编辑：Paul J. Heney，编辑总监
There’s a rough rule of thumb that’s widely observed in aircraft system design and development: It usually takes at least five years to go from the original concept of a new system to the point at which the FAA issues a Type Certificate, so that an actual aircraft containing the system can be sold to a customer. Bringing a new system to market takes both a broad range of engineering skills and the ability to coordinate the work of multiple groups simultaneously.
一个涉及派克汉尼汾公司(Parker Hannifin Corp.)多个部门的项目说明了这类项目的惊人复杂性。一家著名的商用和商用喷气式飞机制造商曾与该公司接洽，希望协助其开发一种新的襟翼控制系统，包括襟翼动力驱动单元(PDU)。在其他功能中，襟翼用于在给定空速下增加飞机机翼的升力，降低飞机安全飞行的最低速度，以及增加着陆时的下降角度。
“From the onset of this project, various divisions were responsible for everything between the flap select lever in the pilot’s hand to the actuators that actually move the flaps, including the flex shafts, position-sensing devices, and control electronics,” said Ted McKay, one of the principal engineers involved in the project. During the development of the overall flap control system, virtually any change to other components of the system had to be evaluated and tested in terms of how it would affect the performance of the motor under development.
新系统的核心是一款定制旋转变压器的逆变器驱动无刷直流电机，具有整体电磁型电源关闭驻车制动器。该系统包括两个电机中的两个，通过速度求差速器为主翼尾部襟翼供电。绘制了大量的工程人才，设计并验证了新的翻盖控制系统 - 包括用于电机的三位工程师，一个动力传动专家，三位工程师，用于平衡襟翼动力驱动单元，优质工程团队和单独的验证团队设计测试设备和处理测试。
Jeff Nazzaro，派克汉尼汾齿轮头和伺服电机的产品经理，概述了电机开发过程的最早步骤。
“在评估客户的操作要求后，我们的磁性设计工程师进行了有限元分析，帮助他们定制电机磁铁的尺寸、形状和材料。我们还研究了一些非常基本的东西，比如铜线的规格、线的匝数和层压材料。尽管在某些方面它可以被认为是一个标准的伺服电机，但它是为这个精确的应用而优化的，”Nazzaro说。
电机的设计还必须考虑到与电线和开关有关的电压下降和延迟，这些电线和开关控制电力流向旋转的磁场。
设计和建造新电机的工作，以满足飞机制造商的要求，提出了帕克的机电和驱动器。在新的Ulm，Minn。，具有许多工程挑战。例如，它必须以非常高的速度提供所需的扭矩以提供足够的功率输出。经过多个月的设计和开发，实验，与帕克内的其他设计团队进行谈判，并与客户和“铁鸟”测试，每个电机在6磅的扭矩下提供17,000 rpm的最大速度。这种性能只需要24 VDC到电机，电流要求不超过60安培。这种最大速度远远远拓宽公司标准，现成电机的能力，其最快的最大速度仅为7,000 rpm。
许多挑战涉及最完美的电机所需的极端环境，例如在环境温度范围内的范围为-65°至158°F以及在飞行中和地面的一系列载荷下。它还不得不与其他与电磁干扰（EMI）相关的所有商业航空航天环境条件与其他附近的附近部件，振动，占空比等。
“在35,000英尺的-65°F处，油转向污泥。在频谱的另一端，利雅得在RAMAC中可以是120°F，用机械师不断操作襟翼，以试图追踪噪声的源，“Mckay说。“我们设计的电机必须处理这两端 - 我们必须产生足够的扭矩以保持在非常低的温度下操作，并且在最具侵略性的热周期中不会过热。”
这种电机的高效率要求固有的低齿槽转矩设计必不可少。
Nazzaro说:“我们对电机最大输出扭矩的要求非常接近电机启动的要求，任何齿槽扭矩实际上都会使电机失去运转所需的扭矩。”“新乌尔姆花了巨大的努力来创造一个不会转动的发动机。”
效率也很关键，因为飞机内部发电系统提供的电力水平相对较低。飞机可用于驱动电机的功率水平只有28v, 50a / RTCA DO-160，因此高效是至关重要的。
可能设计团队面临的最大挑战是创造一个强大的电机，能够适应电机外壳的严格限制。
对于参与PDU电机项目的每个人来说，最终的电机设计代表了重要的学习经验，他们能够将其应用到后续的电机设计挑战中。
派克汉尼汾公司集团。
www.parker.com
了下:航空航天+防御，所有行业，设计世界文章
优秀且非常有趣的文章，令人惊讶的是工程人员没有考虑使用帕克液压马达/泵进行驱动机构。但也许根据在非常低，高温液压的运行环境中构成问题。我在质量和工程工作，并在帕克泵的航天飞机上工作，发现它们非常可靠。