EP2152581A2 - Procede pour collecter une information relative a une surface aerodynamique mobile d'aeronef - Google Patents

Procede pour collecter une information relative a une surface aerodynamique mobile d'aeronef

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Publication number
EP2152581A2
EP2152581A2 EP08805648A EP08805648A EP2152581A2 EP 2152581 A2 EP2152581 A2 EP 2152581A2 EP 08805648 A EP08805648 A EP 08805648A EP 08805648 A EP08805648 A EP 08805648A EP 2152581 A2 EP2152581 A2 EP 2152581A2
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EP
European Patent Office
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information
aerodynamic surface
aircraft
spout
sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08805648A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thomas Lavaud
Jean-Clair Pradier
Bernard Baldini
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.)
Dassault Aviation SA
Safran Landing Systems SAS
Original Assignee
Dassault Aviation SA
Messier Bugatti SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Dassault Aviation SA, Messier Bugatti SA filed Critical Dassault Aviation SA
Publication of EP2152581A2 publication Critical patent/EP2152581A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/20—Means for detecting icing or initiating de-icing

Definitions

  • the invention relates to a method for collecting information relating to an aircraft aerodynamic aerodynamic surface.
  • the leading edges of the wings are likely to frost if certain atmospheric conditions are met.
  • the leading edges are provided with movable nozzles, these nozzles being equipped with means of protection against frost, for example heating resistors or hot air ducts taken from the reactors which help prevent frost from forming on the beaks.
  • the frost protection means are activated when the ambient temperature is within a certain range. It appears that under certain circumstances, the frost protection means are unnecessarily activated, because although the ambient temperature is within this range, frost formation conditions on the leading edges are not met. It was thought to place a temperature sensor directly on the movable spout, to regulate the use of the means of protection against frost according to a temperature information taken closer to the movable spout, which allows to optimize the use of ice protection means. In particular, the means of protection against icing are activated only if the conditions prevailing near the movable spout are likely to give rise to icing.
  • GB 2 293 522 discloses a contactless communication system between a fixed structure and a rotor.
  • the rotor comprises an electric anti-icing device which is powered by a supply current generated in a winding fixed to the rotor which rotates opposite fixed permanent magnets.
  • Sensors arranged on the rotor and fed by said current allow the collection of information on the rotor (for example, a temperature) which is transmitted to the fixed part by a contactless connection.
  • the invention relates to a method for collecting at least one information in the immediate environment of a mobile aerodynamic surface, in a simplified manner.
  • a method for collecting information relating to a mobile aerodynamic surface of an aircraft comprising the step of collecting the information by means of a suitable sensor. placed directly on the aerodynamic surface.
  • a radio-frequency type sensor is used which is placed on the aerodynamic surface for be compared to a structure of the aircraft carrying the aerodynamic surface and be in wireless contactless communication with a radio frequency transceiver disposed on said structure, regardless of the posi- tion of "aerodynamic surface with respect to the structure, so that the sensor receives from the transceiver over the radio the energy needed to collect the information and sends back to the transceiver a signal repre- information.
  • the senor no longer needs to be connected by wires to a fixed part of the structure of the aircraft for its power supply or for sending the information.
  • the transceiver emits a wave that is received by the sensor and transformed into a current that supplies a sensor processing electronics.
  • the processing electronics acquires the information, the caliber, and returns it in radio form to the transceiver, which is placed on the aircraft structure (for example the wing, the stabilizer or the drift). and can therefore be connected by son or bus to an on-board computer of the aircraft.
  • radiofrequency technology therefore allows an effective implementation of the information collection closer to the aerodynamic surfaces of the aircraft.
  • the invention is here described with reference to the sole figure in a management application of means for protecting against icing of a movable leading edge nozzle of an aircraft wing. It is obvious that the invention is not limited to this application
  • the aircraft wing 1 illustrated here is equipped at its leading edge with a spout 10 movable between a folded position referenced A and a deployed position referenced B.
  • the movable spout 10 moves from the folded position A to the extended position B by a center D rotation located under the wing, at an angle ⁇ of about 20 degrees. are not shown, for example curved slides.
  • the wing 1 comprises a front lug 2 forming with the lining 3 of the wing a torsion box.
  • the front spar 2 extends opposite the movable spout 10.
  • the movable spout 10 comprises meanwhile a spar 11 on which an aerodynamic profile 12 is brought to form with the spar 11 a torsion box 13. Inside the spout 10 extends a channel 14 (seen here in FIG. section) to conduct hot air taken from the aircraft reactors.
  • a channel 14 (seen here in FIG. section) to conduct hot air taken from the aircraft reactors.
  • frost protection is required, an unrepresented valve allows the admission of hot air into line 14 to warm the spout 10 and thereby prevent frost formation thereon.
  • a radio-frequency transceiver 20 is disposed on the spar 2, thus on the fixed part of the wing 1, facing the movable spout 10.
  • the transceiver 20 is connected by a wire link 21 to a control computer of the not shown ice protection means disposed in the fuselage of the aircraft.
  • the radiofrequency transceiver 20 is adapted to cooperate by radio with a temperature sensor 22 disposed on the movable spout 10 opposite the wing 1, and more precisely here in direct view of the radiofrequency transceiver 20 when the moving beak is in folded position A.
  • the temperature sensor 22 has an antenna connected to a processing electronics, which is itself connected to a temperature probe itself.
  • the temperature sensor 22 has no internal source of energy.
  • the radiofrequency transceiver 20 When a temperature information is required, the radiofrequency transceiver 20 emits a radio wave which is received by the antenna of the temperature sensor 22.
  • the antenna transforms the radio wave into a feed current of the electronic processing, which is then able to read the temperature signal from the probe, calibrate it to a digital information, and transmit this information via the antenna towards the radiofrequency transceiver 20.
  • This one then receives the calibrated temperature information and sends it to the control computer which, depending on the value of this information, activates and regulates the means of protection against frost.
  • the temperature sensor 22 when the movable spout is in the extended position B, the temperature sensor 22 is no longer in direct view of the radiofrequency transceiver 20. In this position, the temperature sensor is here off-set. at an angle D of about 45 degrees and is about thirty centimeters from the transceiver 20. Nevertheless, the temperature sensor Figure 22 remains within the electromagnetic range of the radio frequency transceiver 20, so that the temperature sensor 22 and the radio frequency transceiver 20 can continue to communicate over the air. This remains of course true for all the intermediate positions of the movable spout 10 between the folded position A and the deployed position B.
  • the arrangement of the temperature sensor 22 directly on the movable spout 10 makes it possible to obtain information on the temperature prevailing as close as possible to the moving spout, much more significant than temperature information taken from a sensor placed for example on the fuselage, so away from moving beaks.
  • the temperature sensor 22 and the radiofrequency transceiver 20 are arranged in a protected area so that they are unlikely to be hit by a projectile.
  • the invention is not limited to this application.
  • These different sensors are preferably of the radiofrequency type, without a source of clean energy.
  • the invention is particularly adapted to the elements of hypersustentation approaching or moving away from the wing, the invention applies more general to any mobile aerodynamic surface equipping the aircraft, whether on the wing, the stabilizer, the drift ...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

L'invention concerne Procédé pour collecter une information relative à une surface aérodynamique (10) mobile d'un aéronef, comportant l'étape de collecter l'information au moyen d'un capteur adapté placé directement sur la surface aérodynamique. Selon l'invention on utilise un capteur du type radio-fréquence qui est placé sur la surface aérodynamique pour être en regard d'une structure (1) de l'aéronef supportant la surface aérodynamique et être en communication hertzienne sans contact avec un émetteur-récepteur radio-fréquence (20) disposé sur ladite structure (1), ce quelle que soit la position de la surface aérodynamique vis à vis de la structure, de sorte que le capteur reçoive par voie hertzienne en provenance de l'émetteur- récepteur l'énergie nécessaire à la collecte de l'information et envoie en retour par voie hertzienne à l'émetteur-récepteur un signal représentatif de l 'information.

Description

Procédé pour collecter une information relative à une surface aérodynamique mobile d'aéronef
L'invention concerne un procédé pour collecter une information relative à une surface aérodynamique mo- bile d'aéronef.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
Sur les aéronefs, certains éléments hypersusten- tateurs, comme les bords d'attaque des voilures, sont susceptibles de givrer si certaines conditions atmosphé- riques sont réunies. Sur les avions d'une certaine importance, les bords d'attaque sont munis de becs mobiles, ces becs étant équipés de moyens de protection contre le givre, par exemple des résistances chauffantes ou encore des canalisations d'air chaud prélevé sur les réacteurs qui contribuent à empêcher le givre de se former sur les becs .
Les moyens de protection contre le givre sont activés lorsque la température ambiante se trouve dans une certaine plage. Il apparaît que dans certaines circons- tances, les moyens de protection contre le givre sont activés de façon inutile, car bien que la température ambiante soit dans ladite plage, les conditions de formation de givre sur les bords d'attaque ne sont pas réunies . On a pensé à placer un capteur de température directement sur le bec mobile, afin de réguler l'utilisation des moyens de protection contre le givre en fonction d'une information de température prise au plus près du bec mobile, ce qui permet d'optimiser l'utilisation des moyens de protection contre le givre. En particulier, les moyens de protection contre le givre ne sont activés que si les conditions régnant à proximité du bec mobile sont susceptibles de donner lieu à un givrage . Cependant, les éléments d'hypersustentation, comme les becs et les volets, présentent la particularité de s'éloigner significativement de la voilure lorsqu'ils sont déployés, ce qui complique la liaison avec un capteur monté directement sur l'élément d'hypersustentation. En effet, compte tenu des mouvements de l'élément d'hy- persustentation relativement à la voilure, un tel fil, qui s'étendrait depuis la voilure, devrait présenter une surlongueur, ce qui impose l'utilisation d'un organe de guidage mécanique du fil entre la voilure l'élément d'hypersustentation (par exemple des bras articulés) pour éviter que le fil ne pende et ne soit ballotté par le flux d'air. Un exemple d'une telle installation est illustré dans le document FR 2 874 370.
On connaît par ailleurs du document GB 2 293 522 un système de communication sans contact entre une struc- ture fixe et un rotor. Le rotor comporte un dispositif d' anti-givrage électrique qui est alimenté par un courant d'alimentation généré dans un bobinage solidaire du rotor qui tourne en regard d'aimants permanents fixes. Des capteurs disposés sur le rotor et alimentés par ledit cou- rant permettent la collecte d'information sur le rotor (par exemple, une température) qui est transmise à la partie fixe par une liaison sans contact.
OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé pour collec- ter au moins une information dans l'environnement immédiat d'une surface aérodynamique mobile, de façon simplifiée .
BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé pour collecter une information relative à une surface aérodynamique mobile d'un aéronef, comportant l'étape de collecter l'information au moyen d'un capteur adapté placé directement sur la surface aérodynamique. Selon l'invention, on utilise un capteur du type radio- fréquence qui est placé sur la surface aérodynamique pour être en regard d'une structure de l'aéronef supportant la surface aérodynamique et être en communication hertzienne sans contact avec un émetteur-récepteur radiofréquence disposé sur ladite structure, ce quelle que soit la posi- tion de" la surface aérodynamique vis à vis de la structure, de sorte que le capteur reçoive par voie hertzienne en provenance de l'émetteur-récepteur l'énergie nécessaire à la collecte de l'information et envoie en retour par voie hertzienne à l'émetteur-récepteur un signal re- présentatif de l'information.
Ainsi, le capteur n'a plus besoin d'être relié par des fils à une partie fixe de la structure de l'aéronef pour son alimentation ou pour l'envoi de l'information. Lorsque l'information est requise, l'émetteur- récepteur émet une onde qui est reçue par le capteur et transformée en courant qui alimente une électronique de traitement du capteur. L'électronique de traitement acquiert l'information, la calibre, et la renvoie sous forme hertzienne à l'émetteur récepteur, qui lui est dis- posé sur la structure de l'aéronef (par exemple la voilure, le stabilisateur ou la dérive) et peut donc être relié par fils ou bus à un ordinateur de bord de l'aéronef .
Aucune alimentation locale telle qu'une pile et aucun générateur local n'est alors nécessaire puisque le capteur reçoit son énergie par voie hertzienne directement de l'émetteur-récepteur.
L'utilisation de la technologie radiofréquence permet donc une mise en œuvre effective de la collection d'information au plus près des surfaces aérodynamiques de 1 'aéronef .
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence à l'unique figure du dessin annexé représentant une voilure d'aéronef en coupe longitudinale partielle, illustrant un bec mobile de bord d'attaque dans sa position repliée et dans sa position déployée .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION "L'invention est ici décrite en référence à l'unique figure dans une application de gestion de moyens de protection contre le givre d'un bec mobile de bord d'attaque d'une voilure d'aéronef. Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée à cette application. La voilure 1 d'aéronef illustrée ici est équipée en son bord d'attaque d'un bec 10 mobile entre une position repliée référencée A et une position déployée référencée B. Ici, le bec mobile 10 passe de la position repliée A à la position déployée B par une rotation de cen- tre D situé sous la voilure, d'un angle 0 d'environ 20 degrés. Les éléments mécaniques assurant cette rotation ne sont pas représentés. Il peut s'agir par exemple de glissières courbes.
De façon classique, la voilure 1 comporte un lon- geronnet avant 2 formant avec le revêtement 3 de la voilure un caisson de torsion. Le longeronnet avant 2 s'étend en regard du bec mobile 10.
Le bec mobile 10 comporte quant à lui un longeronnet 11 sur lequel un profil aérodynamique 12 est rap- porté pour former avec le longeronnet 11 un caisson de torsion 13. A l'intérieur du bec 10 s'étend une canalisation 14 (vue ici en section) pour conduire de l'air chaud prélevé sur les réacteurs de l'aéronef. Lorsqu'une protection contre le givre est requise, une vanne non repré- sentée permet l'admission d'air chaud dans la canalisation 14 pour réchauffer le bec 10 et ainsi empêcher la formation de givre sur celui-ci.
Selon l'invention, un émetteur-récepteur radio- fréquence 20 est disposé sur le longeronnet 2, donc sur la partie fixe de la voilure 1, en regard du bec mobile 10. L ' émetteur-récepteur 20 est relié par une liaison fi- laire 21 à un ordinateur de commande des moyens de protection contre le givre non illustré, disposé dans le fuselage de l'aéronef. L ' émetteur-récepteur radiofréquence 20 est adapté à coopérer par voie hertzienne avec un capteur de température 22 disposé sur le bec mobile 10 en regard de la voilure 1, et plus précisément ici en regard direct de l'émetteur-récepteur radiofréquence 20 lorsque le bec mo- bile est en position repliée A.
Le capteur de température 22 dispose d'une antenne reliée à une électronique de traitement, elle-même reliée à une sonde de température proprement dite. Le capteur de température 22 ne comporte aucune source pro- pre d'énergie.
Lorsqu'une information de température est requise, l'émetteur-récepteur radiofréquence 20 émet une onde hertzienne qui est reçue par l'antenne du capteur de température 22. L'antenne transforme l'onde hertzienne en un courant d'alimentation de l'électronique de traitement, qui est alors apte à lire le signal de température provenant de la sonde, la calibrer en une information numérique, et émettre cette information via l'antenne en direction de l'émetteur-récepteur radiofréquence 20. Ce- lui-ci reçoit alors l'information calibrée de température et l'envoie à l'ordinateur de contrôle qui, selon la valeur de cette information, active et régule les moyens de protection contre le givre.
Comme cela est visible sur la figure, lorsque le bec mobile est en position déployée B, le capteur de température 22 n'est plus en regard direct de l'émetteur- récepteur radiofréquence 20. Dans cette position, le capteur de température est ici désaxé d'un angle D d'environ 45 degrés et se trouve à une trentaine de centimètres de l'émetteur-récepteur 20. Néanmoins, le capteur de tempe- rature 22 reste à portée électromagnétique de l'émetteur- récepteur radiofréquence 20, de sorte que le capteur de température 22 et l'émetteur-récepteur radiofréquence 20 peuvent continuer à communiquer par voie hertzienne. Ceci reste bien entendu vrai pour toutes les positions intermédiaires du bec mobile 10 entre la position repliée A et la position déployée B.
La disposition du capteur de température 22 directement sur le bec mobile 10 permet d'obtenir une in- formation sur la température régnant au plus près du bec mobile, beaucoup plus significative qu'une information de température tirée d'un capteur placé par exemple sur le fuselage, donc à distance des becs mobiles.
On remarquera que le capteur de température 22 et l'émetteur récepteur radiofréquence 20 sont disposés dans une zone protégée de sorte qu'ils ne risquent pas d'être atteints par un projectile.
L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute va- riante entrant dans le cadre défini par les revendications .
En particulier, bien que la description ait été faite en relation avec la protection contre le givre des becs mobiles de bord d'attaque, l'invention n'est pas Ii- mitée à cette application. On peut par exemple placer sur le bec mobile un capteur d'incidence pour repérer les éventuels décrochages de l'aéronef. On peut également placer sur les volets un accéléromètre ou tout autre moyen de mesure pour déterminer leur angle d'inclinaison et ainsi connaître leur position relative vis à vis de la voilure. Ces différents capteurs sont de préférence du type radiofréquence, sans source d'énergie propre.
Bien que l'invention soit particulièrement adaptée aux éléments d'hypersustentâtion se rapprochant ou s 'éloignant de la voilure, l'invention s'applique de fa- çon plus générale à toute surface aérodynamique mobile équipant l'aéronef, que ce soit sur la voilure, le stabilisateur, la dérive...

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour collecter une information relative à une surface aérodynamique (10) mobile d'un aéro- nef, comportant l'étape de collecter l'information au moyen d'un capteur adapté placé directement sur la surface aérodynamique, caractérisé en ce qu'on utilise un capteur du type radiofréquence qui est placé sur la surface aérodynamique pour être en regard d'une structure (1) de l'aéronef supportant la surface aérodynamique et être en communication hertzienne sans contact avec un émetteur-récepteur radiofréquence (20) disposé sur ladite structure (1), ce quelle que soit la position de la surface aérodynamique vis à vis de la structure, de sorte que le capteur reçoive par voie hertzienne en provenance de l'émetteur-récepteur l'énergie nécessaire à la collecte de l'information et envoie en retour par voie hertzienne à l'émetteur-récepteur un signal représentatif de 1 ' information .
2. Procédé de gestion de la protection contre le givre d'au moins un bec mobile (10) de bord d'attaque monté mobile sur une voilure (1) d'aéronef, le bec étant muni de moyens commandés de protection contre le givre
(14), comportant l'étape de faire fonctionner lesdits moyens de protection contre le givre en fonction d'une mesure de température effectuée au voisinage du bec mobile effectuée à l'aide d'au moins un capteur de température (22) placé directement sur le bec mobile pour être en communication hertzienne sans contact avec un émet- teur-récepteur radiofréquence (20) disposé sur la voilure (1), ce quelle que soit la position du bec mobile vis à vis de la voilure.
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