EP1891318A1 - Systeme de commande pour nacelle de turboreacteur - Google Patents

Systeme de commande pour nacelle de turboreacteur

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Publication number
EP1891318A1
EP1891318A1 EP06764765A EP06764765A EP1891318A1 EP 1891318 A1 EP1891318 A1 EP 1891318A1 EP 06764765 A EP06764765 A EP 06764765A EP 06764765 A EP06764765 A EP 06764765A EP 1891318 A1 EP1891318 A1 EP 1891318A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control system
control unit
nacelle
electronic control
maintenance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06764765A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Marin Martinod
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Aircelle SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aircelle SA filed Critical Aircelle SA
Publication of EP1891318A1 publication Critical patent/EP1891318A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/54—Nozzles having means for reversing jet thrust
    • F02K1/76—Control or regulation of thrust reversers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D29/00—Power-plant nacelles, fairings or cowlings
    • B64D29/08—Inspection panels for power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/50—Control logic embodiments
    • F05D2270/52—Control logic embodiments by electrical means, e.g. relays or switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/60—Control system actuates means
    • F05D2270/62—Electrical actuators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to an electrical control system for equipping a turbojet engine nacelle comprising a plurality of electromechanical actuators, and to a nacelle and an aircraft equipped with such a control system.
  • An aircraft is driven by several turbojets each housed in a nacelle also housing a set of ancillary actuators related to its operation and providing various functions when the turbojet engine is in operation or stopped.
  • These ancillary actuating devices comprise in particular an electro-hydraulic or hydro-mechanical system for actuating a thrust reverser and an electro-hydraulic or hydro-mechanical system for operating rollovers intended to allow maintenance operations on the turbojet engine.
  • a thrust reverser comprises on either side of the nacelle a movable cowl displaceable between, on the one hand, an extended position which opens in the nacelle a passage intended for the deflected flow during a braking phase, and secondly, a retraction position which closes this passage during normal operation of the turbojet engine or when the aircraft is stationary
  • a complementary mechanical system allows to open radially thrust reverser, divided for this purpose into two removable half parts, to allow access to the turbojet engine part surrounded by the inverter to perform maintenance operations.
  • nacelle manufacturers and equipment manufacturers have sought to replace them and to make maximum use of electric actuation systems in order to lighten the platform and to simplify its operation, particularly in terms of necessary maintenance cycles and the management of hydraulic or pneumatic fluids.
  • nacelle cowlings intended for the maintenance of the turbojet engine which are actuated by electric cylinders, and an electrically operated thrust reverser is described in the document EP 0 843 089.
  • Electric actuation systems allow optimum management of energy according to the power actually necessary for the operation of these systems while occupying less space in the nacelle and not requiring a pressurized fluid circulation circuit.
  • each electrical actuation system used to provide one of the abovementioned ancillary functions of the nacelle comprises at least one electric actuator, actuated by an associated electric motor, and controlled by an adapted control electronics of its own. It should be noted that this control electronics must be protected from high temperatures, vibrations, and other factors that could damage its circuits, which is disabling in terms of size, complexity of assembly and maintenance, and costs. .
  • the purpose of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above and for this purpose consists of an electrical control system intended to equip a turbojet engine nacelle comprising a plurality of electromechanical actuators fitted to a plurality of actuating devices ancillary to the turbojet engine.
  • the control system comprises an electronic control unit comprising a plurality of control inputs intended to be connected to control members, and a plurality of outputs connected to the electromechanical actuators of the ancillary actuating devices, said control unit being able to translate each received command into a sequence of operation of at least one corresponding electromechanical actuator.
  • the electromechanical actuators actuating the movable covers fitted to a thrust reverser are generally controlled by a common control electronics capable of delivering a significant electrical power so that they can perform their function.
  • the electromechanical actuators moving a maintenance cowling or the radial lifting of a half-inverter are only used on the ground when the aircraft is at a complete stop and require only power relatively small compared to that required to move the movable covers of the thrust reverser during a braking phase of the aircraft.
  • control system comprising a centralized electronic control unit
  • a control system makes it possible, on the one hand, to have all of these control systems in one and the same secure location, and on the other hand, to avoid the redundancy of certain electronic functions.
  • the electromechanical actuators can be significantly lightened since it is no longer necessary to associate each electromechanical actuator with its own control electronics and the same control system disposed in the control unit.
  • the control unit controls the electromechanical actuators that perform the same function.
  • the control system of electromechanical actuators is the most sensitive part to heat and vibration and must be effectively protected. By grouping the steering systems to the inside of a common housing, only this housing must be protected against high temperatures and vibrations, among others, which allows an overall lightening of the entire structure and the use of electromechanical actuators more smaller and lighter, so also easier to install, test and maintain.
  • the electronic control unit has at least one state input intended to receive position information from at least one sensor associated with at least one electromechanical operating member.
  • the electronic control unit has means adapted to receive and / or transmit status information from and / or to a control system of the turbojet engine.
  • These position and operating data of the turbojet engine can be advantageously used as parameters of an operating sequence executed to actuate one or more electromechanical actuators.
  • the pilot of the aircraft remains permanently informed of the state of the ancillary actuating devices and the progression of the activated operating sequences.
  • the electronic control unit comprises at least one location for receiving an electronic control board dedicated to controlling at least one ancillary operating device.
  • the electronic control unit is adapted to receive at least one dedicated control electronic card by an auxiliary actuating device. In this way, each card dedicated to controlling a specific ancillary device can be replaced or updated independently of the others.
  • the electronic control unit comprises control inputs dedicated to the actuation of maintenance-related actuating devices, intended to be activated by "dead-man" buttons.
  • the electronic control unit comprises, on the one hand, at least one power module, and on the other hand, at least one electronic control module.
  • the space available to integrate components in a nacelle is extremely limited and it it may be interesting to be able to separate the electronic control unit into smaller modules in order to facilitate its integration into the nacelle.
  • the present invention also relates to a nacelle intended to equip a turbojet engine and comprising at least one mobile cowling intended to allow maintenance operations of the turbojet engine and at least one thrust reverser comprising at least one movable cowl, the maintenance cowling and the each moving cowl being designed so as to be actuated by at least one actuating device equipped with at least one electromechanical operating member, characterized in that it is equipped with a control system as described above, suitable in particular for centralizing the control operations and the execution of operating sequences of the operating devices specific to the maintenance cowling and the moving cowl.
  • the electromechanical actuators equipping actuating devices for maintenance functions are actuated from at least one "deadman" type button connected to the control system.
  • the electronic control unit of the control system is fixed in a front frame of the thrust reverser.
  • the electronic control unit is broken down into at least two assemblies connected to one another. Indeed, given the reduced space available, an electronic control unit subdivided into at least two sets can be integrated more easily in the nacelle.
  • the present invention also relates to an aircraft characterized in that it is equipped with a plurality of turbojets each housed in a nacelle as described above.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a nacelle equipped with a control system according to the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a thrust reverser in the open position, referred to as an "inverted jet", fitted to the platform of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a functional diagram of a control system integrated in FIG. nacelle of Figure 1. Before describing further an embodiment of the invention, it is important to specify that this is not limited to a particular nacelle structure. Although illustrated by a nacelle equipped with a grid inverter, it can be implemented with nacelles of different designs, including using thrust reversers doors.
  • FIG. 1 shows a partial schematic view of a nacelle 1 housing a turbojet engine 2 and incorporating a thrust reverser 3.
  • the thrust reverser 3 has a structure disposed in the rear part of the nacelle 1, and divided into two half-parts 41 located on either side of the nacelle 1 and each comprising a semicircular movable cover 4.
  • Each movable cowl 4 is slidably removable to reveal deflection blade grids 5 placed between the moving cowls 4 and a passage section of the air flow of the turbojet 2 to be deflected.
  • Locking doors 6 are arranged inside the structure so as to be able to pivot and move from a position in which they do not interfere with the passage of the flow of air to a position in which they block this passage.
  • the mobile covers 4 move along the outside of the structure is provided by a set of jacks 8a, 8b mounted on a front frame 9 of the thrust reverser 3 inside which are housed an electric motor 10 and flexible transmission shafts (not visible) respectively connected to the cylinders 8a, 8b to actuate them.
  • each mobile cowl 4 can be translated under the action of three jacks 8a, 8b, comprising a central jack 8a and two additional jacks 8b, actuated by a single electric motor 10.
  • the power delivered by the electric motor 10 is all firstly distributed to the central cylinders 8a through two flexible transmission shafts, then to the additional cylinders 8b by other flexible transmission shafts.
  • each half portion 41 of the thrust reverser 3 is removable and is equipped with lateral electric actuators 12 actuated by an electric motor 35 and able to allow the radial opening of each half portion 41 to carry out maintenance operations on the part of the turbojet 2 surrounded by the thrust reverser 3.
  • the nacelle 1 Upstream of the thrust reverser 3, the nacelle 1 comprises two shrouds 13 located on either side of the nacelle 1 which can each be moved by two electric cylinders 14 actuated by an electric motor 36 so as to open the nacelle 1 and to allow access to the turbojet engine 2 during maintenance operations.
  • the set of electric cylinders 8a, 8b, 12, 14 is controlled by an electronic control unit 15 comprising, on the one hand, an electronic module 15a for driving the cylinders 8a, 8b, 12, 14, and other on the other hand, a power module 15b intended to supply the electric motors 10, 35, 36 with the energy necessary for their operation.
  • This electronic control unit 15 forms, with the cylinders 8a, 8b, 12, 14, a control system fixed in the front frame 9 of the thrust reverser 3.
  • FIG. 1 Such a control system is shown schematically in FIG.
  • the electronic module 15a of the electronic control unit 15 comprises control inputs 16, 17 intended to respectively control the opening and closing of the cowls 13, control inputs 18, 19 intended to control the opening and the radial closure of the half portions 41 of the thrust reverser 3 for maintenance operations, and control inputs 20, 21 for actuating the opening and closing of the movable covers 4 performing their thrust reversal function.
  • the control inputs 16, 17, 18, 19 are activated by buttons 37, 38, 39, 40 of the "dead-man" type arranged on an outer face of the nacelle 1.
  • the control inputs 20, 21 are connected to a turbojet engine control system 22, known as FADEC.
  • the FADEC 22 is connected to the electronic module 15a by a plurality of information inputs 23, intended to receive various operating parameters of the turbojet, such as a fan speed, a pressure value in the vein of the turbojet engine. , and any other parameter that can be used by the electronic control unit 15 to drive the cylinders 8a, 8b, 12, 14, in a suitable manner.
  • the electronic module 15a houses electronic cards (no visible) and each implementing at least one control sequence adapted to the function for which it is intended.
  • the electronic module 15a houses at least one electronic card intended to implement closure and opening sequences of the cowlings 13, an electronic card to implement closure and radial opening sequences of the half portions 41 of the thrust reverser 3 for maintenance operations, and an electronic card for implementing sequences for closing and opening the movable reversing cowlings 4.
  • a converter 42 converts the voltage of the electrical power between the received electrical power and the electrical power required for the outputs 25, 26, 27 as a function of the engine 10, 35, 36 activated.
  • each jack 8a, 8b, 12, 14 is equipped with a position sensor 30, and that on the other hand, each electric motor 10, 35, 36 actuating the cylinders 8a, 8b, 12, 14 is equipped with a speed sensor 31 for measuring the speed of the electric motor 10, 35, 36.
  • Each position sensor 30, and each speed sensor 31 is connected to the electronic module 15a by state inputs 32, 33 for collecting position and speed information and optionally using them as parameters in an actuation sequence of the jacks 8a, 8b, 12, 14.
  • a user wishing to control the opening of the cowlings 13 will proceed as follows. First of all the user presses the button 37 of the "dead-man" type assigned to the opening of the cowlings 13. In so doing, he activates the corresponding control input 16 which triggers the execution of a sequence of adapted operation implemented on the electronic card located in the electronic module 15a and dedicated to the opening and closing of the cowlings 13. The execution of this sequence controls and regulates the power delivered to the electric motor 36 activating the cylinders 14. Once open, the user can then perform his maintenance work. Once the maintenance operation has been completed, the user commands the closing of the cowlings 13 by pressing the corresponding "dead-man" button 38 which activates the control input 17. In the same way, it thus triggers the execution.
  • buttons 37, 38 of the type "dead man” are particularly recommended for security reasons. Indeed, these buttons require the permanent pressure of the operator for the opening or closing sequence of the cowlings 13 runs. If the operator releases the button 37, 38 before the end of the opening or closing sequence, the sequence is stopped.
  • cowlings 13 can intervene on the ground when the turbojet 2 is stopped. Before activating the appropriate operating sequence, it is possible to check the operation of the turbojet engine 2 through the information input 23 from the FADEC 22 and if necessary to prevent the execution of a sequence of opening or closing cowls 13.
  • a user wishing to control the radial opening of the half portions 41 of the thrust reverser 3 to perform a maintenance operation on the part of the turbojet 2 surrounded by said thrust reverser 3 will proceed as follows. First of all, the user presses the button 39 of the "dead-man" type assigned to the radial opening of the half-portions 41. By doing this, he activates the corresponding control input 18 which triggers the execution of a sequence of operation. adapted adapted on the electronic card dedicated to the opening and the radial closure of the half portions 41 and which is located in the electronic module 15a. The execution of this sequence controls and regulates the power delivered to the electric motor 35 activating the cylinders 12.
  • the user controls the closing of the half portions 41 of the thrust reverser 3 by pressing the corresponding "dead-man" button 40 which activates the control input 19. In the same way, it thus triggers the execution of the operating sequence corresponding to the closing of the half-parts 41 which is implemented on the dedicated electronic card .
  • the radial actuation of the half portions 41 should only occur when the turbojet 2 is stopped.
  • the operation of the turbojet engine 2 is tested by means of a specific information input and, if necessary, the execution of an opening or closing sequence of the half-parts 41 is prevented. It should be noted that generally speaking it is also it is necessary to open the movable covers 4 before being able to lift the half portions 41 radially.
  • the movable covers 4 are actuated by the cylinders 8a, 8b. This movement is controlled by the pilot of the aircraft from the cockpit. The latter actuates corresponding commands on the dashboard, which commands are retransmitted to the FADEC 22 and the electronic module 15a by the control inputs 20 or 21, depending on whether the pilot controls respectively an opening or closing of the movable covers 4.
  • the activation of the control input 20, 21 triggers the execution of an appropriate operating sequence on the electronic card disposed in the electronic module 15a and dedicated to the actuation of the moving reverse cowlings 4.
  • the collection of operating information of the turbojet engine 2 via the information inputs 23 makes it possible to adapt the operating sequence as a function of various parameters of the turbojet engine 2 such as, for example, its operating speed.
  • the power supply module 15b will be dimensioned to be able to deliver a maximum electric power sufficient to actuate the movable covers 4 in reverse thrust mode, this power being sufficient to ensure the opening of the cowls 13 and half portions 41 when a maintenance operation when the aircraft is stationary. Therefore, it is not necessary to oversize the power module 15b with respect to an existing power module.

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Abstract

La présente invention se rapporte, d'une part, à un système de commande électrique destiné à équiper une nacelle de turboréacteur comportant une pluralité d'organes de manoevre électromécaniques (8a, 8b, 12, 14) équipant une pluralité de dispositifs d'actionnement annexes au turboréacteur, caractérisé en ce que le système de commande comprend un boîtier électronique de commande (15) comportant une pluralité d'entrées de commande (16 à 21) destinées à être connectées à des organes de commande (37 à 40), et une pluralité de sorties (25 à 27) connectées aux organes de manoeuvre électromécaniques des dispositifs d'actionnement annexes, ledit boîtier de commande étant apte à traduire chaque commande reçue en une séquence de fonctionnement d'au moins un organe de manoevre électromécanique correspondant, et d'autre part, à une nacelle et un aéronef équipés d'un tel système de commande.

Description

SYSTEME DE COMMANDE POUR NACELLE DE TURBOREACTEUR
La présente invention se rapporte à un système de commande électrique destiné à équiper une nacelle de turboréacteur comportant une pluralité d'organes de manœuvre électromécaniques, ainsi qu'à une nacelle et un aéronef équipés d'un tel système de commande. Un avion est mu par plusieurs turboréacteurs logés chacun dans une nacelle abritant également un ensemble de dispositifs d'actionnement annexes liés à son fonctionnement et assurant diverses fonctions lorsque le turboréacteur est en fonctionnement ou à l'arrêt. Ces dispositifs d'actionnement annexes comprennent notamment un système électro- ou hydromécanique d'actionnement d'un inverseur de poussée et un système électro- ou hydromécanique d'actionnement de capotages destinés à permettre des opérations de maintenance sur le turboréacteur.
Le rôle d'un inverseur de poussée est, lors de l'atterrissage d'un avion, d'améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur. Dans cette phase, l'inverseur permet de renvoyer vers l'avant de la nacelle tout ou partie des flux de ga"z éjectés par le turboréacteur, générant de ce fait une contre- poussée qui vient s'ajouter au freinage des roues de l'avion. Pour ce faire, un inverseur de poussée comprend de part et d'autre de la nacelle un capot mobile déplaçable entre, d'une part, une position déployée qui ouvre dans la nacelle un passage destiné au flux dévié lors d'une phase de freinage, et d'autre part, une position d'escamotage qui ferme ce passage lors du fonctionnement normal du turboréacteur ou lorsque l'avion est à l'arrêt. En plus du système mécanique d'actionnement de l'inverseur de poussée, un système mécanique complémentaire permet d'ouvrir radialement l'inverseur de poussée, divisé à cette fin en deux demi parties amovibles, afin de permettre l'accès à la partie du turboréacteur entourée par l'inverseur pour procéder à des opérations de maintenance.
On compte donc trois principaux systèmes d'actionnement annexes intégrés dans une nacelle à savoir, l'ouverture radiale de capotages pour la maintenance du turboréacteur, le déploiement et l'escamotage de capots mobiles de l'inverseur de poussée, et l'ouverture radiale des deux demi parties de l'inverseur de poussée.
Actuellement ces systèmes d'actionnement sont principalemeπt-mis- en œuvre par des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Ces vérins nécessitent un réseau de transport d'un fluide sous pression obtenu soit par piquage d'air sur le turboréacteur soit par prélèvement sur le circuit hydraulique de l'avion. Cependant, de tels systèmes sont encombrants et requièrent une maintenance importante car la moindre fuite dans le réseau hydraulique ou pneumatique peut avoir des conséquences dommageables tant sur l'inverseur que sur d'autres parties de la nacelle. Par ailleurs, les vérins hydrauliques ou pneumatiques délivrent toujours la puissance maximale disponible, ce qui entraîne une usure prématurée des équipements.
Pour pallier les inconvénients liés aux systèmes pneumatiques et hydrauliques, les constructeurs et équipementiers de nacelles ont cherché à les remplacer et à utiliser au maximum des systèmes d'actionnement électriques de manière à alléger la nacelle et à en simplifier le fonctionnement, notamment au niveau des cycles de maintenance nécessaires et de la gestion des fluides hydrauliques ou pneumatiques. Il existe déjà certains capotages de nacelles destinés à la maintenance du turboréacteur qui sont actionnées par des vérins électriques, et un inverseur de poussée actionné électriquement est décrit dans le document EP 0 843 089.
Les systèmes d'actionnement électriques permettent une gestion optimale de l'énergie en fonction de la puissance réellement nécessaire au fonctionnement de ces systèmes tout en occupant moins d'espace dans la nacelle et en ne requérant pas de circuit de circulation de fluide sous pression.
Toutefois, en raison de l'espace réduit disponible dans la nacelle, leur mise en place et protection reste une préoccupation importante des constructeurs. Actuellement, chaque système d'actionnement électrique utilisé pour assurer l'une des fonctions annexes précitées de la nacelle, comprend au moins un vérin électrique, actionné par un moteur électrique associé, et piloté par une électronique de commande adaptée qui lui est propre. Il convient de noter que cette électronique de commande doit être protégée des hautes températures, des vibrations, et autres facteurs risquant d'endommager ses circuits, ce qui est handicapant en terme d'encombrement, de complexité de montage et de maintenance, et de coûts.
La présente invention a pour but de pallier les inconvénients précédemment évoqués et consiste pour cela en un système de commande électrique destiné à équiper une nacelle de turboréacteur comportant une pluralité d'organes de manœuvre électromécaniques équipant une pluralité de dispositifs d'actionnement annexes au turboréacteur, caractérisé en ce que le système de commande comprend un boîtier électronique de commande comportant une pluralité d'entrées de commande destinées à être connectées à des organes de commande, et une pluralité de sorties connectées aux organes de manoeuvre électromécaniques des dispositifs d'actionnement annexes, ledit boîtier de commande étant apte à traduire chaque commande reçue en une séquence de fonctionnement d'au moins un organe de manœuvre électromécanique correspondant.
Il doit être bien compris que les organes de manœuvre électromécaniques assurant l'actionnement des capots mobiles équipant un inverseur de poussée sont généralement commandés par une électronique de commande commune apte à leur délivrer une puissance électrique importante afin qu'ils puissent remplir leur fonction. En revanche, les organes de manœuvre électromécaniques assurant le déplacement d'un capotage de maintenance ou le soulèvement radial d'un demi inverseur ne sont utilisés qu'au sol lorsque l'avion est à l'arrêt complet et ne nécessitent qu'une puissance relativement faible par rapport à celle requise pour déplacer les capots mobiles de l'inverseur de poussée lors d'une phase de freinage de l'avion.
Ainsi, en prévoyant un système de commande comportant un boîtier électronique de commande centralisé, il est possible de regrouper l'ensemble des systèmes électroniques existant actuellement pour piloter chaque organe de manœuvre électromécanique sans surdimeηsionnement de la capacité de puissance disponible. En effet, la puissance disponible initialement pour assurer le fonctionnement de l'inverseur de poussée en vol est suffisante pour assurer également le fonctionnement des trappes au sol, et il n'y a donc pas besoin de prévoir une puissance plus importante. Par ailleurs, un tel système de commande permet, d'une part, de disposer l'ensemble de ces systèmes de pilotage dans un même emplacement sécurisé, et d'autre part, d'éviter la redondance de certaines fonctions électroniques. De ce fait, les organes de manœuvre électromécaniques peuvent être allégés de manière significative puisqu'il n'est plus nécessaire d'associer à chaque organe de manœuvre électromécanique une électronique de pilotage propre et qu'un même système de pilotage disposé dans le boîtier électronique de commande assure le pilotage des organes de manœuvre électromécaniques assurant une même fonction. Par ailleurs, le système de pilotage des organes de manœuvre électromécaniques est la partie la plus sensible à la chaleur et aux vibrations et doit donc être protégée efficacement. En regroupant les systèmes de pilotage à l'intérieur d'un boîtier commun, seul ce boîtier doit être protégé contre les hautes températures et les vibrations, entre autres, ce qui permet un allégement global de l'ensemble de la structure et l'utilisation d'organes de manœuvre électromécaniques plus petits et plus légers, donc également plus faciles à installer, tester et entretenir.
Avantageusement, le boîtier électronique de commande possède au moins une entrée d'état destinée à recevoir des informations de position depuis au moins un capteur associé à au moins un organe de manœuvre électromécanique. De manière préférentielle, le boîtier électronique de commande possède des moyens aptes à recevoir et/ou transmettre des informations d'état depuis et/ou vers un système de contrôle du turboréacteur.
Ces données de positions et de fonctionnement du turboréacteur pourront être avantageusement utilisées comme paramètres d'une séquence de fonctionnement exécutée pour actionner un ou plusieurs organes de manœuvre électromécaniques. Par ailleurs, le pilote de l'avion reste en permanence informé de l'état des dispositifs d'actionnement annexes et de la progression des séquences de fonctionnement activées.
Avantageusement, le boîtier électronique de commande comprend au moins un emplacement destiné à recevoir une carte électronique de commande dédiée au pilotage d'au moins un dispositif d'actionnement annexe. Ainsi, il est facile de remplacer l'électronique de commande lors d'une mise à jour, par exemple, sans avoir à remplacer l'intégralité du boîtier électronique de commande. De manière préférentielle, le boîtier électronique de commande est apte à recevoir au moins une carte électronique de commande dédiée par dispositif d'actionnement annexe. De cette manière, chaque carte dédiée au pilotage d'un dispositif annexe déterminé peut être remplacée ou mise à jour indépendamment des autres.
Avantageusement, le boîtier électronique de commande comprend des entrées de commandes dédiées à l'actionnement de dispositifs d'actionnement annexes de maintenance, et destinées à être activées par des boutons de type « homme-mort ».
Avantageusement encore, le boîtier électronique de commande comprend, d'une part, au moins un module de puissance, et d'autre part, au moins un module électronique de commande. En effet, l'espace disponible pour intégrer des composants dans une nacelle est extrêmement limité et il peut être intéressant de pouvoir dissocier le boîtier électronique de commande en modules plus petits afin de faciliter son intégration dans la nacelle.
La présente invention se rapporte également à une Nacelle destinée à équiper un turboréacteur et comprenant au moins un capotage mobile destiné à permettre des opérations de maintenance du turboréacteur et au moins un inverseur de poussée comprenant au moins un capot mobile, Ie capotage de maintenance et le capot mobile étant chacun conçus de façon à être actionnés par au moins un dispositif d'actionnement équipé d'au moins un organe de manœuvre électromécanique, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un système de commande tel que décrit précédemment, apte notamment à centraliser les opérations de commande et l'exécution de séquences de fonctionnement des dispositifs d'actionnement propres au capotage de maintenance et au capot mobile.
Avantageusement, les organes de manœuvre électromécaniques équipant des dispositifs d'actionnement destinés à des fonctions de maintenance sont actionnés à partir d'au moins un bouton de type « homme- mort » relié au système de commande.
Avantageusement encore, le boîtier électronique de commande du système de commande est fixé dans un cadre avant de l'inverseur de poussée. De manière préférentielle, le boîtier électronique de commande se décompose en au moins deux ensembles connectés l'un à l'autre. En effet, étant donné l'espace disponible réduit, un boîtier électronique de commande subdivisé en au moins deux ensembles peut être intégré plus facilement dans la nacelle. De plus, la présente invention se rapporte également à un aéronef caractérisé en ce qu'il est équipé d'une pluralité de turboréacteurs logés chacun dans une nacelle telle que décrite précédemment.
La mise en œuvre de l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée qui est exposée ci-dessous en regard du dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une nacelle équipée d'un système de commande selon l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective d'un inverseur de poussée en position d'ouverture, dite « jet inversé », équipant la nacelle de la figure 1. La figure 3 est un diagramme fonctionnel d'un système de commande intégré dans la nacelle de la figure 1. Avant de décrire plus avant un mode de réalisation de l'invention, il est important de préciser que celle-ci n'est pas limitée à une structure de nacelle particulière. Bien qu'illustrée par une nacelle équipée d'un inverseur à grille, elle pourra être mise en œuvre avec des nacelles de conceptions différentes, utilisant notamment des inverseurs de poussée à portes.
La figure 1 présente une vue schématique partielle d'une nacelle 1 abritant un turboréacteur 2 et intégrant un inverseur de poussée 3. L'inverseur de poussée 3 possède une structure disposée en partie arrière de la nacelle 1 , et divisé en deux demi parties 41 située de part et d'autre de la nacelle 1 et comprenant chacune un capot mobile 4 semi-circulaire. Chaque capot mobile 4 est amovible de manière à pouvoir coulisser pour découvrir des grilles 5 d'aubages de déviation placées entre les capots mobiles 4 et une section de passage du flux d'air du turboréacteur 2 à dévier. Des portes de blocage 6 sont disposées à l'intérieur de la structure de manière à pouvoir pivoter et passer d'une position dans laquelle elles ne gênent pas le passage du flux d'air à une position dans laquelle elles bloquent ce passage. Afin de coordonner l'ouverture des capots mobiles 4 avec une position obturante des portes de blocage 6, celles-ci sont chacune mécaniquement reliées à l'un des capots mobiles 4 par des charnières et à la structure fixe par un système de bielles (non représentées).
Le déplacement des capots mobiles 4 le long de l'extérieur de la structure est assurée par un ensemble de vérins 8a, 8b montés sur un cadre avant 9 de l'inverseur de poussée 3 à l'intérieur duquel sont logés un moteur électrique 10 et des arbres flexibles de transmission (non visibles) connectés respectivement aux vérins 8a, 8b pour les actionner.
Plus précisément, chaque capot mobile 4 peut être translaté sous l'action de trois vérins 8a, 8b, comprenant un vérin central 8a et deux vérins additionnels 8b, actionnés par un unique moteur électrique 10. La puissance délivrée par le moteur électrique 10 est tout d'abord distribuée aux vérins centraux 8a par l'intermédiaire de deux arbres de transmission flexibles, puis aux vérins additionnels 8b par d'autres arbres de transmission flexibles.
De plus, chaque demi partie 41 de l'inverseur de poussée 3 est amovible et est équipée de vérins électriques latéraux 12 actionnés par un moteur électrique 35 et aptes à permettre l'ouverture radiale de chaque demi partie 41 pour procéder à des opérations de maintenance sur la partie du turboréacteur 2 entourée par l'inverseur de poussée 3. En amont de l'inverseur de poussée 3, la nacelle 1 comprend deux capotages 13 situés de part et d'autre de la nacelle 1 pouvant être chacun déplacés par deux vérins électriques 14 actionnés par un moteur électrique 36 de manière à ouvrir la nacelle 1 et à permettre l'accès au turboréacteur 2 lors d'opérations de maintenance.
L'ensemble des vérins 8a, 8b, 12, 14 électriques est commandé par un boîtier électronique de commande 15 comprenant, d'une part, un module électronique 15a destiné au pilotage des vérins 8a, 8b, 12, 14, et d'autre part, un module de puissance 15b destiné à fournir aux moteurs électriques 10, 35, 36 l'énergie nécessaire à leur fonctionnement. Ce boîtier électronique de commande 15 forme, avec les vérins 8a, 8b, 12, 14, un système de commande fixé dans le cadre avant 9 de l'inverseur de poussée 3.
Un tel système de commande est représenté schématiquement sur la figure 3.
Le module électronique 15a du boîtier électronique de commande 15 comporte des entrées de commande 16, 17 destinées à commander respectivement l'ouverture et la fermeture des capotages 13, des entrées de commande 18, 19 destinées à commander l'ouverture et la fermeture radiale des demi parties 41 de l'inverseur de poussée 3 pour des opérations de maintenance, et des entrées de commande 20, 21 destinées à actionner l'ouverture et la fermeture des capots mobiles 4 accomplissant leur fonction d'inversion de poussée.
Les entrées de commande 16, 17, 18, 19 sont activées par des boutons 37, 38, 39, 40 du type « homme-mort » disposés sur une face extérieure de la nacelle 1. Les entrées de commande 20, 21 sont reliées à un système de contrôle 22 du turboréacteur, connu sous le nom de FADEC.
De plus, le FADEC 22 est relié au module électronique 15a par une pluralité d'entrées d'informations 23, destinées à recevoir divers paramètres de fonctionnement du turboréacteur, tels qu'une vitesse de soufflante, une valeur de pression dans la veine du turboréacteur, et tout autre paramètre pouvant être utilisé par le boîtier électronique de commande 15 pour piloter les vérins 8a, 8b, 12, 14, de manière adaptée.
Ces vérins 8a, 8b, 12, 14 sont chacun connectés à une sortie 25, 26, 27 par lesquelles est délivrée aux moteurs électriques 10, 35, 36 actionnant les vérins 8a, 8b, 12, 14 l'énergie électrique nécessaire pour les faire fonctionner de manière appropriée en fonction de la commande activée. Pour ce faire, le module électronique 15a abrite des cartes électroniques (non visibles) dédiées et implémentant chacune au moins une séquence de commande adaptée à la fonction à laquelle elle est destinée. Ainsi, le module électronique 15a abrite au moins une carte électronique destinée à mettre en œuvre des séquences de fermeture et d'ouverture des capotages 13, une carte électronique à mettre en oeuvre des séquences de fermeture et d'ouverture radiale des demi parties 41 de l'inverseur de poussée 3 pour des opérations de maintenance, et une carte électronique destinée à mettre en œuvre des séquences de fermeture et d'ouverture des capots mobiles 4 d'inversion de poussée. Un convertisseur 42 permet de convertir le voltage de la puissance électrique entre la puissance électrique reçue et la puissance électrique nécessaire aux sorties 25, 26, 27 en fonction du moteur 10, 35, 36 activé.
Par ailleurs, il convient de noter que, d'une part, chaque vérin 8a, 8b, 12, 14 est équipé d'un capteur de position 30, et que d'autre part, chaque moteur électrique 10, 35, 36 actionnant les vérins 8a, 8b, 12, 14 est équipé d'un capteur de vitesse 31 destiné à mesurer la vitesse du moteur électrique 10, 35, 36. Chaque capteur de position 30, et chaque capteur de vitesse 31 est connecté au module électronique 15a par des entrées d'état 32, 33 destinées à collecter des informations de position et de vitesse et éventuellement les utiliser comme paramètres dans une séquence d'actionnement des vérins 8a, 8b, 12, 14.
Un utilisateur souhaitant commander l'ouverture des capotages 13 procédera de la façon suivante. Tout d'abord l'utilisateur appuie sur le bouton 37 de type « homme-mort » affecté à l'ouverture des capotages 13. Ce faisant, il active l'entrée de commande 16 correspondante qui déclenche l'exécution d'une séquence de fonctionnement adaptée implémentée sur la carte électronique située dans le module électronique 15a et dédiée à l'ouverture et à la fermeture des capotages 13. L'exécution de cette séquence commande et régule la puissance délivrée au moteur électrique 36 activant les vérins 14. Une fois ouverte, l'utilisateur peut alors effectuer son travail de maintenance. Une fois l'opération de maintenance terminée, l'utilisateur commande la fermeture des capotages 13 en appuyant sur le bouton 38 « homme-mort » correspondant qui active l'entrée de commande 17. De la même manière, il déclenche ainsi l'exécution de la séquence de fonctionnement correspondant à la fermeture et qui est implémentée sur la carte électronique dédiée aux capotages 13. L'utilisation de boutons 37, 38 du type « homme-mort » est particulièrement recommandée pour des raisons de sécurité. En effet, ces boutons exigent la pression permanente de l'opérateur pour que la séquence d'ouverture ou de fermeture des capotages 13 s'exécute. Si l'opérateur relâche le bouton 37, 38 avant la fin de la séquence d'ouverture ou de fermeture, la séquence est arrêtée.
Il convient également de noter que l'actionnement des capotages 13 ne peut intervenir qu'au sol lorsque le turboréacteur 2 est à l'arrêt. Avant d'activer la séquence de fonctionnement appropriée, il est possible de vérifier le fonctionnement du turboréacteur 2 grâce aux entrées d'informations 23 en provenance du FADEC 22 et le cas échéant d'empêcher l'exécution d'une séquence d'ouverture ou de fermeture des capotages 13.
De la même manière, un utilisateur souhaitant commander l'ouverture radiale des demi parties 41 de l'inverseur de poussée 3 pour réaliser une opération de maintenance sur la partie du turboréacteur 2 entourée par ledit inverseur de poussée 3 procédera de la façon suivante. Tout d'abord l'utilisateur appuie sur le bouton 39 de type « homme-mort » affecté à l'ouverture radiale des demi parties 41 Ce faisant, il active l'entrée de commande 18 correspondante qui déclenche l'exécution une séquence de fonctionnement adaptée implémentée sur la carte électronique dédiée à l'ouverture et à la fermeture radiale des demi parties 41 et qui est située dans le module électronique 15a. L'exécution de cette séquence commande et régule la puissance délivrée au moteur électrique 35 activant les vérins 12. Une fois l'opération de maintenance terminée, l'utilisateur commande la fermeture des demi parties 41 de l'inverseur de poussée 3 en appuyant sur le bouton 40 « homme-mort » correspondant qui active l'entrée de commande 19. De la même manière, il déclenche ainsi l'exécution de la séquence de fonctionnement correspondant à la fermeture des demi partie 41 qui est implémentée sur la carte électronique dédiée. Comme précédemment, l'actionnement radial des demi parties 41 ne doit intervenir que lorsque le turboréacteur 2 est à l'arrêt. Avant d'activer la séquence de fonctionnement appropriée, le fonctionnement du turboréacteur 2 est testé grâce à une entrée d'information spécifique et le cas échéant l'exécution d'une séquence d'ouverture ou de fermeture des demi parties 41 est empêchée. Il convient de noter que de manière général il est également nécessaire d'ouvrir les capots mobiles 4 avant de pouvoir soulever radialement les demi parties 41.
Les capots mobiles 4 sont actionnés par les vérins 8a, 8b. Ce mouvement est commandé par le pilote de l'avion depuis la cabine de pilotage. Ce dernier actionne des commandes correspondantes sur le tableau de bord, commandes qui sont retransmises au FADEC 22 puis au module électronique 15a par les entrées de commande 20 ou 21 , selon que le pilote commande respectivement une ouverture ou une fermeture des capots mobiles 4.
L'activation de l'entrée de commande 20, 21 déclenche l'exécution d'une séquence de fonctionnement appropriée sur la carte électronique disposée dans le module électronique 15a et dédié à l'actionnement des capots mobiles 4 d'inversion de poussée. La collecte d'informations de fonctionnement du turboréacteur 2 via les entrées d'informations 23 permet d'adapter la séquence de fonctionnement en fonction de divers paramètres du turboréacteur 2 tels que, par exemple, son régime de fonctionnement.
Il convient de rappeler que l'actionnement des capotages 13 et des demi parties 41 de l'inverseur de poussée 3, n'intervient qu'au sol lorsque le turboréacteur est à l'arrêt. La puissance électrique totale maximale nécessaire est celle nécessaire pour actionner les vérins 8a, 8b, 12, 14 soumis aux efforts les plus intenses, c'est-à-dire les vérins 8a, 8b actionnant les capots mobiles 4 lors d'une inversion de poussée. Par conséquent le module d'alimentation 15b sera dimensionné pour pouvoir délivrer une puissance électrique maximale suffisante pour actionner les capots mobiles 4 en mode inversion de poussée, cette puissance étant suffisante pour assurer l'ouverture des capotages 13 et des demi parties 41 lors d'une opération de maintenance lorsque l'avion est à l'arrêt. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de surdimensionner le module de puissance 15b par rapport à un module de puissance existant.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des exemples particuliers de réalisation, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. Il convient notamment de noter que la présente invention n'est pas limitée aux dispositifs assurant les fonctions d'inversion de poussée et de maintenance assurées par les organes de manœuvre électromécanique mais peut également concerner toute autre fonction commandée électriquement et intégrée à une nacelle de turboréacteur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de commande électrique destiné à équiper une nacelle (1) de turboréacteur (2) comportant une pluralité d'organes de manœuvre électromécaniques (8a, 8b, 12, 14) équipant une pluralité de dispositifs d'actionnement annexes au turboréacteur, caractérisé en ce que le système de commande comprend un boîtier électronique de commande (15) comportant une pluralité d'entrées de commande (16 à 21) destinées à être connectées à des organes de commande (37 à 40), et une pluralité de sorties (25 à 27) connectées aux organes de manoeuvre électromécaniques des dispositifs d'actionnement annexes, ledit boîtier de commande étant apte à traduire chaque commande reçue en une séquence de fonctionnement d'au moins un organe de manœuvre électromécanique correspondant.
2. Système de commande selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (15) possède au moins une entrée d'état (32, 33) destinée à recevoir des informations de position depuis au moins un capteur (31 , 32) associé à au moins un organe de manœuvre électromécanique (8a, 8b, 12, 14).
3. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (15) possède des moyens (23) aptes à recevoir et/ou transmettre des informations d'état depuis et/ou vers un système de contrôle (22) du turboréacteur.
4. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (15) comprend au moins un emplacement destiné à recevoir une carte électronique de commande dédiée au pilotage d'au moins un dispositif d'actionnement annexe.
5. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (15) comprend des entrées de commande (16 à 19) dédiées à l'actionnement de dispositifs d'actionnement annexes de maintenance, et destinées à être activées par des boutons (37 à 40) de type « homme-mort ».
6. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le boîtier électronique de commande (15) comprend, d'une part, au moins un module de puissance (15b), et d'autre part, au moins un module électronique (15a) de commande.
7. Nacelle (1) destinée à équiper un turboréacteur (2) et comprenant au moins un capotage (13) mobile destiné à permettre des opérations de maintenance du turboréacteur et au moins un inverseur de poussée (3) comprenant au moins un capot mobile (4), le capotage de maintenance et le capot mobile étant chacun conçus de façon à être actionnés par au moins un dispositif d'actionnement équipé d'au moins un organe de manœuvre électromécanique (8a, 8b, 14), caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un système de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 apte notamment à centraliser les opérations de commande et l'exécution de séquences de fonctionnement des dispositifs d'actionnement propres au capotage de maintenance et au capot mobile.
8. Nacelle (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que les organes de manœuvre électromécaniques (12, 14) équipant des dispositifs d'actionnement destinés à des fonctions de maintenance sont actionnés à partir d'au moins un bouton (37 à 40) de type « homme-mort » relié au système de commande.
9. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le boîtier électronique de commande (15) du système de commande est fixé dans un cadre avant (9) de l'inverseur de poussée (3).
10. Nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que le boîtier électronique de commande (15) se décompose en au moins deux ensembles (15a, 15b) connectés l'un à l'autre.
11. Aéronef caractérisé en ce qu'il est équipé d'une pluralité de turboréacteurs (2) logés chacun dans une nacelle (1) selon l'une quelconque des revendications 7 à 10.
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