FR2768697A1 - Dispositif et procede de commande de gouvernes d'aeronef - Google Patents
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Abstract
Dispositif de commande d'au moins une gouverne (10) d'aéronef comportant au moins un actionneur (16) de secours à alimentation hydraulique et au moins un circuit d'alimentation hydraulique (20) relié audit actionneur. Conformément à l'invention, le dispositif comporte en outre une unité de commande de vol (40), dite de secours, apte à délivrer des signaux de commande audit actionneur de secours, l'unité de commande de vol de secours étant reliée au circuit d'alimentation hydraulique (20) et alimentée en énergie par ce circuit.Application aux avions de transport civil.
Description
DISPOSITIF ET PROCEDE DE COMMANDE DE GOUVERNES
D'AERONEF
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de commande de gouvernes d'aéronef.
D'AERONEF
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de commande de gouvernes d'aéronef.
L'invention s'applique notamment à la commande d'une ou plusieurs gouvernes telles que les gouvernes de profondeur, d'aileron, la gouverne de direction ou les surfaces canard d'un avion.
Etat de la technique antérieure
Les dispositifs de commande de gouvernes d'aéronefs peuvent présenter différentes configurations selon les appareils considérés.
Les dispositifs de commande de gouvernes d'aéronefs peuvent présenter différentes configurations selon les appareils considérés.
Un premier type de dispositif de commande de gouvernes connu est un dispositif à servocommandes hydrauliques. Un tel dispositif est présent sur un certain nombre d'avions civils. I1 comporte deux ou trois actionneurs par gouverne, ces actionneurs étant des servocommandes alimentées par des circuits hydrauliques.
Les servocommandes sont équipées généralement d'un vérin et d'une servovalve pour commander le passage d'un fluide hydraulique dans les chambres du vérin.
Les servocommandes, et plus particulièrement la servovalve sont pilotées à partir d'un organe de pilotage tel qu'un palonnier, un manche, ou un volant actionné par le pilote.
La transmission des ordres de commande de l'organe de pilotage vers les servocommandes peut avoir lieu soit directement par une liaison mécanique reliée à l'organe de pilotage, soit par l'intermédiaire d'un calculateur. Dans un tel cas, il existe une liaison électrique entre le calculateur et la servocommande.
De préférence, lorsque plusieurs servocommandes hydrauliques sont prévues sur une gouverne, les servocommandes sont reliées généralement à deux ou trois circuits hydrauliques distincts ou plus. Ces circuits sont pressurisés à partir de moteurs distincts de l'aéronef.
Une telle mesure permet en cas de panne de l'un des moteurs ou de l'un des circuits hydrauliques, d'actionner la gouverne ou les gouvernes en question à partir du second circuit hydraulique.
On connaît également des dispositifs de commande de gouvernes dans lesquels les gouvernes sont équipées d'actionneurs électrohydrauliques du type EHA (Electro-Hydrostatic Actuator) ou hydrostatiques. On peut se reporter à ce sujet au document (1) dont la référence est indiquée à la fin de la présente description.
Dans un tel cas, il n'y a pas de circuit d'alimentation hydraulique extérieur aux actionneurs mais des circuits d'alimentation électrique de puissance. En effet, les actionneurs de type EHA sont individuellement équipés d'un moteur électrique et d'un circuit hydraulique autonome interne, mis sous pression par une pompe entraînée par le moteur électrique.
Lorsqu'une gouverne est équipée de plusieurs actionneurs électrohydrauliques les différents actionneurs sont de préférence alimentés par des circuits électriques différents. On peut se reporter à ce sujet aux documents (2) ou (3) dont les références sont indiquées à la fin de la présente description. Ces circuits sont en outre connectés à des alternateurs correspondant à des moteurs différents de l'aéronef, lorsque celui-ci est équipé de plusieurs propulseurs.
De telles mesures permettent de réduire notablement le risque de défaillance du dispositif de commande de gouvernes.
Enfin, comme le montre le document (2) les différents actionneurs électriques sont également pilotés par des circuits électroniques de commande distincts reliés respectivement à des circuits électriques distincts.
On connaît par ailleurs des actionneurs à double alimentation électrique/hydraulique dits EBHA (Electrical Back-up Hydraulic Actuator). Ces actionneurs peuvent être alimentés en énergie soit par un circuit hydraulique soit par un circuit électrique.
On peut se reporter à ce sujet au document (1) déjà mentionné.
Quel que soit le type d'actionneurs utilisés, ces actionneurs sont soit pilotés à partir d'une unité de calcul électronique soit par une commande mécanique directe qui les relie aux organes de pilotage.
Pour des avions à commande électrique, la commande mécanique directe constitue un dispositif de secours en cas de panne électrique des circuits électriques ou en cas de défaillance des calculateurs de l'unité de calcul électronique.
Toutefois, un tel dispositif de secours mécanique nécessite une vérification régulière de son bon fonctionnement. Ainsi, le dispositif de secours augmente les coûts de maintenance et de test des appareils qui en sont équipés.
Par ailleurs, selon le type de gouverne considéré, les contraintes subies par la gouverne et la gravité d'une éventuelle perte de contrôle de la gouverne sont variables.
Certaines gouvernes sont en partie redondantes et la perte de contrôle d'une de ces gouvernes peut être compensée au moins partiellement lorsque le contrôle des autres gouvernes reste opérationnel.
En revanche, d'autres gouvernes telles que les gouvernes uniques sont indispensables. La perte du contrôle d'une telle gouverne doit par conséquent être extrêmement improbable.
Enfin, un paramètre de sécurité important à prendre en considération pour la conception du dispositif de commande de gouvernes est le dimensionnement des actionneurs. Ce dimensionnement est lié aux charges maximales que les gouvernes sont susceptibles de subir. De façon plus précise, le dimensionnement des actionneurs doit être suffisant pour actionner les gouvernes dans des cas extrêmes tels que les cas de forte demande de vitesse de braquage ou des cas de rafale, par exemple. Cette contrainte peut également augmenter de façon significative le coût d'un dispositif de commande de gouvernes.
Exposé de l'invention
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de commande d'une gouverne d'aéronef et un procédé de pilotage d'un tel dispositif qui ne présentent pas les problèmes ou limitations mentionnés ci-dessus.
La présente invention a pour but de proposer un dispositif de commande d'une gouverne d'aéronef et un procédé de pilotage d'un tel dispositif qui ne présentent pas les problèmes ou limitations mentionnés ci-dessus.
Un but de l'invention est en effet de proposer un dispositif de commande de gouvernes pour lequel une panne est extrêmement improbable.
Un autre but est de proposer un dispositif de commande de gouvernes autorisant un pilotage normal de l'aéronef qui en est équipé, même en cas de panne électrique totale ou de rupture de toutes les conduites hydrauliques d'alimentation des actionneurs de gouvernes.
Un but est encore de proposer un dispositif de secours efficace ne nécessitant que peu d'efforts de maintenance.
Un but est enfin de proposer un dispositif de commande de gouvernes apte à faire face à des contraintes dynamiques exceptionnelles exercées sur les gouvernes.
Pour atteindre ces buts, l'invention a en particulier pour objet un dispositif de commande d'au moins une gouverne d'aéronef comportant au moins un actionneur, dit de secours, à alimentation hydraulique, associé respectivement à chaque gouverne, et au moins un circuit d'alimentation hydraulique relié audit actionneur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité de commande de vol, dite de secours, apte à délivrer des signaux de commande audit actionneur, l'unité de commande de vol de secours étant reliée au circuit d'alimentation hydraulique et alimentée en énergie par ce circuit.
Grâce à un tel dispositif, l'unité de commande de vol de secours reste opérationnelle même en cas de panne électrique générale à bord d'un aéronef équipé du dispositif.
En effet, l'énergie nécessaire pour le fonctionnement de l'unité de commande de vol est fournie par le même circuit hydraulique utilisé pour l'alimentation de l'actionneur de secours, qui comporte, par exemple, une servocommande hydraulique.
En particulier, l'unité de commande de vol de secours peut être équipée d'un générateur électrique alimenté par le circuit d'alimentation hydraulique et apte à délivrer le courant électrique nécessaire au fonctionnement des composants de l'unité.
L'unité de commande de vol de secours reçoit des commandes de pilotage qui lui sont transmises, par exemple, depuis un organe de pilotage tel qu'un palonnier ou un manche actionné par le pilote.
Selon une réalisation particulière, l'unité de commande de vol peut être équipée d'un ou plusieurs capteurs couplés à un ou plusieurs organes de pilotage de l'aéronef tels qu'évoqués ci-dessus.
Enfin, pour faciliter le pilotage de l'aéronef en cas d'utilisation de l'actionneur de secours et notamment lorsque l'avion devient instable, l'unité de commande de secours peut comporter des moyens de stabilisation aptes à ajouter des ordres de stabilisation aux commandes de pilotage reçues des organes de pilotage.
Les moyens de stabilisation peuvent comporter un capteur de position de l'actionneur de secours, pour un asservissement, et/ou un gyromètre, et/ou encore un accéléromètre par exemple.
L'invention concerne également un dispositif de commande d'au moins une gouverne d'aéronef tel que décrit ci-dessus, qui comprend - au moins un premier et un second actionneurs à double
alimentation électrique/hydraulique et au moins un
actionneur de secours, - un premier circuit d'alimentation hydraulique et un
premier circuit d'alimentation électrique, reliés au
premier actionneur à double alimentation, - un deuxième circuit d'alimentation hydraulique et un
deuxième circuit d'alimentation électrique, reliés au
deuxième actionneur à double alimentation, et dans lequel l'actionneur de secours et l'unité de commande de vol de secours sont reliés à au moins un circuit d'alimentation hydraulique. En particulier, l'actionneur de secours et l'unité de commande de vol de secours peuvent être reliés aux premier et/ou deuxième circuits d'alimentation hydraulique. Ils peuvent également être reliés à un ou plusieurs autres circuits hydrauliques si de tels circuits sont disponibles.
alimentation électrique/hydraulique et au moins un
actionneur de secours, - un premier circuit d'alimentation hydraulique et un
premier circuit d'alimentation électrique, reliés au
premier actionneur à double alimentation, - un deuxième circuit d'alimentation hydraulique et un
deuxième circuit d'alimentation électrique, reliés au
deuxième actionneur à double alimentation, et dans lequel l'actionneur de secours et l'unité de commande de vol de secours sont reliés à au moins un circuit d'alimentation hydraulique. En particulier, l'actionneur de secours et l'unité de commande de vol de secours peuvent être reliés aux premier et/ou deuxième circuits d'alimentation hydraulique. Ils peuvent également être reliés à un ou plusieurs autres circuits hydrauliques si de tels circuits sont disponibles.
On entend par actionneur à double alimentation électrique/hydraulique un actionneur auquel la puissance de travail, peut être transmise soit par un circuit hydraulique soit par un circuit électrique.
Ces actionneurs comportent généralement un vérin hydraulique et une servovalve de commande qui conditionne le passage d'un fluide hydraulique dans le vérin. Le fluide hydraulique d'actionnement du vérin peut provenir soit du circuit hydraulique d'alimentation, soit peut faire partie d'un circuit hydraulique autonome propre à l'actionneur.
Le fluide hydraulique des circuits hydrauliques d'alimentation extérieurs à l'actionneur peut être mis sous pression, par exemple, par une pompe entraînée par un propulseur de l'aéronef.
Le fluide hydraulique du circuit hydraulique propre à l'actionneur est, en revanche, mis sous pression par une pompe entraînée par un moteur électrique. Ce moteur électrique est alors alimenté par le circuit d'alimentation électrique.
On peut noter par ailleurs que les vérins hydrauliques des actionneurs comportent généralement deux chambres séparées par un piston.
Les actionneurs des gouvernes chargées aérodynamiquement quasiment en permanence telle que les ailerons ou les surfaces canard peuvent comporter un mode amorti dans lequel les chambres du vérin sont mises en communication à travers un étranglement et où le vérin génère un effort résistant.
Ce mode est utile en cas de perte des sources d'énergie associées à l'actionneur. Une telle mesure, limite les à-coups lors de la perte d'énergie, ce qui facilite le pilotage de l'aéronef et améliore le confort des passagers.
Par ailleurs, les actionneurs des gouvernes généralement en attente telle que les gouvernes de profondeur ou de direction peuvent être mis dans un mode dit "by-pass" dans lequel aucun effort résistant n'est généré sur la gouverne.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif de commande de gouvernes peut comporter une première et une deuxième unités de calcul de commande de vol associées respectivement aux premier et deuxième actionneurs à double alimentation et reliés au premier et au deuxième circuits d'alimentation électrique, respectivement. Les différents actionneurs peuvent également être pilotés par une même unité de calcul.
Les unités de calcul de commande de vol reçoivent des commandes de pilotage à partir des organes de pilotage actionnables par le pilote de l'aéronef et délivrent des signaux de commande de vol vers les actionneurs.
Les unités de calcul peuvent recevoir également des signaux d'asservissement à partir de capteurs disposés, par exemple, sur les actionneurs ou les gouvernes, ainsi que des signaux de gyromètre. Grâce à ces signaux des ordres de stabilisation ou autres, établis par les unités de calcul, peuvent être ajoutés aux commandes de pilotage.
Grâce à l'agencement indiqué ci-dessus une panne de l'un des circuits d'alimentation électrique et/ou la panne de l'une des unités de calcul peut être surmontée en utilisant le deuxième circuit d'alimentation électrique et/ou la deuxième unité de calcul.
Enfin, en cas de panne des deux circuits électriques l'unité de commande de vol de secours reste utilisable parce qu elle est alimentée en énergie à partir d'un circuit hydraulique.
L'invention concerne également un procédé de pilotage d'un dispositif de commande tel que décrit cidessus. Selon ce procédé, le dispositif peut être piloté selon les modes de fonctionnements suivants - un mode de fonctionnement dit "normal" dans lequel au
moins un des premier et deuxième actionneurs est en
fonctionnement et alimenté par un circuit
hydraulique, - un mode de fonctionnement dit de "panne hydraulique
générale" dans lequel au moins un des premier et
deuxième actionneurs est en fonctionnement et
alimenté par un circuit électrique, et - un mode de fonctionnement dit de "panne électrique
générale" dans lequel l'actionneur de secours est
alimenté par au moins l'un des premier et deuxième
circuits hydrauliques et piloté par l'organe de
commande de vol de secours.
moins un des premier et deuxième actionneurs est en
fonctionnement et alimenté par un circuit
hydraulique, - un mode de fonctionnement dit de "panne hydraulique
générale" dans lequel au moins un des premier et
deuxième actionneurs est en fonctionnement et
alimenté par un circuit électrique, et - un mode de fonctionnement dit de "panne électrique
générale" dans lequel l'actionneur de secours est
alimenté par au moins l'un des premier et deuxième
circuits hydrauliques et piloté par l'organe de
commande de vol de secours.
I1 convient de préciser que les pannes de circuit hydraulique ou de circuit électrique n'affectent cependant pas toujours l'ensemble de ces circuits. Certaines parties des circuits d'alimentation hydraulique ou électrique sont en effet redondantes.
Ainsi, le procédé peut comprendre en outre un mode de fonctionnement de "panne partielle" de l'un des premier ou deuxième actionneurs, de l'un des premier ou deuxième circuits électriques ou de l'un des circuits hydrauliques et dans lequel l'autre des premier ou deuxième actionneurs, circuit électrique ou circuit hydraulique est en fonctionnement.
Par ailleurs pour répondre aux problèmes posés par des charges exceptionnelles s'exerçant sur les gouvernes, par exemple en cas de rafale, le procédé de pilotage de l'invention peut aussi comporter un mode de fonctionnement dit de "forte charge" dans lequel le premier et le deuxième actionneurs sont simultanément en fonctionnement.
De la même façon, le procédé de pilotage peut en outre comporter un mode de fonctionnement dit de "forte vitesse" dans lequel au moins l'un des premier et deuxième actionneurs est en fonctionnement et alimenté par un circuit d'alimentation électrique.
Dans ces modes de fonctionnement, les actionneurs sont préférentiellement alimentés par les circuits d'alimentation électrique, de manière à ne pas installer une distribution hydraulique à fort débit.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés, donnée à titre purement illustratif et non limitatif.
Brève description des figures
- La figure 1 est un schéma représentant un dispositif de commande à trois actionneurs par gouverne, conforme à l'invention, appliqué à une gouverne unique.
- La figure 1 est un schéma représentant un dispositif de commande à trois actionneurs par gouverne, conforme à l'invention, appliqué à une gouverne unique.
- la figure 2 est un schéma représentant un dispositif de commande, conforme à l'invention, comprenant deux actionneurs par gouverne.
- La figure 3 est une représentation schématique d'une unité de commande de vol de secours pouvant équiper un dispositif de commande conforme à l'invention.
- La figure 4 est un schéma représentant un dispositif de commande conforme à l'invention appliqué à des gouvernes doubles telles que, par exemple, des surfaces canard.
Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention
La référence 10, sur la figure 1 désigne une gouverne d'un aéronef. Il s'agit par exemple d'une gouverne unique, telle que la gouverne de direction.
La référence 10, sur la figure 1 désigne une gouverne d'un aéronef. Il s'agit par exemple d'une gouverne unique, telle que la gouverne de direction.
La gouverne 10 est actionnée au moyen d'un premier, d'un deuxième et d'un troisième actionneurs 12, 14 et 16.
Les premier et deuxième actionneurs 12 et 14 sont des actionneurs à double alimentation électrique/hydraulique. Il s'agit par exemple d'actionneurs à mode hydrostatique du type EBHA, à vérin hydraulique.
Les premier et deuxième actionneurs 12 et 14 peuvent également être remplacés par des servocommandes hydrauliques. Ces servocommandes sont alors associées à une ou plusieurs électropompes locales afin d'assurer leur fonctionnement éventuel à partir d'un ou de plusieurs circuits d'alimentation électrique.
Le troisième actionneur 16 est une servocommande à vérin hydraulique. Cet actionneur est utilisable comme actionneur de secours.
Le dispositif de commande de gouverne illustré à la figure 1 est équipé, pour l'alimentation en énergie des actionneurs, d'un premier et d'un deuxième circuit d'alimentation hydraulique 18, 20 ainsi que d'un premier et d'un deuxième circuits d'alimentation électrique 22, 24.
Les premier et deuxième circuits d'alimentation hydraulique sont respectivement raccordés aux premier et deuxième actionneurs. De la même façon, les premier et deuxième circuits électriques sont également connectés respectivement aux premier et deuxième actionneurs 12, 14.
Les premier et deuxième actionneurs reçoivent des signaux de commande de vol élaborés respectivement d'une première et d'une deuxième unités de calcul 26, 28. Ces signaux permettent de commander notamment une servovalve des actionneurs pour provoquer un déplacement contrôlé du piston des vérins hydrauliques et donc un actionnement contrôlé de la gouverne 10.
Les signaux de commande de vol sont élaborés par les unités de calcul notamment en fonction de commandes de pilotage délivrés par un ou plusieurs organes de pilotage. Sur la figure 1, les organes de pilotage tel qu'un manche ou un palonnier, par exemple, sont représentés symboliquement avec la référence 30.
L'élaboration des signaux de commande de vol par les unités de calcul peut prendre en compte des signaux de systèmes d'asservissement ou de gyromètre, par exemple, pour assurer la stabilité de l'aéronef.
Les signaux de commande de vol destinés à l'actionneur de secours 16 sont établis par une unité de commande de secours 40 qui est alimentée en énergie à partir du deuxième circuit hydraulique 20, c'est-àdire le circuit hydraulique raccordé à l'actionneur de secours 16.
L'unité de commande de vol de secours 40 est décrite plus en détail dans la suite du texte.
Il apparaît qu'au moins l'un des premier et deuxième actionneurs 12, 14 est en mesure d'actionner la gouverne 10 dans les cas de panne de l'un ou des deux circuits hydrauliques, et en cas de panne de l'un des circuits électriques.
Ainsi, le recours à l'actionneur de secours et à l'unité de commande de vol de secours est très improbable. Il est ainsi possible, sans nuire à la sécurité, de réduire les efforts de test et de maintenance sur ces organes de secours.
En effet, l'actionneur de secours n'est utilisé qu'en cas de panne électrique totale de l'aéronef affectant le premier et le deuxième circuits électriques, ou en cas de panne totale de tous les calculateurs des unités de calcul 26 et 28.
La figure 2 représente un dispositif constituant une variante du dispositif de la figure 1.
Pour des raisons de simplification, des parties identiques ou similaires à celles de la figure 1 portent les mêmes références. On peut ainsi se reporter à la description qui précède.
Contrairement au dispositif de la figure 1, le dispositif de la figure 2 ne comporte que deux actionneurs 12 et 16 pour manoeuvrer la gouverne 10.
Les deux actionneurs 12 et 16 sont des actionneurs à double alimentation électrique/ hydraulique tels que des actionneurs de type EBHA.
Un premier actionneur 12 est alimenté en énergie par un premier circuit d'alimentation hydraulique 18 et un premier circuit d'alimentation électrique 22. De la même façon, le deuxième actionneur 16, qui constitue ici l'actionneur de secours au sens de l'invention, est relié à un deuxième circuit hydraulique 20 et un deuxième circuit électrique 24.
Par ailleurs, les premier et deuxième actionneurs sont respectivement reliés à une première et une deuxième unités de calcul 26 et 28, aptes à élaborer des signaux de commande de vol. Les première et deuxième unités de calcul sont respectivement alimentées en énergie par les premier et deuxième circuits électriques.
Une unité de commande de vol de secours 40 est reliée au deuxième actionneur 16, et est alimentée en énergie par le deuxième circuit hydraulique 20. Ainsi, en cas de panne électrique, rendant impossible l'élaboration de signaux de commande de vol par les première et deuxième unités de calcul, les signaux de commande de vol pour le deuxième actionrieur 16 (de secours) sont établis par l'unité de commande de vol de secours.
La référence 30 indique, comme sur la figure 1, un organe de pilotage qui est relié à la fois aux unités de calcul 26, 28 et à l'unité de commande de vol de secours.
Les actionneurs 12, 16, utilisés dans le dispositif de la figure 2, sont de préférence des actionneurs à très haute fiabilité. Ces actionneurs diffèrent des actionneurs classiques par l'adjonction de dispositifs de sécurité dits "fail-safe" au niveau d'une part des parties mécaniques assurant la transmission des efforts (attaches de l'actionneur, de la tige du piston et du corps), d'autre part des parties hydrauliques (étanchéité de l'actionneur, joints hydrauliques, mais aussi joint de tête de piston)
La figure 3 montre de façon plus détaillée une réalisation particulière d'une unité de commande de vol de secours conforme à l'invention.
La figure 3 montre de façon plus détaillée une réalisation particulière d'une unité de commande de vol de secours conforme à l'invention.
De même que les unités de calcul évoquées précédemment, l'unité de commande de vol 40 de secours génère des ordres sous la forme de signaux électriques dirigés vers un actionneur de secours tel que l'actionneur 16 de la figure 1.
Ces ordres indiquent un déplacement de l'actionneur correspondant à la position pondérée d'un organe de pilotage auquel est ajouté éventuellement un terme de stabilisation.
Dans le cas de la figure 3, les ordres de pilotages provenant d'un organe de pilotage, sont transmis à l'unité de commande de vol par un capteur 42 mesurant, par exemple, le déplacement d'un câble 44 de commande du vérin actionnant le plan horizontal réglable pour des surfaces canard. Le capteur 42 peut aussi être entraîné directement par l'organe de pilotage correspondant.
Selon la gouverne considérée, des capteurs adéquats peuvent être reliés aux organes de pilotage correspondants. Par exemple pour la gouverne de direction, un ou plusieurs capteurs d'une unité de commande de vol de secours peuvent être reliés aux pédales du palonnier.
Comme le montre la figure 3, un terme de stabilisation élaboré par un gyromètre 46, ou un accéléromètre, peut être ajouté aux commandes de pilotage délivrées par le capteur 42, au moyen d'un premier circuit 48 à amplificateur opérationnel ou autre. Enfin, une information dite de retour de position, délivrée par un capteur 50, relié à la gouverne ou à un actionneur de gouverne, est prise en compte et ajoutée au signal de sortie du premier circuit 48 par un deuxième circuit à amplificateur opérationnel ou autre 52. L'information de retour permet de réaliser un asservissement en position de la gouverne.
Le gyromètre ainsi que les circuits de l'unité de commande de vol sont alimentés en énergie électrique par un générateur 54. Le générateur 54, relié au circuit hydraulique 20, transforme en effet l'énergie qui lui est fournie par le circuit hydraulique d'alimentation, en énergie électrique pour alimenter l'unité de commande de vol de secours.
Ainsi, l'unité de commande de vol de secours est indépendante des circuits électriques de l'aéronef et reste opérationnelle même en cas de panne électrique générale.
La figure 4 montre l'architecture d'un dispositif de commande pour des gouvernes doubles d'un aéronef telles que les surfaces canard par exemple.
En raison des similitudes avec la figure 1, les éléments semblables sont indiqués par les mêmes références.
Par ailleurs, les éléments se référant respectivement à une gouverne située sur un côté de l'aéronef ou à une gouverne symétrique située sur un côté opposé, sont distingués par les lettres a et b qui suivent leurs références.
Les gouvernes de "canard" 10a et 10b, disposées de part et d'autre de l'aéronef sont chacune équipées d'un premier et d'un deuxième actionneurs à double alimentation 12a, 14a, 12b, 14b et d'un actionneur de secours 16a, 16b de type servocommande.
Les premiers actionneurs 12a, 12b sont raccordés à un premier circuit hydraulique 18 et connectés électriquement à un premier circuit électrique 22.
Les deuxièmes actionneurs 14a, 14b sont raccordés à un deuxième circuit hydraulique 20 et connectés électriquement à un deuxième circuit électrique 24.
Les actionneurs de secours 16a, 16b de même qu'une unité de commande de vol de secours telle que décrite en référence à la figure 2, sont raccordés également au deuxième circuit hydraulique.
Par ailleurs, les premier et deuxième actionneurs sont respectivement reliés à une première et une deuxième unités de calcul 26, 28 aptes à élaborer des signaux de commande de vol pour ces actionneurs.
Les troisièmes actionneurs sont reliés à l'unité de commande de vol de secours 40.
L'architecture des dispositifs telle qu'illustrée aux figures 1 ou 4 permet, comme expliqué précédemment, de rendre un cas de panne extrêmement improbable. En effet, l'existence de deux actionneurs à double alimentation électrique hydraulique pour chaque gouverne permet d'en maintenir le contrôle en cas de panne de l'un ou des deux circuits d'alimentation électrique ou en cas de panne de l'un ou des deux circuits d'alimentation hydraulique.
Lorsqu'une panne électrique concerne l'ensemble des circuits d'alimentation électrique ou l'ensemble des unités de calcul, la commande de gouvernes est assurée par l'unité de commande de vol de secours et par les actionneurs de secours.
Des dispositifs de commande de gouvernes conformes à l'invention peuvent être utilisés pour tout ou partie des gouvernes d'un avion. Toutefois, il peut être envisagé de faire porter l'effort de redondance sur les unités de calcul, ou les sources d'énergie, plutôt que localement sur la gouverne. Certaines gouvernes d'un avion peuvent, en cas de panne être laissées simplement dans un mode de débattement libre amorti en reliant entre elles les chambres des vérins des actionneurs. Il s'agit de gouvernes qui ne sont pas indispensables au contrôle de l'appareil telle qu'un aileron ou une gouverne de profondeur.
Dans ces cas, l'actionneur et l'unité de commande de vol de secours peuvent être supprimés et, en utilisant des sources d'énergie suffisamment fiables, les actionneurs à double alimentation électrique/hydraulique peuvent être remplacés par des actionneurs hydrostatique à alimentation électrique simple de type EHA ou EMA.
Par ailleurs, sur certains avions, la stabilisation artificielle n'est pas nécessaire sur toutes les gouvernes. Pour ces gouvernes, l'unité de commande de vol de secours peut être simplifiée, par suppression des informations inertielles (gyromètre 46) et éventuellement par une modification de la transmission de l'ordre de commande.
Ainsi, la liaison mécanique venant de l'organe de commande peut être directement connectée à un distributeur remplaçant la servo-valve de l'actionneur de secours (comme pour une servocommande hydromécanique classique) . Pour certaines gouvernes il est même possible de prévoir une liaison mécanique avec une autre gouverne (volets pour la commande d'un aileron par exemple) ou de figer la commande. Ceci permet, par exemple, de commander un recentrage de la gouverne (gouverne de profondeur par exemple).
DOCUMENTS CITES (1)
FR-A-2 666 787 (2)
FR-A-2 603 865 (3)
FR-A-2 738 796
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Claims (17)
1. Dispositif de commande d'au moins une gouverne (10, 10a, 10b) d'aéronef comportant au moins un actionneur (16, 16a, 16b), dit de secours, à alimentation hydraulique associé à chaque gouverne et au moins un circuit d'alimentation hydraulique (20) relié audit actionneur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité de commande de vol (40), dite de secours, apte à délivrer des signaux de commande audit actionneur de secours, l'unité de commande de vol de secours étant reliée au circuit d'alimentation hydraulique (20) et alimentée en énergie par ce circuit.
2. Dispositif de commande selon la revendication 1, dans lequel l'actionneur de secours (16, 16a, 16b) comporte une servocommande hydraulique.
3. Dispositif de commande selon la revendication 1 d'au moins une gouverne d'aéronef comprenant - au moins un premier (12, 12a, 12b) et un second (14,
14a, 14b) actionneurs à double alimentation
électrique/hydraulique et au moins ur. actionneur de
secours (16, 16a, 16b), - un premier circuit d'alimentation hydraulique (18) et
un premier circuit d'alimentation électrique (22),
reliés au premier actionneur (12, 12a, 12b) à double
alimentation, - un deuxième circuit d'alimentation hydraulique (20)
et un deuxième circuit d'alimentation électrique
(24), reliés au deuxième actionneur (14, 14a, 14b) à
double alimentation, et dans lequel l'actionneur de secours (16, 16a, 16b) et l'unité de commande de vol de secours (40) sont reliés à au moins un circuit d'alimentation hydraulique (18, 20).
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel au moins un des premier et deuxième actionneurs sont des actionneurs hydrauliques à mode hydrostatique.
5. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel au moins l'un des premier et deuxième actionneurs comporte une servocommande et une électropompe associée à ladite servocommande.
6. Dispositif selon la revendication 3, comportant une première et une deuxième unités de calcul de commande de vol (26, 28) associees respectivement aux premier et deuxième actionneurs à double alimentation et reliés au premier et au deuxième circuits d'alimentation électrique (22, 24), respectivement.
7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande de vol de secours (40) est équipée d'un générateur électrique (54) alimenté par un circuit d'alimentation hydraulique (20) et apte à délivrer un courant électrique pour l'unité de commande.
8. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'unité de commande de vol de secours est équipée d'au moins un capteur de position (42) couplé à au moins un organe de pilotage (30) de l'aéronef.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel l'unité de commande de vol de secours (40) est équipée de moyens de stabilisation (46, 50, 48, 52) pour ajouter à des commandes de pilotage transmises depuis l'organe de pilotage des ordres de stabilisation.
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les moyens de stabilisation comportent au moins un capteur de position (50) de l'actionneur de secours.
11. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les moyens de stabilisation comportent un gyromètre (46).
12. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel les moyens de stabilisation comportent un accéléromètre.
13. Procédé de pilotage d'un dispositif de commande de gouvernes d'aéronef comprenant pour chaque gouverne - au moins un premier et un second actionneurs (12,
12a, 12b, 14, 14a, 14b) à double alimentation
électrique/hydraulique et au moins un actionneur de
secours (16, 16a, 16b), - un premier circuit d'alimentation hydraulique (18) et
un premier circuit d'alimentation électrique (22),
reliés au premier actionneur à double alimentation, - un deuxième circuit d'alimentation hydraulique (20)
et un deuxième circuit d'alimentation électrique
(24), reliés au deuxième actionneur à double
alimentation, et - une unité de commande de vol de secours (40), et dans lequel l'actionneur de secours et l'unité de commande de vol de secours (40) sont reliés à au moins l'un des premier et deuxième circuits d'alimentation hydraulique, le procédé comprenant les modes de fonctionnement suivants - un mode de fonctionnement dit "normal" dans lequel au
moins un des premier et deuxième actionneurs est en
fonctionnement et alimenté par un circuit
hydraulique, - un mode de fonctionnement dit de "panne hydraulique
générale" dans lequel au moins un des premier et
deuxième actionneurs est en fonctionnement et
alimenté par un circuit électrique, et - un mode de fonctionnement dit de "panne électrique
générale" dans lequel l'actionneur de secours est
alimenté par au moins l'un des premier et deuxième
circuits hydrauliques et piloté par l'unité de
commande de vol de secours.
14. Procédé de pilotage selon la revendication 13, comprenant en outre un mode de fonctionnement dit de "panne partielle" de l'un des premier ou deuxième actionneurs, circuits électriques ou circuits hydrauliques, et dans lequel l'autre des premier ou deuxième actionneurs, circuits électriques ou circuits hydrauliques est en fonctionnement.
15. Procédé de pilotage selon la revendication 13, comprenant en outre un mode de fonctionnement dit de "forte charge" dans lequel le premier et le deuxième actionneurs sont simultanément en fonctionnement.
16. Procédé de pilotage selon la revendication 13, comprenant en outre un mode de fonctionnement dit de "forte vitesse" dans lequel au moins l'un des premier et deuxième actionneurs est en fonctionnement et alimenté par un circuit d'alimentation électrique.
17. Utilisation d'un générateur électrique (54) alimenté par un circuit hydraulique (20) pour alimenter électriquement une unité de commande de vol (40) dans un dispositif de commande de gouvernes d'aéronef.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9711874A FR2768697B1 (fr) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Dispositif et procede de commande de gouvernes d'aeronef |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR9711874A FR2768697B1 (fr) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | Dispositif et procede de commande de gouvernes d'aeronef |
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| FR2768697A1 true FR2768697A1 (fr) | 1999-03-26 |
| FR2768697B1 FR2768697B1 (fr) | 1999-12-03 |
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ID=9511420
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1997
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| FR2768697B1 (fr) | 1999-12-03 |
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