[发明专利]包括歪斜检测系统的飞行控制表面致动系统和相关联方法

说明书

本申请公开了包括歪斜检测系统的飞行控制表面致动系统和相关联方法。一种飞行控制表面致动系统包括歪斜检测系统，其被配置为生成表示飞行控制表面的歪斜状况的歪斜检测信号。在一些示例中，歪斜检测系统包括歪斜系索和检测机构组件(DMA)，其被配置为检测歪斜系索的系索位移并生成模拟系索位移信号。在一些示例中，歪斜检测系统包括混合感测致动器，其包括致动器输出和直接耦接到致动器输出的致动器输出位置传感器。利用飞行控制表面致动系统的方法包括利用DMA和/或混合感测致动器检测飞行控制表面中的歪斜状况。

技术领域

本公开涉及包括歪斜检测系统的飞行控制表面致动系统和相关联方法。

背景技术

当飞行控制表面的一部分被卡在一位置中，而飞行控制表面的另一部分被主动驱动时，飞行控制表面的动力歪斜状况发生。这种状况将不期望的载荷推入支撑结构中。一些运载工具包括歪斜检测系统，该歪斜检测系统被配置为检测何时出现这种故障状况，并发出命令停止主动驱动飞行控制表面。飞行控制表面和周围支撑结构可以被工程设计为处理驱动到结构中的对应于最大允许歪斜量的载荷。在这种示例中，在关闭飞行控制表面之前，将运载工具被配置为承受更大量的歪斜状况，需要对结构进行工程设计，以承受增加的载荷，这会对尺寸和重量产生影响。现有的歪斜检测系统具有以下缺点：增加了可以可靠地检测的最小歪斜量，这进而增加了最大允许歪斜量。

飞行控制表面的位置感测也是运载工具(诸如飞行器)的操作的核心。需要监测飞行控制表面的位置，以确保将表面准确定位在期望配置中。在飞行科学和结构分析中，必须考虑偏离位置表面的可能性。例如，与标称配置相比，偏离位置表面可能导致更高的阻力，从而降低燃料效率，并且因此增加用户成本。此外，偏离位置表面可能导致支撑结构上更高的载荷，这可能导致尺寸和重量增加。位置数据可以用于飞行控制表面的闭环反馈。

发明内容

本文公开了包括歪斜(skew)检测系统的飞行控制表面致动系统和相关联的方法。一种用于操作运载工具的机翼的飞行控制表面的飞行控制表面致动系统包括：控制表面致动器，其可操作地耦接到飞行控制表面的对应的控制表面区段；和歪斜检测系统，其被配置为检测飞行控制表面中的歪斜状况。控制表面致动器被配置为在多个区段配置中转变对应的控制表面区段，该多个区段配置限定在缩回配置和延伸配置之间并包括缩回配置和延伸配置。歪斜检测系统被配置为生成至少部分地表示飞行控制表面的歪斜状况的歪斜检测信号。

在一些示例中，歪斜检测系统包括：歪斜系索(lanyard)，该歪斜系索可操作地耦接到飞行控制表面的控制表面区段的歪斜系索子集的每个控制表面区段；以及检测机构组件(DMA)，该DMA被配置为相对于歪斜系索的标称配置检测歪斜系索的系索位移。在这种示例中，DMA被配置为生成至少部分地表示系索位移的系索位移信号。在这种示例中，歪斜检测信号包括系索位移信号，并且DMA被配置为使得系索位移信号指示系索位移是连续多个值中的任何一个。

在一些示例中，飞行控制表面致动系统包括传动系(driveline)，该传动系可操作地耦接到多个控制表面致动器中的每一个，并且被配置为致动每个控制表面致动器。在一些这种示例中，歪斜检测系统包括混合感测致动器，该混合感测致动器包括可操作地耦接到传动系的齿轮系(gear train)、可操作地耦接到对应的控制表面区段的相应区段端部的致动器输出以及直接耦接到致动器输出的致动器输出位置传感器。在这种示例中，致动器输出被配置为在收起位置和展开位置之间驱动相应区段端部，并且致动器输出位置信号指示致动器输出的旋转位置和/或线性位置。在这种示例中，歪斜检测信号包括致动器输出位置信号，并且至少一个控制表面致动器包括混合感测致动器。

利用飞行控制表面致动系统操作运载工具的机翼的飞行控制表面的方法包括利用飞行控制表面致动系统检测飞行控制表面中的歪斜状况。

在一些示例中，检测歪斜状况包括利用DMA生成系索位移信号和生成表示飞行控制表面中的歪斜状况的量的歪斜状况信号。在这种示例中，生成歪斜状况信号至少部分地基于系索位移信号。