[发明专利]用于水平安定面的配平致动器以及控制水平安定面的方法

说明书

本发明涉及用于水平安定面的配平致动器以及控制水平安定面的方法。用于水平安定面(210)的配平致动器(102)包括动力螺杆(106)、被配置为旋转动力螺杆(106)的旋转致动器(104)以及被配置为当动力螺杆(106)旋转时沿着动力螺杆(106)平移的螺母(108)。配平致动器(102)还包括防倒退驱动机构(114)，该防倒退驱动机构被配置为当第一力沿第一轴向方向被施加到螺母(108)时防止动力螺杆(106)在第一旋转方向上旋转，并且当第二力沿第二轴向方向被施加到螺母(108)时防止动力螺杆(106)在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。配平致动器(102)进一步包括传感器(120)，该传感器被配置为测量当第一力沿第一轴向方向被施加到螺母(108)时或当第二力沿第二轴向方向被施加到螺母(108)时防倒退驱动机构(114)的内部负荷。

优先权

本申请要求2020年12月16日提交的第63/126,076号美国专利申请的优先权。

技术领域

本文描述的是水平安定面配平致动器以及使用这种配平致动器控制和监测水平安定面的方法。

背景技术

现代飞机都配备有水平安定面。在某些飞机上，水平安定面的倾角(“配平”)是可调节的。调节水平安定面的配平以补偿施加到水平安定面以保持飞机的期望轨迹同时防止飞行员不得不在相关控件上连续施加补偿力的空气动力载荷。

在飞行期间由致动器控制水平安定面的倾角的调节。致动器承受由水平安定面接收的空气动力载荷所产生的载荷。这种载荷会导致致动器的渐进和不希望的运动，这会导致水平安定面的倾角发生变化。为了避免这种非自愿的变化并保持对可调水平安定面的有效控制，致动器可以具有不可逆性功能。

验证不可逆性功能的完整性以确保飞机安全。然而，由于不可逆性功能集成在致动器中，因此旨在直接验证致动器不可逆性功能完整性的功能测试很难进行且费力，这会增加飞机的停机时间。

发明内容

因此，旨在至少解决上述问题的设备和方法将变得有用。

以下是本文公开的主题的示例的非详尽列表。

本文公开了一种用于飞机的水平安定面的配平致动器。配平致动器包括动力螺杆、被配置为旋转动力螺杆的旋转致动器以及被配置为当动力螺杆由旋转致动器旋转时沿着动力螺杆平移的螺母。配平致动器还包括防倒退驱动机构，该防倒退驱动机构被配置为当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时防止动力螺杆在第一旋转方向上旋转，并且还被配置为当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防止动力螺杆在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。配平致动器进一步包括传感器，该传感器被配置为测量当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时或当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防倒退驱动机构的内部负荷。

配平致动器的动力螺杆、旋转致动器和螺母有利于水平安定面的选择性控制运动。防倒退驱动机构防止动力螺杆的旋转的倒退驱动，同时实现由旋转致动器驱动的旋转运动。传感器对防倒退驱动机构的内部负荷的测量提供了用于监测防倒退驱动机构的结构健康状况的手段。

本文还公开了一种使用配平致动器来控制飞机的水平安定面的方法。该方法包括以下步骤：(1)当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时，将动力螺杆与防倒退驱动机构摩擦联接以防止动力螺杆在第一旋转方向上旋转；(2)当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时，将动力螺杆与防倒退驱动机构摩擦联接以防止动力螺杆在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转；(3)使用传感器测量当第一力沿着动力螺杆沿第一轴向方向被施加到螺母时或当第二力沿与第一轴向方向相反的第二轴向方向被施加到螺母时防倒退驱动机构的内部负荷。

将动力螺杆与防倒退驱动机构摩擦联接有利于动力螺杆的不可逆性，同时实现动力螺杆的由致动器驱动的旋转运动。传感器对防倒退驱动机构的内部负荷的测量提供了用于监测防倒退驱动机构的结构健康状况的手段。

附图说明

现在将参考附图，这些附图不一定按比例绘制，而且在若干视图中相同的附图标记表示相同或类似的部分。在附图中：