EP2890964A1 - Procédé et dispositif de test d'un système d' actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée - Google Patents

Procédé et dispositif de test d'un système d' actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée

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Publication number
EP2890964A1
EP2890964A1 EP13758949.5A EP13758949A EP2890964A1 EP 2890964 A1 EP2890964 A1 EP 2890964A1 EP 13758949 A EP13758949 A EP 13758949A EP 2890964 A1 EP2890964 A1 EP 2890964A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cylinder
thrust
actuating
counter
test
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Withdrawn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
EP13758949.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hakim Maalioune
Rodolphe DENIS
Achour DEBIANE
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 EP2890964A1 publication Critical patent/EP2890964A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0075—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by means of external apparatus, e.g. test benches or portable test systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for testing a system for actuating a mobile structure of a thrust reverser.
  • An aircraft is moved by several propulsion units, each suspended to a fixed structure of the aircraft, for example under a wing or on the fuselage of the aircraft, by means of a suspension pylon.
  • Each propulsion unit comprises in a known manner on the one hand a turbojet engine equipped with a fan and a motor, and on the other hand a nacelle enveloping the turbojet engine and housing a thrust reverser.
  • a nacelle generally has a tubular structure comprising an air inlet upstream of the turbojet engine, a median section intended to surround the fan of the turbojet engine, a downstream section housing the thrust reverser and intended to surround a combustion chamber and the turbines of the engine.
  • turbojet and is generally terminated by an ejection nozzle whose output is located downstream of the turbojet engine.
  • a thrust reverser is adapted to, during landing of the aircraft, improve the braking capacity thereof by redirecting forward at least a portion of the thrust generated by the corresponding turbojet engine.
  • a thrust reverser generally comprises an external fixed structure called OFS (Outer Fan Structure in Anglo-Saxon terms), an internal fixed structure called IFS (Inner Fan Structure in Anglo-Saxon terms) which surrounds the engine behind the fan, and a mobile structure comprising for example movable covers.
  • the external fixed structure comprises in particular an actuating system, generally provided with a plurality of actuating jack, arranged to move alternately the movable structure of the thrust reverser between a closed position in which the movable structure ensures continuity. aerodynamic of the corresponding nacelle, and an open position in which at least one passage is discovered to redirect forward at least a portion of the thrust generated by the corresponding turbojet engine.
  • test device comprising: a test bench comprising:
  • At least one test structure comprising a counter-thrust cylinder connected to the physical structure and intended to be arranged in opposition to the at least one actuating cylinder, the at least one counter-thrust cylinder being arranged to simulate external forces applied to the moving structure of the thrust reverser, such as friction forces and aerodynamic forces,
  • input means arranged to input input parameters corresponding to the external forces applied to the moving structure of the thrust reverser
  • first determination means arranged to determine, for each counter-thrust cylinder, a force to be exerted by said thrust cylinder on the physical structure as a function of the input parameters previously entered,
  • second determination means arranged to determine, for each counter-thrust cylinder, a control setpoint to be applied to said counter-thrust cylinder as a function of the corresponding predetermined force value to be exerted
  • first control means arranged to apply to each counter-push cylinder the corresponding predetermined control instruction
  • third determination means arranged to determine at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder
  • Comparison means arranged to compare the at least one determined dynamic characteristic of each actuating cylinder with a predefined theoretical value.
  • Such a test device makes it possible to simulate, by means of the physical structure and the at least one test structure, all the external forces that can be applied to the actuation system to be tested by the mobile structure. of the thrust reverser in real conditions of use.
  • such a test device makes it possible to study the behavior of the actuating system according to the simulated operating conditions, and thus to validate or not the selected design of the actuating system.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the technical problem underlying the invention therefore consists in providing a method and a test device that make it possible to easily and cheaply validate the design of an actuating system of a mobile structure of a thrust reverser. whatever the chosen design of the mobile structure.
  • the present invention relates to a method for testing an actuating system of a mobile structure of a thrust reverser, comprising the steps of:
  • actuating system to be tested comprising at least one actuating cylinder
  • test bench comprising at least one test structure comprising a counter-thrust cylinder
  • each actuating cylinder to at least one counter-thrust cylinder, the actuating and counter-thrust actuating cylinders being arranged in opposition,
  • the test method according to the invention makes it possible to simulate all the external forces that can be applied to the actuation system by the mobile structure, and to study the behavior of this actuation system whatever the simulated operating conditions, without require the realization of a physical structure representative of the mobile structure of the thrust reverser.
  • test method according to the invention thus greatly reduces the duration and costs of the integration tests of an actuating system.
  • the test method according to the invention makes it easy to take account of all changes in the mobile structure during its development, and this simply by adapting the digital model of the mobile structure. These arrangements can further greatly reduce the costs and test time of an actuating system.
  • the at least one counter-thrust cylinder is arranged to simulate all the external forces applied by the mobile structure of the thrust reverser on the actuating system to be tested.
  • the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder determined can be, for example, the speed or the velocity profile of a moving part of said actuating cylinder, or else the time moving said movable portion between an initial position and a final position.
  • Each predetermined command setpoint applied to the corresponding actuating cylinder is advantageously adapted to control a displacement of said actuating cylinder from an initial position to a final position according to a predetermined speed profile.
  • the numerical model of the mobile structure of the thrust reverser is determined by realizing a real-time model of the moving structure of the thrust reverser.
  • each actuating cylinder is connected to the thrust cylinder of a different test structure.
  • at least two actuating cylinders are connected to the same counter-thrust cylinder.
  • the force to be exerted by each thrust cylinder connected to at least one actuating cylinder is determined in real time.
  • each test structure further comprises connecting means, and wherein each actuating cylinder is connected to the at least one counter-thrust cylinder associated by the intermediate link means belonging to the corresponding test structure.
  • Such connecting means are arranged to mechanically connect the actuating cylinders and associated thrust, and thus form mechanical connection means.
  • Such connecting means are also arranged to physically represent the coupling interface between the movable structure and each actuating cylinder.
  • test method further comprises a step of having a numerical model of the connecting means of each test structure taking into account the mechanical characteristics of said connecting means, the force to be exerted by each counter thrust cylinder being determined by taking into account further the numerical model of the corresponding connecting means.
  • the step of calculating the force to be exerted by each counter-thrust cylinder preferably comprises the step of applying the digital model of the moving structure to the previously defined input parameters.
  • the mechanical characteristics taken into account to determine the numerical model of the connection means of each test structure comprise at least the stiffness and / or the mass of said connecting means.
  • the stiffness and / or mass of said connecting means are for example taken into account in the form of stiffness matrices and / or mass.
  • the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder is determined from a measurement of at least one dynamic characteristic of the connecting means of the corresponding test structure.
  • the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder is for example determined from a measurement of the speed and / or the position of the connection means of the corresponding test structure.
  • the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder is for example determined using a position sensor arranged to measure the position of a predetermined portion of the corresponding connecting means.
  • the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder is determined from a measurement of the speed and / or the position of a moving part of said actuating cylinder.
  • each test structure comprise at least one carriage mounted movable in translation in a direction substantially parallel to the direction of extension of the actuating cylinders and counter-thrust associated, the at least one carriage being coupled to the at least one corresponding actuating cylinder.
  • the test method comprises a step of adjusting the coupling stiffness between each actuating cylinder and the at least one corresponding carriage, for example by means of a suitable mechanical device.
  • the numerical model of the mobile structure of the thrust reverser is determined by taking into account the at least one previously determined dynamic characteristic of each actuating cylinder.
  • the method comprises a step of determining at least one dynamic characteristic of each counter-thrust cylinder.
  • the control setpoint to be applied to each thrust cylinder is determined by taking into account the at least one dynamic characteristic. previously determined said counter thrust cylinder.
  • the at least one previously determined dynamic characteristic of each counter-thrust cylinder may be, for example, the position, the speed or the velocity profile of a moving part of the counter-thrust cylinder.
  • the at least one dynamic characteristic of each thrust cylinder can for example be determined from a measurement of the speed and / or the position of the connection means of each test structure.
  • the method comprises a step of determining the actual force exerted by each thrust cylinder on the at least one associated actuating cylinder.
  • the actual force exerted by each thrust cylinder is for example determined using a load sensor associated with each thrust cylinder or the corresponding connecting means.
  • control setpoint to be applied to each thrust cylinder is determined in addition to the actual force exerted by the previously determined counter thrust cylinder.
  • the mechanical characteristics taken into account for the numerical model of the mobile structure of the thrust reverser comprise at least the stiffness and / or the mass of the moving structure of the thrust reverser.
  • the stiffness and / or mass of the mobile structure of the thrust reverser are for example taken into account in the form of stiffness matrices and / or mass.
  • the input parameters defined correspond at least to the frictional forces and the aerodynamic forces applied to the moving structure of the thrust reverser.
  • the method comprises a step of comparing the at least one determined dynamic characteristic of each actuating cylinder with a predefined theoretical value.
  • each command setpoint to be applied to a counter-push cylinder is determined in real time.
  • the present invention furthermore relates to a device for testing an operating system of a mobile structure of a thrust reverser comprising at least one actuating cylinder, the test device comprising: a test bench comprising at least one test structure comprising at least one counter-thrust cylinder intended to be connected to at least one actuating cylinder of the actuating system to be tested, so that the actuating cylinders and against counter-thrust are arranged in opposition,
  • input means arranged to input input parameters corresponding to external forces applied to the mobile structure of the thrust reverser
  • first determination means arranged to determine a numerical model of the moving structure of the thrust reverser by taking into account mechanical characteristics, such as static and dynamic mechanical characteristics, of the moving structure of the thrust reverser,
  • second determination means arranged to determine, for each counter-thrust cylinder, a force to be exerted by said thrust cylinder on the at least one actuating cylinder associated so as to simulate or represent the forces applied by the structure moving on the actuating system, the force to be exerted by each thrust reverser cylinder being determined according to the numerical model of the movable structure of the thrust reverser and input parameters previously entered,
  • third determining means arranged to determine, for each counter-thrust cylinder, a control setpoint to be applied to said counter-thrust cylinder as a function of the predetermined value of the corresponding force to be exerted
  • first control means arranged to apply to each counter-push cylinder the corresponding predetermined control instruction
  • Fourth determination means arranged to determine at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder.
  • each test structure further comprises connecting means arranged to connect the at least one counter-thrust cylinder corresponding to the at least one associated actuating cylinder of the actuating system to be tested.
  • the test device comprises fifth determination means arranged to determine a numerical model of the connecting means of each test structure taking into account the mechanical characteristics of said connecting means.
  • the second determination means are arranged to determine the force to be exerted by each thrust cylinder as a function furthermore of the numerical model of the corresponding connecting means.
  • the fourth determination means comprise means for measuring or calculating the at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder.
  • the test device comprises comparison means arranged to compare the at least one determined dynamic characteristic of each actuating cylinder with a predefined theoretical value.
  • the first determination means are arranged to determine the numerical model of the movable structure of the thrust reverser taking into account, in addition, the at least one previously determined dynamic characteristic of each actuating cylinder.
  • the test device comprises sixth determination means arranged to determine the actual force exerted by each thrust cylinder on the at least one associated actuating cylinder.
  • the sixth determination means comprise for example a load sensor associated with each thrust cylinder.
  • the third determination means are arranged to determine the control setpoint to be applied to each counter-thrust cylinder as a function, in addition, of the actual force exerted by the previously determined counter-thrust cylinder.
  • Figure 1 is a schematic view of a test device according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic view of a test structure of the test device of Figure 1 connected to an actuating cylinder of an actuating system to be tested.
  • Figures 1 and 2 show a test device 2 of an actuating system 3 of a mobile structure of a thrust reverser of an aircraft.
  • Such an actuating system 3 comprises in known manner a plurality of actuating cylinders 4 arranged to move the movable structure of the thrust reverser between closing and opening positions.
  • the test device 2 comprises a test bench 5 comprising a plurality of test structures 6.
  • Each test structure 6 comprises a counter-thrust cylinder 7 and connecting means arranged to connect the said counter-thrust cylinder 7 to a jack of FIG. actuation 4 of the actuating system 3 to be tested, so that the actuating cylinders 4 and counter-thrust 7 associated are arranged in opposition to one another and extend substantially parallel, and preferably coaxially .
  • Each counter-thrust cylinder may be for example a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • the connecting means of each test structure 6 advantageously comprise first and second carriages 8, 9 integral with each other and mounted mobile in translation in a direction substantially parallel to the direction of extension of the actuating cylinders 4 and counter thrust 7 corresponding.
  • the first carriage 8 comprises coupling means arranged to couple the first carriage 8 to the actuating rod 1 1 of the actuating cylinder 4 corresponding.
  • the coupling means of the first carriage 8 are preferably shaped to represent the actual coupling interface between the mobile structure of the thrust reverser and the corresponding actuating cylinder 4.
  • the second carriage 9 also comprises coupling means arranged to couple the second carriage 9 to the actuating rod 12 of the corresponding thrust cylinder 7.
  • the test device 2 further comprises input means, such as data acquisition means 13, arranged to input input parameters corresponding to external forces applied to the structure. mobile of the thrust reverser, and in particular the friction forces and aerodynamic forces applied to the mobile structure.
  • the test device 2 also comprises determination means 15 arranged to determine a numerical model of the moving structure of the thrust reverser taking into account the mechanical characteristics of the moving structure of the thrust reverser, and in particular the stiffness and the mass of the mobile structure.
  • [M] ⁇ + [K] U [F act ] - [F aero ] - [ Friction ]
  • [M] and [K] are respectively the mass and stiffness matrices of the moving structure of the reversing switch. thrust
  • [F act ] is the matrix of the forces applied by the actuating cylinders 4 of the actuating system 3 to the moving structure
  • [F aero ] is the matrix of the aerodynamic forces applied to the mobile structure
  • [F friction ] is the matrix of friction forces applied to the mobile structure.
  • the coefficients of the stiffness matrix, as well as the coefficients of the mass matrix of the mobile structure can in particular be obtained by means of a finite element calculation based on a 3D CAD modeling of the moving structure of the thrust reverser.
  • the coefficients of the matrices of the aerodynamic forces and the friction forces are input data via the gripping means 13.
  • the numerical resolution method of the dynamic equation is advantageously adapted to take into account possible convergence problems.
  • the test device also comprises determination means 16 arranged to determine in real time, for each counter-thrust cylinder 7, a force to be exerted by said thrust cylinder 7 on the associated actuating cylinder 4, so as to simulate the forces applied by the mobile structure on the actuating cylinders 4 of the actuating system 3.
  • the determination means 16 include calculation means 17 arranged to calculate, for each counter-thrust cylinder 7, the force to be exerted by said thrust cylinder 7 on the associated actuating cylinder 4 according to the numerical model of the mobile structure of the thrust reverser and input parameters previously entered.
  • the calculation means 17 are more particularly arranged for:
  • the matrix of forces applied by the actuating cylinders on the movable structure is identical, in absolute value, to the matrix of forces applied by the mobile structure on the actuating cylinders.
  • the function of the counter-thrust cylinders 7 is to simulate the forces applied by the mobile structure on the actuating cylinders 4 of the actuating system 3
  • the calculated matrix of the forces to be exerted by the counter-thrust cylinders 7 on the actuating cylinders 4 are also identical, in absolute value, to the matrix [Fact] - It is therefore easy to calculate the matrix of forces to be exerted by the thrust cylinders 7 on the actuating cylinders 4 from of the matrix [F ac t] -
  • the determination means 16 furthermore comprise:
  • determination means 18 arranged to determine a numerical model of the connection means of each test structure 6 in taking into account the mechanical characteristics of said connecting means, and in particular the stiffness and the mass of said connecting means in the form of matrices of stiffness and mass, and
  • correction means 19 arranged to correct the calculated matrix of the forces to be exerted by the thrust cylinders 7 on the actuating cylinders 4 by taking into account the numerical models of the connecting means, and more particularly to correct each value of force to exercise previously calculated by taking into account the numerical model of the corresponding connecting means.
  • the correction means 19 thus make it possible to anticipate the dynamic effects of the connection means of each test structure 6 on the behavior of the corresponding counter-thrust cylinder 7, and thus to ensure the application of a force on the actuator 4 corresponding actuation substantially identical to the force value to exercise previously calculated by the calculation means 17.
  • the coefficients of the stiffness and mass matrices relating to the connection means of each test structure 6 can in particular be obtained by means of a finite element calculation based on a 3D CAD modeling of said connecting means.
  • the test device 2 further comprises determining means 21 arranged to determine, in real time, for each counter-thrust cylinder 7, a control setpoint to be applied to said counter-thrust cylinder 7 as a function of the corresponding value of force to be exerted. previously determined, that is to say previously calculated and corrected.
  • the test device 2 further comprises control means 22 arranged to apply to each counter-thrust cylinder 7 the corresponding predetermined control setpoint, and control means 23 arranged to apply to each actuating cylinder 4 an instruction of predetermined order.
  • the predetermined control setpoint applied to each actuating jack 4 is advantageously adapted to control a movement of the actuating jack 4 corresponding from an initial position to a final position according to a predetermined speed profile.
  • the test device 2 also comprises determination means 24 arranged to determine at least one dynamic characteristic of each actuating cylinder 4, such as the position and / or the speed of the actuating rod 1 1 of said actuating cylinder 4.
  • the determining means 24 advantageously comprise measurement or calculation means 25 arranged for measuring or calculating the position and / or the speed of the actuating rod 1 1 of each actuating cylinder 4.
  • the measurement or calculation means 25 comprise a plurality of position sensors each associated with a test structure 6 and each arranged to measure the position of a predetermined portion of the connection means of the invention. the associated test structure 6. The position of each actuating cylinder 4 is then determined from the position measurement performed by the corresponding position sensor.
  • the measurement or calculation means 25 comprise a plurality of position sensors each associated with an actuating jack 4 and each arranged to measure the position of the actuating rod 11. actuating cylinder 4 associated.
  • the determination means 24 are arranged to determine at least one dynamic characteristic of each counter-thrust cylinder 7, such as the position, the speed or the speed profile of a moving part. said counter-thrust cylinder.
  • the dynamic characteristic or characteristics of each counter-thrust cylinder 7 can for example be determined from a measurement of the position of the connection means of the corresponding test structure 6 or of a measurement of the position of a moving part. corresponding actuating cylinder 4, this is because each thrust cylinder 7 is integral in translation with the corresponding connecting means and the actuating cylinder 4 associated.
  • the test device 2 further comprises comparison means 26 arranged to compare the dynamic characteristic or characteristics determined for each actuating cylinder 4 with one or more predefined theoretical values expected as a function of the control setpoint applied to said actuating cylinder. 4.
  • the comparison means 26 thus make it possible to compare, for example, the measured velocity profile and the instantaneous measured position of each actuating cylinder 4 with the expected velocity profile and the expected instantaneous position, and thus to validate or not to validate the velocity profile. design of the actuation system.
  • the determination means 15 are arranged to determine the numerical model of the mobile structure of the thrust reverser, taking into account, in addition, the position of each actuating cylinder 4 determined by the determining means 24.
  • the determination means 15 are arranged to adapt the coefficients of the stiffness matrix of the moving structure as a function of the position of each actuating cylinder 4.
  • the test device 2 also comprises determining means 27 arranged to determine the actual force exerted by each counter-thrust cylinder 7 on the associated actuating cylinder 4.
  • the determination means 27 comprise, for example, a load sensor 28 associated with each counter-thrust cylinder 7, and for example disposed between the two carriages 8, 9.
  • the determination means 21 are arranged to determine the control setpoint to be applied to each counter-thrust cylinder 7 as a function, in addition, of the actual force exerted by the counter-thrust cylinder 7 determined by means of Determination 27. These arrangements make it possible, if necessary, to readjust the control instruction applied to a counter-thrust cylinder 7, such that the force exerted by the latter on the corresponding actuating cylinder 4 corresponds substantially to the force calculated by the calculation means 17.
  • the test device 2 comprises one or more microprocessors arranged to control the various means of determination, comparison, control and calculation.
  • a method of testing an actuating system 3 of a mobile structure of a thrust reverser using a test device 2 according to the invention will now be described.
  • Such a test method comprises the following steps:
  • each actuating jack 4 determines one or more dynamic characteristics of each actuating jack 4, such as, for example, the position or the speed of a moving part of said actuating jack 4, by means of determination means 24,
  • each actuating jack 4 taking into account the position of the moving part of each actuating jack 4 to determine the numerical model of the moving structure of the thrust reverser, determining one or more dynamic characteristics of each counter-thrust cylinder 7, such as the position or the speed of a moving part of said counter-thrust cylinder 7, by means of determination means 24,

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Abstract

Ce dispositif de test (2) comprend un banc de test (5) comprenant au moins un vérin de contre poussée (7) destiné à être relié à un vérin d'actionnement (4) d'un système d'actionnement (3) à tester, des premiers moyens de détermination (15) d'un modèle numérique d'une structure mobile d'un inverseur de poussée, des deuxièmes moyens de détermination (16) d'une force à exercer par chaque vérin de contre poussée sur le vérin d'actionnement (4) associé en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée, des troisièmes moyens de détermination (21) d'une consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée, des premiers moyens de commande (22) agencés pour appliquer à chaque vérin de contre poussée (7) la consigne de commande correspondante préalablement déterminée, des deuxièmes moyens de commande (23) agencés pour appliquer à chaque vérin d'actionnement (4) une consigne de commande prédéterminée, et des quatrièmes moyens de détermination (24) d'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement (4).

Description

Procédé et dispositif de test d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de test d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée.
Un aéronef est mû par plusieurs ensembles propulsifs suspendus chacun à une structure fixe de l'aéronef, par exemple sous une aile ou sur le fuselage de l'aéronef, par l'intermédiaire d'un pylône de suspension.
Chaque ensemble propulsif comprend de façon connue d'une part un turboréacteur équipé d'une soufflante et d'un moteur, et d'autre part une nacelle enveloppant le turboréacteur et abritant un inverseur de poussée.
Une nacelle présente généralement une structure tubulaire comprenant une entrée d'air en amont du turboréacteur, une section médiane destinée à entourer la soufflante du turboréacteur, une section aval abritant l'inverseur de poussée et destinée à entourer une chambre de combustion et les turbines du turboréacteur, et est généralement terminée par une tuyère d'éjection dont la sortie est située en aval du turboréacteur.
Un inverseur de poussée est adapté pour, lors de l'atterrissage de l'aéronef, améliorer la capacité de freinage de celui-ci en redirigeant vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur correspondant. Un inverseur de poussée comprend généralement une structure fixe externe dite OFS (Outer Fan Structure en termes anglo-saxons), une structure fixe interne dite IFS (Inner Fan Structure en termes anglo- saxons) qui entoure le moteur en arrière de la soufflante, et une structure mobile comprenant par exemple des capots mobiles. La structure fixe externe comprend notamment un système d'actionnement, pourvu généralement d'une pluralité de vérin d'actionnement, agencé pour déplacer alternativement la structure mobile de l'inverseur de poussée entre une position de fermeture dans laquelle la structure mobile assure une continuité aérodynamique de la nacelle correspondante, et une position d'ouverture dans laquelle au moins un passage est découvert pour rediriger vers l'avant au moins une partie de la poussée générée par le turboréacteur correspondant.
Afin d'assurer un fonctionnement optimal d'un tel système d'actionnement en conditions réelles d'utilisation, et ce quelles que soient les conditions de fonctionnement de ce dernier, il est nécessaire d'effectuer des tests d'intégration de ce système d'actionnement.
De façon connue, de tels tests d'intégration peuvent être réalisés à l'aide d'un dispositif de test comprenant : - un banc de test comportant :
- une structure physique représentative de la structure mobile de l'inverseur de poussée et destinée à être reliée à au moins un vérin d'actionnement du système d'actionnement à tester,
- au moins une structure de test comportant un vérin de contre poussée relié à la structure physique et destiné à être disposé en opposition de l'au moins un vérin d'actionnement, l'au moins un vérin de contre poussée étant agencé pour simuler des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée, telles que les forces de friction et les forces aérodynamiques,
- des moyens d'entrée agencés pour entrer des paramètres d'entrée correspondants aux forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- des premiers moyens de détermination agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée, une force à exercer par ledit vérin de contre poussée sur la structure physique en fonction des paramètres d'entrée préalablement entrés,
- des deuxièmes moyens de détermination agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée, une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée,
- des premiers moyens de commande agencés pour appliquer à chaque vérin de contre poussée la consigne de commande correspondante préalablement déterminée,
- des deuxièmes moyens de commande agencés pour appliquer à chaque vérin d'actionnement une consigne de commande prédéterminée,
- des troisièmes moyens de détermination agencés pour déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement, et
- des moyens de comparaison agencés pour comparer l'au moins une caractéristique dynamique déterminée de chaque vérin d'actionnement avec une valeur théorique prédéfinie.
Un tel dispositif de test permet de simuler, à l'aide de la structure physique et de l'au moins une structure de test, l'ensemble des forces extérieures susceptibles d'être appliquées au système d'actionnement à tester par la structure mobile de l'inverseur de poussée en conditions réelles d'utilisation. En outre, un tel dispositif de test permet d'étudier le comportement du système d'actionnement en fonction des conditions de fonctionnement simulées, et ainsi de valider ou non la conception retenue du système d'actionnement.
Toutefois, la conception d'un tel dispositif de test est longue et coûteuse, notamment du fait de la nécessité de réaliser une structure physique représentative de la structure mobile de l'inverseur de poussée. En outre, une telle conception est difficilement paramétrable et ne permet pas une reconfiguration du dispositif de test afin de pouvoir tenir compte, au cours du développement de la structure mobile de l'inverseur de poussée, d'une éventuelle évolution de cette dernière, et notamment par exemple d'une modification du dimensionnement, de la raideur, ou encore de la masse de la structure mobile. Dans de tels cas, il est nécessaire de remplacer la structure physique préalablement réalisée par une nouvelle structure physique représentative de la structure mobile modifiée, ce qui engendre des coûts supplémentaires importants et des retards des tests à effectuer.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.
Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un procédé et un dispositif de test qui permettent de valider aisément et à moindres coûts la conception d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée, et ce quelle que soit la conception retenue de la structure mobile.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé de test d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée, comprenant les étapes consistant à :
- disposer d'un système d'actionnement à tester comprenant au moins un vérin d'actionnement,
- disposer d'un banc de test comprenant au moins une structure de test comportant un vérin de contre poussée,
- relier chaque vérin d'actionnement à au moins un vérin de contre poussée, les vérins d'actionnement et de contre poussée reliés étant disposés en opposition,
- définir des paramètres d'entrée correspondants à des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- déterminer un modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte des caractéristiques mécaniques, telles que des caractéristiques mécaniques statiques et dynamiques, de ladite structure mobile de l'inverseur de poussée,
- déterminer, pour chaque vérin de contre poussée relié à au moins un vérin d'actionnement, une force à exercer par ledit vérin de contre poussée sur le vérin d'actionnement associé de manière à simuler ou représenter les forces appliquées par la structure mobile sur le système d'actionnement, la force à exercer par chaque vérin de contre poussée étant déterminée en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée et des paramètres d'entrée préalablement définis,
- déterminer, pour chaque vérin de contre poussée relié à au moins un vérin d'actionnement, une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée,
- appliquer à chaque vérin de contre poussée la consigne de commande correspondante préalablement déterminée,
- appliquer à chaque vérin d'actionnement une consigne de commande prédéterminée, et
- déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement.
En représentant la structure mobile de l'inverseur de poussée à l'aide d'un modèle numérique de la structure mobile et en déterminant les forces à exercer par le ou les vérins de contre poussée en fonction de ce modèle numérique, le procédé de test selon l'invention permet de simuler l'ensemble des forces extérieures susceptibles d'être appliquées au système d'actionnement par la structure mobile, et d'étudier le comportement de ce système d'actionnement quelles que soient les conditions de fonctionnement simulées, sans nécessiter la réalisation d'une structure physique représentative de la structure mobile de l'inverseur de poussée.
Le procédé de test selon l'invention permet ainsi de réduire fortement la durée et les coûts des tests d'intégration d'un système d'actionnement.
De plus, le procédé de test selon l'invention permet de tenir compte aisément de toutes évolutions de la structure mobile au cours de son développement, et ce tout simplement en adaptant le modèle numérique de la structure mobile. Ces dispositions permettent de limiter encore fortement les coûts et la durée de test d'un système d'actionnement. Avantageusement, l'au moins un vérin de contre poussée est agencé pour simuler l'ensemble des forces extérieures appliquées par la structure mobile de l'inverseur de poussée sur le système d'actionnement à tester.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement déterminée peut être par exemple la vitesse ou le profil de vitesse d'une partie mobile dudit vérin d'actionnement, ou encore le temps de déplacement de ladite partie mobile entre une position initiale et une position finale.
Chaque consigne de commande prédéterminée appliquée au vérin d'actionnement correspondant est avantageusement adaptée pour commander un déplacement dudit vérin d'actionnement d'une position initiale à une position finale selon un profil de vitesse prédéterminée.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée est déterminé en réalisant un modèle temps réel de la structure mobile de l'inverseur de poussée.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, chaque vérin d'actionnement est relié au vérin de contre poussée d'une structure de test différente. Selon un autre mode de mise en œuvre du procédé, au moins deux vérins d'actionnement sont reliés à un même vérin de contre poussée.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, la force à exercer par chaque vérin de contre poussée relié à au moins un vérin d'actionnement est déterminée en temps réel.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention, chaque structure de test comporte en outre des moyens de liaison, et dans lequel chaque vérin d'actionnement est relié à l'au moins un vérin de contre poussée associé par l'intermédiaire des moyens de liaison appartenant à la structure de test correspondante. De tels moyens de liaison sont agencés pour relier mécaniquement les vérins d'actionnement et de contre poussée associés, et forment ainsi des moyens de liaison mécanique. De tels moyens de liaison sont également agencés pour représenter physiquement l'interface d'accouplement entre la structure mobile et chaque vérin d'actionnement. Ces dispositions permettent de faciliter la détermination et la validation du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée, puisqu'il n'est pas nécessaire de modéliser l'interface d'accouplement entre la structure mobile et chaque vérin d'actionnement. Une telle modélisation de l'interface d'accouplement peut s'avérer difficile du fait notamment de la présence généralement de jeux et de frottements spécifiques entre chaque vérin d'actionnement et la structure mobile difficilement quantifiables et modélisables. Ces dispositions mécaniques et numériques permettent en outre d'ajuster aisément le dispositif de test en cas de modification, au cours du développement de la structure mobile de l'inverseur de poussée, de l'interface d'accouplement de la structure mobile avec les vérins d'actionnement, et ce tout simplement en modifiant les moyens de liaison.
De préférence, il est recommandé que le procédé de test comprenne en outre une étape consistant à disposer d'un modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test prenant en compte des caractéristiques mécaniques desdits moyens de liaison, la force à exercer par chaque vérin de contre poussée étant déterminée en prenant en compte en outre le modèle numérique des moyens de liaison correspondants.
L'étape de détermination d'une force à exercer par chaque vérin de contre poussée comprend avantageusement les étapes consistant à :
- calculer, pour chaque vérin de contre poussée, la force à exercer par ledit vérin de contre poussée sur l'au moins un vérin d'actionnement associé en fonction :
- du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée, et
- des paramètres d'entrée préalablement définis,
- corriger chaque valeur de force à exercer préalablement calculée en fonction du modèle numérique des moyens de liaison correspondants.
L'étape de calcul de la force à exercer par chaque vérin de contre poussée comprend préférentiellement l'étape consistant à appliquer le modèle numérique de la structure mobile aux paramètres d'entrée préalablement définis.
De préférence, les caractéristiques mécaniques prises en compte pour déterminer le modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test comportent au moins la raideur et/ou la masse desdits moyens de liaison. La raideur et/ou la masse desdits moyens de liaison sont par exemple prises en compte sous forme de matrices de raideur et/ou de masse. Selon un mode de mise en œuvre du procédé, l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement est déterminée à partir d'une mesure d'au moins une caractéristique dynamique des moyens de liaison de la structure de test correspondante. L'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement est par exemple déterminée à partir d'une mesure de la vitesse et/ou de la position des moyens de liaisons de la structure de test correspondante. L'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement est par exemple déterminée à l'aide d'un capteur de position agencé pour mesurer la position d'une portion prédéterminée des moyens de liaison correspondants.
Selon une variante de mise en œuvre du procédé, l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement est déterminée à partir d'une mesure de la vitesse et/ou de la position d'une partie mobile dudit vérin d'actionnement.
Avantageusement, les moyens de liaison de chaque structure de test comportent au moins un chariot monté mobile en translation selon une direction sensiblement parallèle à la direction d'extension des vérins d'actionnement et de contre poussée associés, l'au moins un chariot étant couplé à l'au moins un vérin d'actionnement correspondant.
De préférence, le procédé de test comprend une étape consistant à régler la raideur de couplage entre chaque vérin d'actionnement et l'au moins un chariot correspondant, par exemple à l'aide d'un dispositif mécanique approprié. Ces dispositions permettent d'adapter aisément l'interface d'accouplement entre chaque vérin d'actionnement et le chariot correspondant, et donc de modifier aisément le dispositif de test pour tenir compte d'éventuelles modifications de la structure mobile au cours de son développement.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée est déterminée en prenant en compte en outre l'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée de chaque vérin d'actionnement.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, ce dernier comprend une étape consistant à déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin de contre poussée. De préférence, la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée est déterminée en prenant en compte en outre l'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée dudit vérin de contre poussée. L'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée de chaque vérin de contre poussée peut être par exemple la position, la vitesse ou encore le profil de vitesse d'une partie mobile dudit vérin de contre poussée. L'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin de contre poussée peut par exemple être déterminée à partir d'une mesure de la vitesse et/ou de la position des moyens de liaisons de chaque structure de test.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, ce dernier comprend une étape consistant à déterminer la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée sur l'au moins un vérin d'actionnement associé. La force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée est par exemple déterminée à l'aide d'un capteur de charge associé à chaque vérin de contre poussée ou aux moyens de liaison correspondants.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée est déterminée en fonction en outre de la force réelle exercée par ledit vérin de contre poussée préalablement déterminée.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, les caractéristiques mécaniques prises en compte pour le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée comportent au moins la raideur et/ou la masse de la structure mobile de l'inverseur de poussée. La raideur et/ou la masse de la structure mobile de l'inverseur de poussée sont par exemple prises en compte sous forme de matrices de raideur et/ou de masse.
De préférence, les paramètres d'entrée définis correspondent au moins aux forces de friction et aux forces aérodynamiques appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée.
Selon un mode de mise en œuvre du procédé, ce dernier comprend une étape consistant à comparer l'au moins une caractéristique dynamique déterminée de chaque vérin d'actionnement avec une valeur théorique prédéfinie.
De façon préférentielle, chaque consigne de commande à appliquer à un vérin de contre poussée est déterminée en temps réel.
La présente invention concerne en outre un dispositif de test d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée comportant au moins un vérin d'actionnement, le dispositif de test comprenant : - un banc de test comprenant au moins une structure de test comportant au moins un vérin de contre poussée destiné à être relié à au moins un vérin d'actionnement du système d'actionnement à tester, de telle sorte que les vérins d'actionnement et de contre poussée reliés sont disposés en opposition,
- des moyens d'entrée agencés pour entrer des paramètres d'entrée correspondants à des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- des premiers moyens de détermination agencés pour déterminer un modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte des caractéristiques mécaniques, telles que des caractéristiques mécaniques statiques et dynamiques, de la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- des deuxièmes moyens de détermination agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée, une force à exercer par ledit vérin de contre poussée sur l'au moins un vérin d'actionnement associé de manière à simuler ou représenter les forces appliquées par la structure mobile sur le système d'actionnement, la force à exercer par chaque vérin de contre poussée étant déterminée en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée et des paramètres d'entrée préalablement entrés,
- des troisièmes moyens de détermination agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée, une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée,
- des premiers moyens de commande agencés pour appliquer à chaque vérin de contre poussée la consigne de commande correspondante préalablement déterminée,
- des deuxièmes moyens de commande agencés pour appliquer à chaque vérin d'actionnement une consigne de commande prédéterminée, et
- des quatrièmes moyens de détermination agencés pour déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement.
De préférence, chaque structure de test comporte en outre des moyens de liaison agencés pour relier l'au moins un vérin de contre poussée correspondant à l'au moins un vérin d'actionnement associé du système d'actionnement à tester.
De façon avantageuse, le dispositif de test comporte des cinquièmes moyens de détermination agencés pour déterminer un modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test en prenant en compte des caractéristiques mécaniques desdits moyens de liaison.
De façon préférentielle, les deuxièmes moyens de détermination sont agencés pour déterminer la force à exercer par chaque vérin de contre poussée en fonction en outre du modèle numérique des moyens de liaison correspondants.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les quatrièmes moyens de détermination comprennent des moyens de mesure ou de calcul de l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de test comporte des moyens de comparaison agencés pour comparer l'au moins une caractéristique dynamique déterminée de chaque vérin d'actionnement avec une valeur théorique prédéfinie.
De préférence, les premiers moyens de détermination sont agencés pour déterminer le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte en outre l'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée de chaque vérin d'actionnement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de test comporte des sixièmes moyens de détermination agencés pour déterminer la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée sur l'au moins un vérin d'actionnement associé. Les sixièmes moyens de détermination comportent par exemple un capteur de charge associé à chaque vérin de contre poussée.
De façon avantageuse, les troisièmes moyens de détermination sont agencés pour déterminer la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée en fonction en outre de la force réelle exercée par ledit vérin de contre poussée préalablement déterminée.
De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif de test. Figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de test selon l'invention.
Figure 2 est une vue schématique d'une structure de test du dispositif de test de la figure 1 reliée à un vérin d'actionnement d'un système d'actionnement à tester.
Les figures 1 et 2 représentent un dispositif de test 2 d'un système d'actionnement 3 d'une structure mobile d'un inverseur de poussée d'un aéronef. Un tel système d'actionnement 3 comporte de façon connue une pluralité de vérins d'actionnement 4 agencés pour déplacer la structure mobile de l'inverseur de poussée entre des positions de fermeture et d'ouverture.
Le dispositif de test 2 comprend un banc de test 5 comprenant une pluralité de structures de test 6. Chaque structure de test 6 comporte un vérin de contre poussée 7 et des moyens de liaison agencés pour relier ledit vérin de contre poussée 7 à un vérin d'actionnement 4 du système d'actionnement 3 à tester, de telle sorte que les vérins d'actionnement 4 et de contre poussée 7 associés sont disposés en opposition l'un de l'autre et s'étendent sensiblement parallèlement, et de préférence coaxialement. Chaque vérin de contre poussée peut être par exemple un vérin hydraulique ou pneumatique.
Comme montré plus particulièrement sur la figure 2, les moyens de liaison de chaque structure de test 6 comportent avantageusement un premier et un deuxième chariots 8, 9 solidaires l'un à l'autre et montés mobiles en translation selon une direction sensiblement parallèle à la direction d'extension des vérins d'actionnement 4 et de contre poussée 7 correspondants. Le premier chariot 8 comprend des moyens d'accouplement agencés pour accoupler le premier chariot 8 à la tige d'actionnement 1 1 du vérin d'actionnement 4 correspondant. Les moyens d'accouplement du premier chariot 8 sont de préférence conformés pour représenter l'interface d'accouplement réelle entre la structure mobile de l'inverseur de poussée et le vérin d'actionnement 4 correspondant. Le deuxième chariot 9 comprend également des moyens d'accouplement agencés pour accoupler le deuxième chariot 9 à la tige d'actionnement 12 du vérin de contre poussée 7 correspondant.
Le dispositif de test 2 comprend en outre des moyens d'entrée, tels que des moyens de saisie de données 13, agencés pour entrer des paramètres d'entrée correspondants à des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée, et notamment aux forces de friction et aux forces aérodynamiques appliquées à la structure mobile.
Le dispositif de test 2 comprend également des moyens de détermination 15 agencés pour déterminer un modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte les caractéristiques mécaniques de la structure mobile de l'inverseur de poussée, et notamment la raideur et la masse de la structure mobile.
Le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée correspond à une équation dynamique qui lie :
- la position et l'accélération de la structure mobile,
- les caractéristiques mécaniques de la structure mobile sous forme d'une matrice de raideur et d'une matrice de masse, et
- les forces extérieures appliquées sur la structure mobile sous forme de matrices, et notamment :
- les forces aérodynamiques,
- les forces de friction, et
- les forces appliquées par les vérins d'actionnement 4 du système d'actionnement 3.
L'équation dynamique est la suivante :
[M] Û + [K] U = [Fact] - [Faero] - [Ffriction] où [M] et [K] sont respectivement les matrices de masse et de raideur de la structure mobile de l'inverseur de poussée, [Fact] est la matrice des forces appliquées par les vérins d'actionnement 4 du système d'actionnement 3 sur la structure mobile, [Faero] est la matrice des forces aérodynamiques appliquées sur la structure mobile, et [Ffriction] est la matrice des forces de friction appliquées sur la structure mobile.
Les coefficients de la matrice de raideur, ainsi que les coefficients de la matrice de masse de la structure mobile peuvent notamment être obtenus grâce à un calcul par éléments finis basé sur une modélisation 3D par CAO de la structure mobile de l'inverseur de poussée.
Les coefficients des matrices des forces aérodynamiques et des forces de friction sont des données fournies en entrée par l'intermédiaire des moyens de saisie 13.
La méthode de résolution numérique de l'équation dynamique est avantageusement adaptée pour prendre en compte d'éventuels problèmes de convergence. Le dispositif de test comporte également des moyens de détermination 16 agencés pour déterminer en temps réel, pour chaque vérin de contre poussée 7, une force à exercer par ledit vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 associé, de manière à simuler les forces appliquées par la structure mobile sur les vérins d'actionnement 4 du système d'actionnement 3.
Les moyens de détermination 16 comprennent notamment des moyens de calcul 17 agencés pour calculer, pour chaque vérin de contre poussée 7, la force à exercer par ledit vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 associé en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée et des paramètres d'entrée préalablement saisis.
Les moyens de calcul 17 sont plus particulièrement agencés pour :
- résoudre l'équation dynamique afin de calculer la matrice [Fact], et plus particulièrement calculer la force appliquée par chaque vérin d'actionnement 4 sur la structure mobile, et
- calculer la matrice des forces à exercer par les vérins de contre poussée 7 sur les vérins d'actionnement 4 à partir de la matrice [Fact] préalablement calculée, et plus particulièrement calculer la force à exercer par chaque vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 correspondant à partir de la force appliquée par ledit vérin d'actionnement 4 préalablement calculée.
De par le principe des actions réciproques, la matrice des forces appliquées par les vérins d'actionnement sur la structure mobile est identique, en valeur absolue, à la matrice des forces appliquées par la structure mobile sur les vérins d'actionnement. Or, puisque la fonction des vérins de contre poussée 7 est de simuler les forces appliquées par la structure mobile sur les vérins d'actionnement 4 du système d'actionnement 3, la matrice calculée des forces à exercer par les vérins de contre poussée 7 sur les vérins d'actionnement 4 être également identique, en valeur absolue, à la matrice [Fact] - Il est par conséquent aisé de calculer la matrice des forces à exercer par les vérins de contre poussée 7 sur les vérins d'actionnement 4 à partir de la matrice [Fact] -
Les moyens de détermination 16 comprennent en outre :
- des moyens de détermination 18 agencés pour déterminer un modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test 6 en prenant en compte les caractéristiques mécaniques desdits moyens de liaison, et notamment la raideur et la masse desdits moyens de liaison sous forme de matrices de raideur et de masse, et
- des moyens de correction 19 agencés pour corriger la matrice calculée des forces à exercer par les vérins de contre poussée 7 sur les vérins d'actionnement 4 en prenant en compte les modèles numériques des moyens de liaison, et plus particulièrement pour corriger chaque valeur de force à exercer préalablement calculée en prenant en compte le modèle numérique des moyens de liaison correspondants.
Les moyens de correction 19 permettent ainsi d'anticiper les effets dynamiques des moyens de liaison de chaque structure de test 6 sur le comportement du vérin de contre poussée 7 correspondant, et donc d'assurer l'application d'une force sur le vérin d'actionnement 4 correspondant sensiblement identique à la valeur de force à exercer préalablement calculée par les moyens de calcul 17.
Les coefficients des matrices de raideur et de masse relatifs aux moyens de liaison de chaque structure de test 6 peuvent notamment être obtenus grâce à un calcul par éléments finis basé sur une modélisation 3D par CAO desdits moyens de liaison.
Le dispositif de test 2 comporte en outre des moyens de détermination 21 agencés pour déterminer en temps réel, pour chaque vérin de contre poussée 7, une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée 7 en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée, c'est-à-dire préalablement calculée et corrigée.
Le dispositif de test 2 comporte de plus des moyens de commande 22 agencés pour appliquer à chaque vérin de contre poussée 7 la consigne de commande correspondante préalablement déterminée, et des moyens de commande 23 agencés pour appliquer à chaque vérin d'actionnement 4 une consigne de commande prédéterminée. La consigne de commande prédéterminée appliquée à chaque vérin d'actionnement 4 est avantageusement adaptée pour commander un déplacement du vérin d'actionnement 4 correspondant d'une position initiale à une position finale selon un profil de vitesse prédéterminée.
Le dispositif de test 2 comporte également des moyens de détermination 24 agencés pour déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement 4, telle que la position et/ou la vitesse de la tige d'actionnement 1 1 dudit vérin d'actionnement 4. Les moyens de détermination 24 comportent avantageusement des moyens de mesure ou de calcul 25 agencés pour mesurer ou calculer la position et/ou la vitesse de la tige d'actionnement 1 1 de chaque vérin d'actionnement 4.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de mesure ou de calcul 25 comportent une pluralité de capteurs de position associés chacun à une structure de test 6 et agencés chacun pour mesurer la position d'une portion prédéterminée des moyens de liaisons de la structure de test 6 associée. La position de chaque vérin d'actionnement 4 est alors déterminée à partir de la mesure de position effectuée par le capteur de position correspondant.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de mesure ou de calcul 25 comportent une pluralité de capteurs de position associés chacun à un vérin d'actionnement 4 et agencés chacun pour mesurer la position de la tige d'actionnement 1 1 du vérin d'actionnement 4 associé.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de détermination 24 sont agencés pour déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin de contre poussée 7, telle que la position, la vitesse ou encore le profil de vitesse d'une partie mobile dudit vérin de contre poussée. La ou les caractéristiques dynamiques de chaque vérin de contre poussée 7 peuvent par exemple être déterminées à partir d'une mesure de la position des moyens de liaisons de la structure de test 6 correspondante ou d'une mesure de la position d'une partie mobile du vérin d'actionnement 4 correspondant, ceci du fait que chaque vérin de contre poussée 7 est solidaire en translation des moyens de liaison correspondants et du vérin d'actionnement 4 associé.
Le dispositif de test 2 comporte de plus des moyens de comparaison 26 agencés pour comparer la ou les caractéristiques dynamiques déterminées pour chaque vérin d'actionnement 4 avec une ou des valeurs théoriques prédéfinies attendues en fonction de la consigne de commande appliquée audit vérin d'actionnement 4. Les moyens de comparaison 26 permettent ainsi de comparer par exemple le profil de vitesse mesuré et la position instantanée mesurée de chaque vérin d'actionnement 4 avec le profil de vitesse attendue et la position instantanée attendue, et de ce fait valider ou non la conception du système d'actionnement. De préférence, les moyens de détermination 15 sont agencés pour déterminer le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte en outre la position de chaque vérin d'actionnement 4 déterminée par les moyens de détermination 24. Plus particulièrement, les moyens de détermination 15 sont agencés pour adapter les coefficients de la matrice de raideur de la structure mobile en fonction de la position de chaque vérin d'actionnement 4. Ces dispositions permettent de tenir compte du fait que la raideur de la structure mobile varie en fonction de la position de cette dernière, et donc d'améliorer la définition du modèle numérique de la structure mobile.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de test 2 comporte également des moyens de détermination 27 agencés pour déterminer la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 associé. Les moyens de détermination 27 comportent par exemple un capteur de charge 28 associé à chaque vérin de contre poussée 7, et par exemple disposé entre les deux chariots 8, 9.
De façon avantageuse, les moyens de détermination 21 sont agencés pour déterminer la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée 7 en fonction en outre de la force réelle exercée par ledit vérin de contre poussée 7 déterminée à l'aide des moyens de détermination 27. Ces dispositions permettent, si nécessaire, de réajuster la consigne de commande appliquée à un vérin de contre poussée 7, de telle sorte que la force exercée par ce dernier sur le vérin d'actionnement 4 correspondant corresponde sensiblement à la force calculée par les moyens de calcul 17.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif de test 2 comprend un ou plusieurs microprocesseurs agencés pour commander les différents moyens de détermination, de comparaison, de commande et de calcul.
Un procédé de test d'un système d'actionnement 3 d'une structure mobile d'un inverseur de poussée à l'aide d'un dispositif de test 2 selon l'invention va maintenant être décrit.
Un tel procédé de test comprend les étapes suivantes consistant à :
- relier chaque vérin d'actionnement 4 au vérin de contre poussée 7 d'une structure de test 6 différente par l'intermédiaire des moyens de liaison correspondants, les vérins d'actionnement 4 et de contre poussée 7 reliés étant disposés en opposition l'un de l'autre,
- saisir des paramètres d'entrée correspondants aux forces de friction et aux forces aérodynamiques appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée à l'aide des moyens de saisie 13,
- déterminer le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée à l'aide des moyens de détermination 15,
- déterminer un modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test 6 à l'aide des moyens de détermination 18,
- déterminer en temps réel, pour chaque vérin de contre poussée 7, une force à exercer par ledit vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 associé à l'aide des moyens de détermination 16,
- déterminer en temps réel, pour chaque vérin de contre poussée 7, une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée 7 à l'aide des moyens de détermination 21 ,
- appliquer à chaque vérin de contre poussée 7 la consigne de commande correspondante préalablement déterminée à l'aide des moyens de commande 22,
- appliquer à chaque vérin d'actionnement 4 une consigne de commande prédéterminée à l'aide des moyens de commande 23,
- déterminer une ou des caractéristiques dynamiques de chaque vérin d'actionnement 4, telle que par exemple la position ou la vitesse d'une partie mobile dudit vérin d'actionnement 4, à l'aide des moyens de détermination 24,
- comparer la ou les caractéristiques dynamiques déterminées de chaque vérin d'actionnement 4 avec une valeur théorique prédéfinie attendue à l'aide des moyens de comparaison 26,
- valider ou non la conception du système d'actionnement 3 testé en fonction des comparaisons effectuées.
Le procédé de test comprend avantageusement en outre les étapes suivantes consistant à :
- prendre en compte la position de la partie mobile de chaque vérin d'actionnement 4 pour déterminer le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée, - déterminer une ou des caractéristiques dynamiques de chaque vérin de contre poussée 7, telle que la position ou la vitesse d'une partie mobile dudit vérin de contre poussée 7, à l'aide des moyens de détermination 24,
- déterminer la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée 7 sur le vérin d'actionnement 4 associé à l'aide des moyens de détermination 27,
- prendre en compte la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée 7 et la ou les caractéristiques dynamiques préalablement déterminées pour chaque vérin de contre poussée 7 afin de déterminer la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée 7.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de test et aux seules variantes de mise en œuvre du procédé de test, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de test d'un système d'actionnement d'une structure mobile d'un inverseur de poussée, comprenant les étapes consistant à :
- disposer d'un système d'actionnement (3) à tester comprenant au moins un vérin d'actionnement (4),
- disposer d'un banc de test (5) comprenant au moins une structure de test (6) comportant au moins un vérin de contre poussée (7),
- relier chaque vérin d'actionnement (4) à au moins un vérin de contre poussée (7), les vérins d'actionnement et de contre poussée reliés étant disposés en opposition,
- déterminer un modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte des caractéristiques mécaniques de ladite structure mobile de l'inverseur de poussée,
- définir des paramètres d'entrée correspondants à des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- déterminer, pour chaque vérin de contre poussée (7) relié à au moins un vérin d'actionnement (4), une force à exercer par ledit vérin de contre poussée (7) sur l'au moins un vérin d'actionnement (4) associé de manière à simuler ou représenter les forces appliquées par la structure mobile sur le système d'actionnement (3), la force à exercer par chaque vérin de contre poussée (7) étant déterminée en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée et des paramètres d'entrée préalablement définis,
- déterminer, pour chaque vérin de contre poussée (7) relié à au moins un vérin d'actionnement (4), une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée (7) en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée,
- appliquer à chaque vérin de contre poussée (7) la consigne de commande correspondante préalablement déterminée,
- appliquer à chaque vérin d'actionnement (4) une consigne de commande prédéterminée, et
- déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement (4).
2. Procédé de test selon la revendication 1 , dans lequel chaque structure de test (6) comporte en outre des moyens de liaison, et dans lequel chaque vérin d'actionnement (4) est relié à l'au moins un vérin de contre poussée (7) associé par l'intermédiaire des moyens de liaison appartenant à la structure de test (6) correspondante.
3. Procédé de test selon la revendication 2, lequel comprend en outre une étape consistant à disposer d'un modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test (6) prenant en compte des caractéristiques mécaniques desdits moyens de liaison, et dans lequel la force à exercer par chaque vérin de contre poussée est déterminée en prenant en compte en outre le modèle numérique des moyens de liaison correspondants.
4. Procédé de test selon la revendication 3, dans lequel les caractéristiques mécaniques prises en compte pour déterminer le modèle numérique des moyens de liaison de chaque structure de test (6) comportent au moins la raideur et/ou la masse desdits moyens de liaison.
5. Procédé de test selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement (4) est déterminée à partir d'une mesure d'au moins une caractéristique dynamique des moyens de liaison de la structure de test (6) correspondante.
6. Procédé de test selon la revendication 5, dans lequel l'au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement (4) est déterminée à partir d'une mesure de la vitesse et/ou de la position des moyens de liaisons de la structure de test (6) correspondante.
7. Procédé de test selon l'une des revendications 2 à 6, dans lequel les moyens de liaison de chaque structure de test (6) comportent au moins un chariot (8) monté mobile en translation selon une direction sensiblement parallèle à la direction d'extension des vérins d'actionnement et de contre poussée (4, 7) associés, l'au moins un chariot (8) étant couplé à l'au moins un vérin d'actionnement (4) correspondant.
8. Procédé de test selon la revendication 7, lequel comprend une étape consistant à régler la raideur de couplage entre chaque vérin d'actionnement (4) et l'au moins un chariot (8) correspondant.
9. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée est déterminée en prenant en compte en outre l'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée de chaque vérin d'actionnement (4).
10. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 9, lequel comprend une étape consistant à déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin de contre poussée (7).
1 1 . Procédé de test selon la revendication 10, dans lequel la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée (7) est déterminée en prenant en compte en outre l'au moins une caractéristique dynamique préalablement déterminée dudit vérin de contre poussée (7).
12. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 1 1 , lequel comprend une étape consistant à déterminer la force réelle exercée par chaque vérin de contre poussée (7) sur l'au moins un vérin d'actionnement (4) associé.
13. Procédé de test selon la revendication 12, dans lequel la consigne de commande à appliquer à chaque vérin de contre poussée (7) est déterminée en fonction en outre de la force réelle exercée par ledit vérin de contre poussée (7) préalablement déterminée.
14. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel les caractéristiques mécaniques prises en compte pour le modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée comportent au moins la raideur et/ou la masse de la structure mobile de l'inverseur de poussée.
15. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel les paramètres d'entrée définis correspondent au moins aux forces de friction et aux forces aérodynamiques appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée.
16. Procédé de test selon l'une des revendications 1 à 15, lequel comprend une étape consistant à comparer l'au moins une caractéristique dynamique déterminée de chaque vérin d'actionnement (4) avec une valeur théorique prédéfinie.
17. Dispositif de test (2) d'un système d'actionnement (3) d'une structure mobile d'un inverseur de poussée comportant au moins un vérin d'actionnement (4), le dispositif de test comprenant :
- un banc de test (5) comprenant au moins une structure de test (6) comportant au moins un vérin de contre poussée (7) destiné à être relié à au moins un vérin d'actionnement (4) du système d'actionnement (3) à tester, de telle sorte que les vérins d'actionnement et de contre poussée (4, 7) reliés sont disposés en opposition,
- des moyens d'entrée (13) agencés pour entrer des paramètres d'entrée correspondants à des forces extérieures appliquées à la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- des premiers moyens de détermination (15) agencés pour déterminer un modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée en prenant en compte des caractéristiques mécaniques de la structure mobile de l'inverseur de poussée,
- des deuxièmes moyens de détermination (16) agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée (7), une force à exercer par ledit vérin de contre poussée sur l'au moins un vérin d'actionnement (4) associé de manière à simuler ou représenter les forces appliquées par la structure mobile sur le système d'actionnement (3), la force à exercer par chaque vérin de contre poussée (7) étant déterminée en fonction du modèle numérique de la structure mobile de l'inverseur de poussée et des paramètres d'entrée préalablement entrés,
- des troisièmes moyens de détermination (21 ) agencés pour déterminer, pour chaque vérin de contre poussée (7), une consigne de commande à appliquer audit vérin de contre poussée en fonction de la valeur de force à exercer correspondante préalablement déterminée, - des premiers moyens de commande (22) agencés pour appliquer à chaque vérin de contre poussée (7) la consigne de commande correspondante préalablement déterminée,
- des deuxièmes moyens de commande (23) agencés pour appliquer à chaque vérin d'actionnement (4) une consigne de commande prédéterminée, et
- des quatrièmes moyens de détermination (24) agencés pour déterminer au moins une caractéristique dynamique de chaque vérin d'actionnement (4).
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