[发明专利]模块化设备中心分布式独立保护

说明书

在不使故障隔离逻辑冲突的情况下的使得能实现同时的故障清除的分布式电子保护和控制架构。多个模块化设备中心(MEC)(44,46,48)空间上遍布运载工具(10)以利用电力和数据为设备负载服务。在一个实施方式中，保护功能被嵌入在所述运载工具(10)的分布式架构内的集成保护芯片组(IPC)(824)上。所述IPC(824)实现执行协调或独立故障评估的多个保护功能。

背景技术

本文所呈现的实施方式的领域致力于模块化运载工具架构，并且更具体地，致力于分布式电力和数据飞机架构内的电子保护。

大多数商用飞机具有用于收容电力和通信设备的一个或更多个集中式设备舱。电力和数据从集中式设备舱遍布整个飞机以控制飞机内的所有功能。集中式设备舱跨越飞机中的一个或更多个段间隙彼此移动。通常，一个集中式设备舱在飞机的前部段中，而另一集中式设备舱在飞机的尾部段中。

由主推进发动机驱动的发电机为飞机产生三相初级电力。初级电力被首先路由到尾部设备舱，然后通过飞机路由到前部设备舱。初级电力然后被集中配置以便遍及飞机的其余部分以为各种设备负载服务。设备舱内的集中式母线电力控制单元控制遍及飞机的所有电力功能。在集中式转换之后，次级电力被路由到远程电力分配单元以为遍及飞机的设备负载服务或者直接路由到设备负载。

飞机的所有功能依赖于集中式电力和通信设备。如果来自集中式设备舱的电力或数据被服务，则接收设备进入机组人员变得难以确定对应系统的状态的备用状态。并且，通信网络的骨干因为在峰值时间期间到和来自集中式通信设备的高带宽需求而必定过大。

复合飞机没有铝底架来用作返回电流路径或网络。因此，必须添加线的复杂网络以为所有电路提供电流返回路径，或者必须为各个设备负载添加专用回线。例如，如标题为CURRENT RETURN NETWORK的美国专利No.8,031,458所描述的，必须添加沿着复合飞机的长度纵向地以及跨越复合飞机的宽度横向地延伸的导电布线。这个解决方案向复合飞机添加成本、制造和维护复杂性、增加的电压降以及不希望的重量。因此，通过使布线最小化来减少复合飞机的重量的尝试已受到对于增加的雷击保护组件的需要及其它原因阻碍。

传统飞机的铝底架(例如，组成框架或表层或其组合的组件)以及该飞机的任何其它导电金属结构被系在一起，以形成用于将电压基准点返回到源分配接地点的电流返回网络。该电流返回网络还提供雷击保护以及个人安全保护路径。然而，在底架可以由绝缘材料形成的复合飞机中，线从发电机到前部和尾部设备舱、到远程电力分配单元以及它们服务的设备负载、并且经由电流返回网络回到前部设备舱的路由创建大线回路。在复合飞机中，这个长线回路可能在在特定条件下对飞机的雷击期间引发大电流。为了解决这个担心，可以屏蔽线回路，但是这个大线回路及其屏蔽将在飞机中不合期望地引入大量的重量。

商用飞机可以用然后连接在一起以组装完整飞机的单独段制造。飞机中的各种系统可以具有跨越多个段分布的组件。在这些段被最终组装在一起之前，段中的许多组件被安装和测试以确认它们被正确地组装。因此，为了测试和验证段，必须模仿尚不存在于构建序列中的系统的各部分。一旦已经测试了段装置，就能够执行形成飞机的段的最终组装，这将由于有限的可达性而使对在此阶段之后找到的错误的修补变得更难以校正。

在现今的飞机中，最终组装是这种费时过程的原因之一是因为相邻段之间的大量的初级和次级电力连接以及大量的数据连接。能够以更快速率构建飞机，并且能够通过在构建循环中较早地在功能上测试系统从而消除模仿位于飞机的其它部分中的某个设备的需要、减少跨越段间隙的连接的数量、消除集成面板并且通过使飞机布线的重量和复杂性最小化来更迅速地满足完成飞机的订单。

关于这些和其它考虑事项在本文中呈现本公开。

发明内容

应该了解，本发明内容被提供来以简化的形式引入在下面在具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本发明内容不旨在被用来限制所要求保护的主题的范围。