动系统，以及两种不同的液压动力供应(在a350的上下文中，用标签“黄色”液压系统和标签“绿色”液压系统提及——图1中未单独示出)。

2、在正常情况下，在飞行器的飞行员通过踩下制动踏板18对制动器16的动作进行命令时，控制单元14使液压回路的阀以使高压(“hp”)液压流体将制动器16移动到接合位置的方式操作，在该接合位置制动力被施加至机轮12。在这种正常制动配置中，正常制动选择器阀20处于其正常制动配置(备用制动选择器阀22处于使得能够正常制动的位置)，并且相关联的伺服阀24可操作以控制所需的制动水平。

3、在正常制动不可用的情况下或者另外需要备用制动的情况下，启动液压回路的备用制动部件，包括备用制动选择器阀22和相关联的伺服阀26。可选地，这可以由(可选的)自动阀28自动选择，例如，如果回路的正常制动侧具有压力损失，则自动阀28进行操作。正常制动回路和备用制动回路都由供应装置29供给高压液压流体。供应装置包括流体的储存器30、用于对流体加压的液压泵(未示出)和帮助调节液压体积/压力的蓄能器32。因此，可以用由蓄能器32保持的压力下的流体对至少备用制动回路提供动力。一旦需要，则该蓄能器32本身就可以被加压并经由专用的再填充阀34填充液压流体。提供了用于从制动器16释放压力的回流管线38(图1中未示出所有回流管线38)。例如，还可以有与选择器阀和伺服阀中的每一个相关联的回流管线路径38。在较低压力下，液压流体经由回流管线38通过阀流到飞行器的液压回路(由图1中的“lp回流”框36示意性示出)。应当理解，在某些飞行器中，回流管线共享用作供应管线的管道，例如制动器本地的管道。蓄能器40被设置用于调节回流管线中的流体量。系统中存在止回阀(check valve)(图1中未示出)。还提供了停驻制动子系统(图1中未示出)。

4、在备用制动选择器阀22与相关联的伺服阀26之间的高压管线中提供自动复位液压保险器42。保险器42在非典型高流体流量的情况下跳闸，这表明系统中存在故障，例如破裂的管道或其他泄漏。

5、通常作为着陆前测试的一部分对备用制动系统的功能进行常规检查。这可以是至少部分自动化的和/或作为标准程序的一部分由飞行机组人员进行。已经观察到，备用制动系统的测试导致系统故障的错误报告和/或故障报告比理想情况更频繁。液压保险器42的跳闸是可以如何检测此类故障(无论是错误的还是其他的)的示例。当然，对于标准和常规系统测试，可靠地检测故障是至关重要的。然而，具有比期望的更多的错误(或可避免的)故障报告可能导致操作延迟和/或额外的潜在不必要的维护时间，如果实施更准确/可靠的测试制度和/或如果提供改进的制动系统，则可以减轻这种情况。

6、飞行器中液压系统的故障可能由各种原因造成，包括液压系统部件的故障和/或由碎片或物体撞击一个或更多个输送液压流体的管道造成的损坏。这些故障可能导致流体泄漏。为了减轻此类泄漏并降低液压系统损耗的风险，可以采取措施——例如安装止回阀和/或液压保险器——以确保尽管例如在系统的一部分中出现泄漏管道，尽可能多的液压系统仍保持运行。由于流体动力学、飞行器通常承受的极端温度变化和运动的影响，发明人已经意识到这些措施可能导致与液压管线内的气穴现象(cavitation)(即，管线中存在气穴，例如气泡、真空或没有液压流体的其他穴(pocket))相关联的问题。这可能导致系统在标称条件(即，没有故障)下的不当行为，从而导致错误的故障报告/检测。管线中的气穴现象还可能影响液压系统出于其预期目的的有效或正确操作。移除诸如止回阀和/或液压保险器的保护措施会有失去针对管道破裂或爆裂或者系统中严重泄漏的保护的风险。

7、本发明力图减轻上述问题中的一个或更多个问题。可替选地或另外地，本发明力图为飞行器提供改进的制动系统。

技术实现思路

1、根据第一方面，本发明提供了一种操作飞行器的制动系统的方法。这样的制动系统包括用于向一个或更多个制动器供应液压流体的供应管线和对应的回流管线。可以有一条以上的供应管线和一条以上的回流管线。制动系统被布置成在经由供应管线供应的液压流体的作用下向飞行器的飞行器起落架组件的一个或更多个机轮施加制动力。液压流体从一个或更多个制动器的回流经由回流管线流动。液压流体还可以经由相同的回流管线或其部分从其他部件流动。该方法包括以下步骤：增大回流管线的至少一部分(可能是基本上全部回流管线)中液压流体的压力和/或体积。增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤在开始以下后续步骤之前执行：启动制动系统以在着陆期间(通常恰好在着地之前)向飞行器的一个或更多个机轮施加制动力。作为这种方法的一部分，可以有在飞行器着陆之前对制动系统执行测试的步骤。如果执行这样的测试步骤，则该测试步骤在执行增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤之后完成。

2、已经发现，通过具有增大液压系统的回流管线中液压流体的压力和/或体积的单独的提前步骤，可以提高可靠性。这可能是因为在某些实施方式中，如果回流管线(与供应管线相比处于低压下)在操作期间经受如在飞行器的操作期间典型的温度变化和/或振动和运动，则可能会损失液压流体压力，并且回流管线中保留的流体不足的风险可能会增大。这些情况可能增大液压管线中气穴现象的风险。如果在测试制动系统之前对此不采取任何措施，则存在测试失败的风险，并且除非采取补救措施，否则制动系统被视为不可操作。当然，期望避免在需要制动机轮时回流管线中保留的流体不足的情况，因为这可能会对制动系统的效率和/或功效产生不利影响——然而，适当的测试过程将通常能够避免此类情况。

3、通过使用利用本发明的方法的实施方式可以避免或减少的气穴现象问题通常与在液压管线中(例如，在一个或更多个回流管线路径或低压路径中)存在一个或更多个(通常是两个或更多个)止回阀(即，止逆阀(non-return valve))相关联。

4、可以在不增大供应管线中液压流体的压力的情况下执行增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤。

5、增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以通过使用制动系统的一个或更多个阀来进行，可选地，这些阀在任何情况下还用于其他目的。因此，所使用的制动系统可以不比在任何情况下所提供的制动系统更复杂或更庞大。可以在不向飞行器的一个或更多个机轮施加任何制动力的情况下进行增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤。例如，在某些实施方式中，可以是以下情况：对系统进行操作以向飞行器的一个或更多个机轮施加制动力(即使不在地面上)将不可避免地导致回流管线中液压流体的压力增大。然而，应当理解，在这种情况下，在本发明实施方式的上下文中，以向一个或更多个机轮施加制动力的方式操作液压系统的动作将是出于增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的目的，而不是为了引起飞行器减速或出于引起飞行器减速的目的。增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以通过操作(例如，打开和关闭)制动选择器阀来进行。

6、飞行器的制动系统可以包括至少一个阀，用于将例如在较高压力下的液压流体源与例如包含较低压力下的液压流体的回流管线的至少一部分分开。这样的阀可以例如提供单向止回阀(即，止逆阀)的功能，其阻止流体经由阀在第一方向上流动，同时实现液压流体经由阀在第二方向上的高流速，第二方向与第一方向相反。这样的单向止回阀可以在制动系统中例如在单向止回阀与制动器之间存在意外泄漏的情况下，降低从与止回阀另一侧的回流管线流体连通的其他部件损失液压流体的风险。可以有位于单向止回阀与制动器之间的液压流体路径(例如，低压流体路径)上的停驻制动选择器阀。另外地或可替选地，可以有位于单向止回阀与制动器之间的液压流体路径(例如，低压流体路径)上的制动选择器阀(用于着陆时的制动，不是停驻制动器，例如正常制动或备用制动)。

7、增大回流管线中液压流体的压力和/或体积可以利用蓄能器(例如，本地设置的蓄能器，例如单独设置的回流管线蓄能器)中的液压流体。

8、增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以依赖于系统中液压压力(例如，回流管线中流体的压力)的测量来进行。压力传感器可以被设置成测量这种液压压力并提供合适的输出，然后例如由控制单元使用该输出来决定是否以及如何增大液压流体的压力和/或体积。例如在蓄能器中流体的压力指示回流管线中液压流体的压力(例如，两者相同或以某种方式可预测地彼此相关)时，这种压力传感器可以被布置成测量蓄能器中液压流体的压力。压力传感器可能需要能够精确地测量相对低的流体压力，例如至少对于0.5巴与5巴之间的范围内的所有测量压力具有+/-1巴(可选地为+/-0.3巴)或更好的精度(可选地具有+/-10％、可能是+/-5％或更好的精度)。来自这样的蓄能器的流体可以用于补充回流管线。可替选地或另外地，可以从其他源提供流体。

9、增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以通过增大供应管线中液压流体的压力和/或体积来进行。

10、如上所述，增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以通过在着地之前启动制动系统以向飞行器的一个或更多个机轮施加制动力来进行。这样的优点是，为了在适当布置的现有飞行器上实施本发明的实施方式，需要很少的系统改变。

11、在其他实施方式中，增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤可以在不向飞行器的一个或更多个机轮施加任何制动力的情况下进行。

12、飞行器的制动系统可以包括主制动子系统和副制动子系统。副制动子系统可以被提供为备用制动子系统，以在飞行器的整体制动系统中提供冗余。可以关于副制动子系统执行本发明的方法。在实施方式中，这可能是有利的，因为备用制动子系统可能更容易出现与制动系统中回流管线的气穴现象相关联的问题以及/或者出于避免飞行器上的常见故障点的目的可能需要具有不同的测试机制等。

13、在实施方式中，该方法可以包括增大回流管线中液压流体的压力和/或体积，然后作为单独步骤执行对制动系统的测试，然后作为单独步骤使飞行器着陆，在使飞行器着陆时由制动系统向飞行器的机轮施加制动力。

14、优选地，增大回流管线中液压流体的压力和/或体积的步骤在飞行器先前已经着陆并将其速度降低到滑行速度之后以及在飞行器已经执行其下一次起飞操纵之后再次着地之前执行。该步骤可以在飞行中进行。优选地，所要求保护的方法的所有步骤在飞行器先前已经着陆并将其速度降低到滑行速度之后以及在飞行器完成其下一个着陆阶段之前执行。例如，所有这些步骤可以在飞行中进行。

15、本发明的方法特别适用于飞行器具有第一液压系统和第二备用液压系统的实施方式。因此，本发明还提供了在飞行器上的制动系统被用于在着陆时使飞行器的机轮制动之前初始化该制动系统的方法，该飞行器具有第一液压系统和第二液压系统，该第二液压系统被提供为提供冗余的备用系统。第一液压系统可以例如被布置成为飞行器的各种部件提供动力，所述部件包括一个或更多个控制表面和一个或更多个机轮制动器。第二液压系统可以被布置成为飞行器的各种部件提供动力，所述部件包括一个或更多个控制表面(其中一些可能与由第一液压系统提供动力的控制表面相同，但不一定全部相同)和一个或更多个机轮制动器(其中至少一些，优选地全部与由第一液压系统提供动力的机轮制动器相同)。该方法包括从飞行器上的液压流体供应就地(in situ)增大第二液压系统的回流管线中液压流体的体积和/或压力。这是在测试第二液压系统之前完成的，该测试本身是在飞行器着陆之前完成的(例如在飞行中，这可以是着陆前测试机制的一部分)。在就地增大回流管线的一部分中液压流体的体积和/或压力的步骤之前，流体可能经由流体在低压(例如，小于5巴)下通过一个或更多个单向止回阀沿单向止回阀被配置成阻止的方向从该回流管线的同一部分逸出。在就地增大回流管线的一部分中液压流体的体积和/或压力的步骤之前，流体可能由于起落架缩回所引起的压力差而从该回流管线的同一部分逸出。

16、本发明还提供了一种用于启动飞行器的机轮制动器的液压制动系统。制动系统包括用于向一个或更多个制动器供应液压流体的供应管线和用于液压流体从一个或更多个制动器回流的回流管线。制动器被布置成在来自供应管线的液压流体的作用下，向飞行器的飞行器起落架组件的一个或更多个机轮施加制动力。制动系统还包括用于控制液压制动器的操作的控制单元。控制单元被配置成在多个单独且不同的操作模式中的每个操作模式下操作(这些操作模式优选地全部用于飞行器的飞行或着陆期间)。因此，控制单元有第一模式，在该第一模式下控制单元使回流管线(例如，整个回流管线或至少一部分回流管线)中液压流体的压力和/或体积增大，而不同时启动机轮制动器。控制单元还具有单独且不同的第二操作模式，在该第二操作模式下控制单元使机轮制动器启动。控制单元还可以具有单独且不同的第三操作模式。在其第三操作模式下，控制单元使得执行制动系统的测试。

17、液压制动系统可以包括液压保险器。在保险器跳闸时，可以向控制单元警告液压系统中的潜在故障。控制单元可以被配置成在其(可选的)第三操作模式下操作时监控来自液压保险器的信号。

18、制动系统可以包括压力传感器。控制单元可以附接至这样的压力传感器。压力传感器可以被布置成提供回流管线中压力的测量。控制单元可以被布置成响应于由压力传感器检测到的回流管线中压力的测量而在第一操作模式下操作。控制单元可以仅响应于如由压力传感器测量的回流管线的压力满足特定标准(例如，在所测量的压力小于给定阈值时)而在第一操作模式下增大回流管线中液压流体的压力和/或体积。

19、控制单元可以被布置成在处于第一操作模式时操作液压制动系统的一个或更多个阀(即，为了增大回流管线中液压流体的压力和/或体积)，并且可以被布置成在处于第二操作模式(即，制动器启动)时以不同的方式操作液压制动系统的一个或更多个阀(其可以包括一个或更多个不同的阀，或者其可以全部相同)。

20、本发明还提供了一种用于如本文所描述或所要求保护的本发明的其他方面的控制单元。例如，控制单元可以被专门配置成用作本发明的上述液压制动系统的控制单元。控制单元可以被配置成执行如本文所描述或所要求保护的本发明的操作飞行器的制动系统的方法的任何方面的一个或更多个步骤。由控制单元执行的步骤可以由用计算机程序编码的指令来指示。因此，本发明还可以提供包括指令的计算机程序产品，在程序由合适的计算机或可编程控制单元执行时，所述指令使计算机或控制单元执行如本文所描述或所要求保护的本发明的操作飞行器的制动系统的方法的一个或更多个步骤。

21、本发明还提供了一种结合本发明的实施方式的飞行器。例如，飞行器可以包括如本文所描述或所要求保护的本发明的液压制动系统。作为另一示例，飞行器可以包括如本文所描述或所要求保护的本发明的控制单元以及/或者以其他方式被配置成执行如本文所描述或所要求保护的本发明的方法的一个或更多个步骤。飞行器将通常包括缩回式起落架组件，可以通过使用液压系统使该起落架组件缩回。使起落架缩回可以利用来自液压系统的大量动力，所述动力如果与制动系统共享以为液压制动器提供动力，则液压系统可以以使得本发明特别有益的方式对制动系统产生各种影响。在飞行器包括较大的液压系统和共用的液压流体储存器的情况下，本发明可以具有特别的益处。例如，液压流体的储存器可以与液压制动系统和较大的液压系统两者流体连通。这种较大的液压系统被配置用于液压地为飞行器的不是机轮制动系统的一部分提供动力。例如，较大的液压系统可以被配置用于液压地为飞行器的控制表面例如副翼、升降舵、方向舵、板条、襟翼、扰流板、翼尖装置等提供动力。另外地或可替选地，较大的液压系统可以被配置用于液压地为飞行器的起落架组件的展开(例如，伸展)和/或收起(例如，缩回)提供动力，或者液压地为飞行器的展开和收起(或打开和关闭)的其他部分例如门(包括在打开时使得起落架能够通过的通往起落架舱的门)提供动力。另外地或可替选地，较大的液压系统可以被配置用于液压地为——例如前起落架的——起落架机轮的转向或驱动提供动力。

22、飞行器可以是载客飞行器。载客飞行器优选地包括客舱，客舱包括用于容纳多名乘客的多排和多列座椅单元。飞行器可以具有至少20名乘客、更优选地至少50名乘客、并且更优选地多于50名乘客的容量。飞行器可以是商用飞行器，例如商用载客飞行器，例如单通道或双通道飞行器。飞行器不一定被配置用于运载乘客，而是可以例如是被配置用于货运和/或在非商业基础上使用的同等大小的飞行器。飞行器可以具有至少20吨、可选地至少40吨、并且可能为50吨或更多的最大起飞重量(mtow)。飞行器可以具有至少20吨、可选地至少30吨、并且可能为约40吨或更多的操作空重。

23、当然应当理解，关于本发明的一个方面描述的特征可以被并入本发明的其他方面。例如，本发明的方法可以包含参考本发明的设备描述的任何特征，反之亦然。