FR2756644A1 - Procede et dispositif pour la detection de rafales de vent vertical et sur application au pilotage d'un aeronef en profondeur - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif pour le pilotage en profondeur d'un aéronef. Selon l'invention, ce dispositif comporte: - un système de commande de vol auxiliaire (23) recevant les ordres de pilotage en profondeur et engendrant des ordres de pilotage en profondeur limités au moins en ce qui concerne les ordres à piquer; - un commutateur commandé (24) disposé entre les systèmes de commande (21, 23), d'une part, et les surfaces aérodynamiques de commande en profondeur (22), d'autre part; et, - un dispositif (5) de détection de rafales de vent vertical contrôlant ledit commutateur commandé (24) pour que lesdits ordres de pilotage en profondeur limités soient adressés auxdites surfaces aérodynamiques pendant de telles rafales de vent vertical.
Description
La présente invention concerne un procédé pour la détection de rafales de vent vertical à bord d'un aéronef en vol de croisière, ainsi qu'un dispositif de détection mettant en oeuvre ledit procédé et leur application au pilotage dudit aéronef. Les rafales de vent vertical concernées par la présente invention sont des turbulences tourbillonnaires (et non pas des turbulences à hautes fréquences sources de vibrations), engendrées par des rouleaux tourbillonnaires de type vortex, qui soumettent l'aéronef qui les traverse ou passe à leur périphérie, à une rafale de vent ascendant (ou descendant), puis à une rafale de vent descendant (ou ascendant) durant quelques secondes, ou bien à une succession de rafales de vent ascendant et descendant, dans le cas d'une pluralité de vortex.
Si l'aéronef est en vol de croisière en pilotage manuel et rencontre une telle rafale de vent ascendant, il est soumis, dans un premier temps, à un facteur de charge positif important, de sorte que le pilote réagit en commandant l'aéronef à piquer, afin de contrer l'effet du vent ascendant. Cependant, dans un deuxième temps, la rafale change de sens et le vent devient descendant, de sorte que maintenant l'action à piquer du pilote s'ajoute à la rafale de vent descendant pour appliquer à l'aéronef un facteur de charge négatif, encore plus élevé que celui qui résulterait de la rafale elle-même. I1 peut donc en résulter des blessures pour les passagers et des détériorations pour l'aéronef.
I1 en est de même si l'aéronef comporte un pilote automatique et si ce pilote automatique est engagé en vol de croisière, au moment de la rencontre avec la rafale de vent ascendant.
En effet, cette rafale a pour conséquence la déconnexion du pilote automatique et le passage en pilotage manuel, soit de façon automatique par action de dispositifs de protection (par exemple protection en incidence), soit par suite d'une action instinctive du pilote sur le manche. Là encore, l'action à piquer du pilote s'ajoutera à la rafale de vent inversée.
Bien entendu, ce qui a été décrit ci-dessus s'applique mutatis mutandis au cas de la rencontre d'une rafale de vent descendant, puis ascendant.
Ainsi, de ce qui précède, on comprendra aisément que, de façon générale, toute action de pilotage pour contrer une rafale de vent produit ses effets au moment de l'inversion de sens de ladite rafale, de sorte que cette action de pilotage accroît défavorablement le facteur de charge, déjà élevé, auquel ladite rafale soumet l'aéronef.
La présente invention a pour objet de remédier à cet in convénient et d'améliorer le comportement et le pilotage de l'aéronef en présence de rafales de vent vertical. Pour ce faire, selon la présente invention, comme on le verra ci-après, on utilise un signal électrique représentatif d'une telle rafale. Aussi, conformément à la présente invention, on commence par engendrer un tel signal.
A cette fin, selon l'invention, pour la detection de rafales de vent vertical à bord d'un aéronef en vol de croisière, on met en oeuvre un procédé remarquable - en ce que l'on calcule la valeur absolue de la différence
entre les dérivées premières par rapport au temps de
l'incidence actuelle et de l'attitude actuelle de l'aéro
nef - en ce que l'on compare ladite valeur absolue à un seuil supérieur - en ce que l'on compare le nombre de Mach actuel dudit
aéronef à un seuil de nombre de Mach ; et - en ce que l'on engendre un signal électrique représentatif
de la présence d'une rafale de vent vertical, lorsque, simultanément
ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supé
rieur
ledit nombre de Mach actuel est supérieur audit seuil de
nombre de Mach ; et
les volets et becs aérodynamiques dudit aéronef sont en
configuration lisse.
entre les dérivées premières par rapport au temps de
l'incidence actuelle et de l'attitude actuelle de l'aéro
nef - en ce que l'on compare ladite valeur absolue à un seuil supérieur - en ce que l'on compare le nombre de Mach actuel dudit
aéronef à un seuil de nombre de Mach ; et - en ce que l'on engendre un signal électrique représentatif
de la présence d'une rafale de vent vertical, lorsque, simultanément
ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supé
rieur
ledit nombre de Mach actuel est supérieur audit seuil de
nombre de Mach ; et
les volets et becs aérodynamiques dudit aéronef sont en
configuration lisse.
On obtient ainsi un procédé de détection de rafales particulièrement simple, ne faisant intervenir que des paramètres disponibles à bord d'un aéronef, à savoir l'incidence, l'attitude, le nombre de Mach et la position des volets et becs aérodynamiques.
Pour ne pas détecter des vents instantanés non représentatifs de rafales, et notamment des bruits de mesure, il est avantageux de filtrer ladite valeur absolue avant de la comparer audit seuil supérieur. Celui-ci, selon une autre particularité de la présente invention, peut être choisi au moins approximativement égal à l degré d'angle par seconde.
De même, afin d'éviter une génération intempestive dudit signal électrique représentatif de la présence d'une rafale de vent vertical, on subordonne avantageusement cette génération au fait que ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supérieur pendant au moins une première durée déterminée. Cette première durée déterminée peut avoir une valeur de l'ordre de 200 ms.
De préférence, pour avoir une information sur la fin d'une rafale, on compare de plus ladite valeur absolue à un seuil inférieur, qui est plus petit que ledit seuil supérieur et qui correspond de façon certaine à une absence de rafale. Un tel seuil inférieur peut être au moins approximativement égal à 0,5 degré d'angle par seconde.
Par ailleurs, pour éviter que ledit signal électrique représentatif de la présence d'une rafale disparaisse immédiatement dès que ladite valeur absolue devient égale (en décroissant) audit seuil supérieur, on prévoit que, lorsque ladite valeur absolue passe d'une valeur supérieure à une valeur inférieure audit seuil supérieur, ledit signal représentatif de la présence d'une rafale de vent vertical est maintenu jusqu'à ce que ladite valeur absolue devienne inférieure audit seuil inférieur, pour autant que - ledit nombre de Mach actuel est supérieur audit seuil de
nombre de Mach ; et - les volets et becs aérodynamiques dudit aéronef sont en
configuration lisse.
nombre de Mach ; et - les volets et becs aérodynamiques dudit aéronef sont en
configuration lisse.
Ainsi, on obtient une confirmation de fin de rafale.
De plus, pour que cette confirmation soit encore plus grande, le maintien dudit signal électrique représentatif de la présence de rafales de vent vertical est subordonné au fait que ladite valeur absolue est inférieure audit seuil inférieur pendant au moins une seconde durée prédéterminée.
Une telle seconde durée prédéterminée peut être de l'ordre de 1 seconde.
La présente invention concerne de plus un dispositif pour la détection de rafales de vent vertical à bord d'un aéronef en vol de croisière, mettant en oeuvre le procédé spécifié ci-dessus et remarquable en ce qu'il comporte - des moyens de soustraction recevant la dérivée première
par rapport au temps de l'incidence actuelle et la dérivée
première par rapport au temps de l'attitude actuelle et
délivrant à leur sortie la valeur absolue de la différence
entre lesdites dérivées - des premiers moyens de comparaison pour comparer ladite
valeur absolue à un seuil supérieur et pour délivrer un
signal si ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supérieur - des deuxièmes moyens de comparaison pour comparer le
nombre de Mach actuel de l'aéronef à un seuil de nombre de
Mach et pour délivrer un signal si ledit nombre de Mach
actuel est supérieur audit seuil de nombre de Mach ; et - des premiers moyens logiques de type ET recevant, respec
tivement, à leurs entrées
ledit signal résultant de la comparaison de ladite
valeur absolue audit seuil supérieur
ledit signal résultant de la comparaison dudit nombre de
Mach actuel audit seuil de nombre de Mach ; et
un signal représentatif du fait que les volets et les
becs aérodynamiques dudit aéronef sont en configuration
lisse,
lesdits premiers moyens logiques délivrant à leur sortie
un signal représentatif de la présence de rafales de vent
vertical.
par rapport au temps de l'incidence actuelle et la dérivée
première par rapport au temps de l'attitude actuelle et
délivrant à leur sortie la valeur absolue de la différence
entre lesdites dérivées - des premiers moyens de comparaison pour comparer ladite
valeur absolue à un seuil supérieur et pour délivrer un
signal si ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supérieur - des deuxièmes moyens de comparaison pour comparer le
nombre de Mach actuel de l'aéronef à un seuil de nombre de
Mach et pour délivrer un signal si ledit nombre de Mach
actuel est supérieur audit seuil de nombre de Mach ; et - des premiers moyens logiques de type ET recevant, respec
tivement, à leurs entrées
ledit signal résultant de la comparaison de ladite
valeur absolue audit seuil supérieur
ledit signal résultant de la comparaison dudit nombre de
Mach actuel audit seuil de nombre de Mach ; et
un signal représentatif du fait que les volets et les
becs aérodynamiques dudit aéronef sont en configuration
lisse,
lesdits premiers moyens logiques délivrant à leur sortie
un signal représentatif de la présence de rafales de vent
vertical.
De préférence, ledit dispositif utilise des mesures de l'incidence actuelle et de l'attitude actuelle disponibles à bord de l'aéronef, de sorte qu'il comporte des moyens de dérivation recevant des signaux représentatifs de l'attitude actuelle et de l'incidence actuelle et délivrant à leur sortie lesdites dérivées premières.
Avantageusement, le dispositif comporte de plus - des troisièmes moyens de comparaison pour comparer ladite
valeur absolue à un seuil inférieur audit seuil supérieur
et pour délivrer un signal si ladite valeur absolue est
inférieure audit seuil inférieur ; et - des seconds moyens logiques interposés entre lesdits
premiers moyens de comparaison et lesdits premiers moyens
logiques, lesdits seconds moyens logiques recevant à leurs
entrées lesdits signaux résultant des comparaisons de
ladite valeur absolue avec lesdits seuils et délivrant
auxdits premiers moyens logiques
soit aucun signal, si ledit signal résultant de la
comparaison de ladite valeur absolue audit seuil infé
rieur existe
soit ledit signal resultant de la comparaison de ladite
valeur absolue audit seuil supérieur, tant que ladite
valeur absolue est supérieure audit seuil inférieur.
valeur absolue à un seuil inférieur audit seuil supérieur
et pour délivrer un signal si ladite valeur absolue est
inférieure audit seuil inférieur ; et - des seconds moyens logiques interposés entre lesdits
premiers moyens de comparaison et lesdits premiers moyens
logiques, lesdits seconds moyens logiques recevant à leurs
entrées lesdits signaux résultant des comparaisons de
ladite valeur absolue avec lesdits seuils et délivrant
auxdits premiers moyens logiques
soit aucun signal, si ledit signal résultant de la
comparaison de ladite valeur absolue audit seuil infé
rieur existe
soit ledit signal resultant de la comparaison de ladite
valeur absolue audit seuil supérieur, tant que ladite
valeur absolue est supérieure audit seuil inférieur.
Ainsi, selon la présente invention, il est possible de réaliser un dispositif de détection des rafales de vent vertical. Comme cela a été mentionné ci-dessus, l'un des objets principaux d'un tel dispositif de détection est de permettre d'améliorer le pilotage en profondeur d'un aéronef, notamment pour éviter que les actions de pilotage se combinent avec lesdites rafales pour soumettre l'aéronef à des facteurs de charge excessifs.
A cette fin, selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif pour le pilotage en profondeur d'un aéronef, comportant un système de manche à la disposition du pilote et un système de commande de vol recevant les ordres de pilotage en profondeur venant dudit système de manche et engendrant les ordres de commande en profondeur adressés aux surfaces aérodynamiques de commande en profondeur, est remarquable en ce qu'il comporte - un système de commande de vol auxiliaire recevant lesdits
ordres de pilotage en profondeur venant dudit système de
manche et engendrant des ordres de pilotage en profondeur
limités au moins en ce qui concerne les ordres à piquer - un commutateur commandé disposé entre lesdits systèmes de
commande, d'une part, et lesdites surfaces aérodynamiques
de commande en profondeur, d'autre part, et pouvant
adresser à celles-ci soit les ordres de commande en
profondeur provenant dudit système de commande de vol,
soit les ordres de commande en profondeur provenant dudit
système de commande de vol auxiliaire ; et - un dispositif de détection de rafales de vent vertical
contrôlant ledit commutateur commandé pour que lesdits
ordres de pilotage en profondeur limités soient adressés
auxdites surfaces aérodynamiques pendant de telles rafales
de vent vertical.
ordres de pilotage en profondeur venant dudit système de
manche et engendrant des ordres de pilotage en profondeur
limités au moins en ce qui concerne les ordres à piquer - un commutateur commandé disposé entre lesdits systèmes de
commande, d'une part, et lesdites surfaces aérodynamiques
de commande en profondeur, d'autre part, et pouvant
adresser à celles-ci soit les ordres de commande en
profondeur provenant dudit système de commande de vol,
soit les ordres de commande en profondeur provenant dudit
système de commande de vol auxiliaire ; et - un dispositif de détection de rafales de vent vertical
contrôlant ledit commutateur commandé pour que lesdits
ordres de pilotage en profondeur limités soient adressés
auxdites surfaces aérodynamiques pendant de telles rafales
de vent vertical.
Ainsi, pendant les rafales, les ordres volontaires de pilotage en profondeur venant du pilote sont limités, ce qui évite les inconvénients sus-mentionnés.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables.
La figure l est un diagramme des vitesses d'un avion en vol.
La figure 2 est le schéma synoptique d'un mode de réalisation du dispositif pour la détection de rafales de vent vertical, conforme à la présente invention.
La figure 3 est le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du dispositif pour le pilotage en profondeur d'un avion, conforme à la présente invention.
Sur la figure l, on a représenté le diagramme des vitesses appliquées au centre de gravité l d'un avion 2, en vol de montée, rencontrant une rafale de vent vertical ascendant.
Sur cette figure 1, l'axe longitudinal 3 de l'avion 2 est incliné de l'assiette e par rapport à la ligne d'horizon 4 et présente l'incidence a par rapport à la vitesse aérodynamique Vair qui, elle-même, est inclinée de la pente aérodynamique y par rapport à ladite ligne d'horizon 4. La vitesse Wz du vent vertical ascendant se combine avec ladite vitesse Vair pour composer la vitesse Vsol dudit avion 2 par rapport au sol, cette vitesse Vsol étant inclinée de la pente ysol par rapport à la ligne d'horizon 4.
On peut aisément constater que : ysol = Y + (Wz)/Vair, en appelant Wz et Vair, respectivement les longueurs des vecteurs Wz et Vair.
Par ailleurs, y = e -a de sorte que
y sol = e -a+(Wz)/Vair.
y sol = e -a+(Wz)/Vair.
Etant donné, comme explique ci-dessus, que l'on cherche, selon l'invention, à ameliorer le comportement de l'avion en vol de croisière, on peut s'affranchir de la mesure deysol et considérer que celle-ci est nulle. Par suite,
(Wz)/Vair = a-9
Si l'on considère des variations de vent instantanées 6/6t(Wz/Vair), on voit qu'avec l'hypothèse faite ci-dessus, ces variations sont égales à å-0, #, qui représente la différence entre les dérivées premières par rapport au temps de l'incidence actuelle a et de l'attitude actuelle 0 de l'avion 2.
(Wz)/Vair = a-9
Si l'on considère des variations de vent instantanées 6/6t(Wz/Vair), on voit qu'avec l'hypothèse faite ci-dessus, ces variations sont égales à å-0, #, qui représente la différence entre les dérivées premières par rapport au temps de l'incidence actuelle a et de l'attitude actuelle 0 de l'avion 2.
Conformément à la présente invention, on détermine donc des variations de vent instantanées par mesure de ladite diffé rence a-e. Pour pouvoir détecter aussi bien les variations positives (ascendantes) que les variations négatives (descendantes) de vent instantanees, on mesure en réalité la valeur absolue la-el de ladite différence et on la compare à un seuil de détection de rafale Ss. Un tel seuil Ss est exprimé en degré d'angle par seconde et peut être par exemple égal au moins approximativement à 10/s.
Ainsi, si la-el est supérieur à Ss, on considère que l'avion 2 est soumis à une rafale de vent vertical.
Sur la figure 2, on a représente le schema synoptique d'un détecteur 5 de rafales de vent vertical conforme à la présente invention. Ce détecteur 5 est monté à bord de l'avion 2 et il comporte quatre entres 5.1 à 5.4 et deux sorties 5.5 et 5.6, l'entrée 5.6 n'étant pas nécessaire pour toutes les applications dudit détecteur.
Sur les entrées 5.1 et 5.2 sont respectivement appliquées l'attitude actuelle e et l'incidence actuelle a de l'aéronef 2. Grâce à des différentiateurs 6 et 7, on obtient respectivement les dérivées premières par rapport au temps 0 et å de l'attitude actuelle e et de l'incidence actuelle a. Un soustracteur 8, auxquelles lesdites dérivées sont appli quées, permet d'en faire la différence et délivre à sa sortie la valeur absolue de celle-ci, soit la-O I. Afin d'éliminer les bruits de mesure et d'éviter de fausses détections de rafales de vent vertical, cette valeur absolue est transmise à un filtre 9.
A la sortie du filtre 9, la valeur absolue | -0 la-O filtrée est adressée à deux comparateurs 10 et 11. Dans le comparateur 10, ladite valeur absolue filtrée est comparée au seuil supérieur Ss, par exemple égal à 10/s, tandis que, dans le comparateur il, elle est comparée à un seuil inférieur Si, par exemple égal à 0,50/s.
Si, et uniquement si, ladite valeur absolue filtrée est - supérieure au seuil supérieur Ss, le comparateur 10 émet à
sa sortie un signal d de détection de rafales de vent
vertical - inférieure au seuil inférieur Si, le comparateur 11 émet à
sa sortie un signal a d'absence de rafales de vent verti
cal.
sa sortie un signal d de détection de rafales de vent
vertical - inférieure au seuil inférieur Si, le comparateur 11 émet à
sa sortie un signal a d'absence de rafales de vent verti
cal.
Des moyens de comptage 12 et 13 mesurent la durée des signaux d et a et les adressent à une bascule 14, de type *
SR , s'ils durent suffisamment longtemps. Par exemple, le signal d est transmis à l'entrée S de la bascule 14, si sa durée est au moins égale à 200 ms, tandis que le signal a est transmis à l'entrée R de la bascule 14, si sa durée est au moins égale à ls. La sortie Q de la bascule 14 est reliée à l'une des entrées 15.1 d'une porte 15, du type ET à trois entrées, dont la sortie 15.4 forme la sortie 5.5 du détecteur 5. L'autre sortie 5.6 dudit détecteur est reliée à l'entrée R de ladite bascule 14.
SR , s'ils durent suffisamment longtemps. Par exemple, le signal d est transmis à l'entrée S de la bascule 14, si sa durée est au moins égale à 200 ms, tandis que le signal a est transmis à l'entrée R de la bascule 14, si sa durée est au moins égale à ls. La sortie Q de la bascule 14 est reliée à l'une des entrées 15.1 d'une porte 15, du type ET à trois entrées, dont la sortie 15.4 forme la sortie 5.5 du détecteur 5. L'autre sortie 5.6 dudit détecteur est reliée à l'entrée R de ladite bascule 14.
Sur l'entrée 5.3 du détecteur 5 est appliqué un signal cl, représentatif du fait que l'avion 2 est en configuration lisse, c'est-à-dire qu'aucun de ses volets ou becs n'est sorti. L'entrée 5.3 est reliée à l'entrée 15.2 de la porte 15.
Par ailleurs, l'entrée 5.4 du détecteur 5 reçoit le nombre de Mach actuel M de l'avion 2. Ce nombre de Mach actuel M est comparé, dans un comparateur 16, à un seuil de nombre de
Mach Mo, par exemple égal à 0,53. La sortie du comparateur 16 est reliée à l'entrée 15.3 de la porte ET et n'adresse un signal m à celle-ci que si le nombre de Mach actuel M est supérieur au seuil Mo.
Mach Mo, par exemple égal à 0,53. La sortie du comparateur 16 est reliée à l'entrée 15.3 de la porte ET et n'adresse un signal m à celle-ci que si le nombre de Mach actuel M est supérieur au seuil Mo.
Le fonctionnement de l'exemple de réalisation du détecteur 5, conforme à l'invention et montré par la figure 2, est le suivant
A - Vol de croisière sans rafales de vent vertical
L'avion 2 étant en vol de croisière, sa configuration est lisse et son nombre de Mach est supérieur à Mo. Par suite, les entrées 15.2 et 15.3 de la porte ET sont alimentées.
A - Vol de croisière sans rafales de vent vertical
L'avion 2 étant en vol de croisière, sa configuration est lisse et son nombre de Mach est supérieur à Mo. Par suite, les entrées 15.2 et 15.3 de la porte ET sont alimentées.
Par ailleurs, puisqu'il n'existe pas de rafales de vent vertical, la valeur absolue la-Ol, filtrée par le filtre 9, est inférieure au seuil Si, de sorte que le signal d n'existe pas et que le signal a, confirmé en durée par les moyens de comptage 13, est appliqué à l'entrée R de la bascule 14 et à la sortie 5.6 du détecteur 5. Aucun signal n'apparaît donc à la sortie Q de la bascule 14.
Ainsi, dans ce cas, l'entrée 15.1 de la porte ET 15 n'est pas alimentée et aucun signal n'apparaît à la sortie 5.5 du détecteur 5.
B - Vol de croisière avec apparition d'une rafale de vent vertical
Si maintenant, une rafale de vent vertical apparaît, la valeur absolue filtrée |-0| la-O devient supérieure au seuil Ss, de sorte que le signal d, confirmé en durée par les moyens de comptage 12, est appliquée à l'entrée S de la bascule 14 et que le signal a disparaît. La sortie Q émet donc un signal de sortie qui est transmis à l'entrée 15.1 de la porte 15. Les deux autres entrées 15.2 et 15.3 étant alimentées comme décrit ci-dessus, la porte ET est passante et un signal de présence de rafale de vent vertical apparaît sur la sortie 5.5 du détecteur 5.
Si maintenant, une rafale de vent vertical apparaît, la valeur absolue filtrée |-0| la-O devient supérieure au seuil Ss, de sorte que le signal d, confirmé en durée par les moyens de comptage 12, est appliquée à l'entrée S de la bascule 14 et que le signal a disparaît. La sortie Q émet donc un signal de sortie qui est transmis à l'entrée 15.1 de la porte 15. Les deux autres entrées 15.2 et 15.3 étant alimentées comme décrit ci-dessus, la porte ET est passante et un signal de présence de rafale de vent vertical apparaît sur la sortie 5.5 du détecteur 5.
C - Vol de croisière avec disparition d'une rafale de vent vertical
Si la rafale de vent vertical disparaît - dans un premier temps, la valeur absolue filtrée la-Ol
devient inférieure au seuil Ss, mais reste supérieure au
seuil Si, de sorte que les signaux d et a sont tous les
deux nuls. I1 en résulte que la sortie Q reste inchangée
et continue à émettre son signal de sortie et que, en
conséquence, le signal de présence de rafale de vent
vertical continue à être présent sur la sortie 5.5 du
détecteur 5 - dans un deuxième temps, la valeur absolue filtrée IQ-éI
devient inférieure au seuil Si, de sorte que le signal a
apparalt et est appliqué à l'entrée R . La porte 15 n'émet
donc aucun signal à sa sortie Q et l'avion 2 reprend
l'état qu'il avait antérieurement à l'apparition de la
rafale de vent vertical.
Si la rafale de vent vertical disparaît - dans un premier temps, la valeur absolue filtrée la-Ol
devient inférieure au seuil Ss, mais reste supérieure au
seuil Si, de sorte que les signaux d et a sont tous les
deux nuls. I1 en résulte que la sortie Q reste inchangée
et continue à émettre son signal de sortie et que, en
conséquence, le signal de présence de rafale de vent
vertical continue à être présent sur la sortie 5.5 du
détecteur 5 - dans un deuxième temps, la valeur absolue filtrée IQ-éI
devient inférieure au seuil Si, de sorte que le signal a
apparalt et est appliqué à l'entrée R . La porte 15 n'émet
donc aucun signal à sa sortie Q et l'avion 2 reprend
l'état qu'il avait antérieurement à l'apparition de la
rafale de vent vertical.
Sur la figure 3, on a représenté un dispositif selon l'invention pour le pilotage en profondeur de l'aéronef 2. Ce dispositif de pilotage comporte - un système de manche 20, à la disposition du pilote, pour
engendrer des ordres de pilotage en profondeur, notamment
des ordres à piquer - un système de commande de vol principal 21 recevant, à son
entrée 21.1, lesdits ordres de pilotage en profondeur
venant dudit système 20 et engendrant, à sa sortie 21.2,
des ordres de commande en profondeur pour des surfaces
aérodynamiques 22 (non représentées en détail) de commande
en profondeur - un système de commande de vol auxiliaire 23 recevant, à
son entrée 23.1 (tout comme le système de commande de vol
principal 21), lesdits ordres de pilotage en profondeur
venant dudit système de manche 20 et engendrant, à sa
sortie 23.2, des ordres de pilotage en profondeur limités
au moins en ce qui concerne les ordres à piquer - un commutateur commandé 24, disposé entre le système de
commande de vol 21 et 23, d'une part, et lesdites surfaces
aérodynamiques 22, d'autre part, ledit commutateur 24
pouvant relier, à celles-ci, soit la sortie 21.2, soit la
sortie 23.2 - le dispositif de détection 5 contrôlant ledit commutateur
commandé 24 par sa sortie 5.5 ; et - un dispositif de comptage 25, interposé entre le
dispositif de détection 5 et le commutateur commandé 24.
engendrer des ordres de pilotage en profondeur, notamment
des ordres à piquer - un système de commande de vol principal 21 recevant, à son
entrée 21.1, lesdits ordres de pilotage en profondeur
venant dudit système 20 et engendrant, à sa sortie 21.2,
des ordres de commande en profondeur pour des surfaces
aérodynamiques 22 (non représentées en détail) de commande
en profondeur - un système de commande de vol auxiliaire 23 recevant, à
son entrée 23.1 (tout comme le système de commande de vol
principal 21), lesdits ordres de pilotage en profondeur
venant dudit système de manche 20 et engendrant, à sa
sortie 23.2, des ordres de pilotage en profondeur limités
au moins en ce qui concerne les ordres à piquer - un commutateur commandé 24, disposé entre le système de
commande de vol 21 et 23, d'une part, et lesdites surfaces
aérodynamiques 22, d'autre part, ledit commutateur 24
pouvant relier, à celles-ci, soit la sortie 21.2, soit la
sortie 23.2 - le dispositif de détection 5 contrôlant ledit commutateur
commandé 24 par sa sortie 5.5 ; et - un dispositif de comptage 25, interposé entre le
dispositif de détection 5 et le commutateur commandé 24.
Dans le système de commande de vol auxiliaire 23, l'autorité à piquer est réduite, de façon que l'action du pilote ne puisse participer à un accroissement excessif du facteur de charge appliqué à l'avion, en cas de rencontre d'une rafale de vent vertical.
Tant que le dispositif 5 ne détecte aucune rafale de vent vertical, les surfaces aérodynamiques 22 de profondeur sont actionnées, à travers le commutateur 24, par les ordres engendrés par le système principal 21 en correspondance avec les ordres qui résultent de l'actionnement du système de manche 20, actionné par le pilote.
Lorsqu'une rafale de vent vertical apparat, le dispositif de détection 5 fait basculer le commutateur 24, de sorte que, maintenant, c'est le système auxiliaire 23 à autorité limitée qui, sous la commande du système de manche 20, actionne les surfaces aérodynamiques à piquer 22.
Si la rafale de vent vertical disparaît, le dispositif de détection 5 fait rebasculer le commutateur 24, de sorte que les surfaces aérodynamiques 22 sont de nouveau actionnées par le système principal 21.
Grâce au compteur 25, le processus ci-dessus peut être par exemple le suivant : lorsqu'une rafale est détectée depuis moins de 6 secondes, le système auxiliaire 23 est rendu actif pendant au moins 10 secondes. Si la rafale disparaît, le système principal 21 est rendu de nouveau actif, si la rafale a disparu depuis plus de 4 secondes et si le manche 20 n'est pas activé à piquer depuis plus d'une seconde, afin d'éviter toute discontinuité dans l'autorité au manche susceptible de favoriser le pompage piloté (aircraft pilot coupling).
Bien entendu, le processus ci-dessus n'est qu'un exemple parmi d'autres. De façon générale, la limitation des ordres de pilotage en profondeur engendrés par le système de commande de vol auxiliaire 23 doit être un compromis entre - réduire au maximum l'autorité à piquer pour réduire au
maximum le risque de facteurs de charge excessifs ; et laisser au pilote une autorité à piquer suffisante pour
lui permettre d'éviter un autre avion en atmosphère
turbulente.
maximum le risque de facteurs de charge excessifs ; et laisser au pilote une autorité à piquer suffisante pour
lui permettre d'éviter un autre avion en atmosphère
turbulente.
Bien que le système de vol auxiliaire 23 ait été représenté ci-dessus comme étant indépendant du système de vol principal, il va de soi qu'il pourrait faire partie de celui-ci.
Claims (10)
1. Dispositif pour le pilotage en profondeur d'un aéronef, comportant un système de manche (20) à la disposition du pilote et un système de commande de vol en profondeur (21) recevant les ordres de pilotage en profondeur venant dudit système de manche (20) et engendrant les ordres de commande en profondeur pour les surfaces aérodynamiques de commande en profondeur (22), caractérisé en ce qu'il comporte - un système de commande de vol auxiliaire (23) recevant
lesdits ordres de pilotage en profondeur venant dudit
système de manche (20) et engendrant des ordres de pilo
tage en profondeur limités au moins en ce qui concerne les
ordres à piquer - un commutateur commandé (24) disposé entre lesdits systè
mes de commande (21, 23), d'une part, et lesdites surfaces
aérodynamiques de commande en profondeur (22), d'autre
part, et pouvant adresser à celles-ci soit les ordres de
commande en profondeur provenant dudit système de commande
de vol (21), soit les ordres de commande en profondeur
provenant dudit système de commande de vol auxiliaire
(23) ; et - un dispositif (5) de détection de rafales de vent vertical
contrôlant ledit commutateur commandé (24) pour que
lesdits ordres de pilotage en profondeur limités soient
adressés auxdites surfaces aérodynamiques pendant de
telles rafales de vent vertical.
2. Dispositif de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif (5) de détection de rafales de vent vertical comporte - des moyens de soustraction (8) recevant la dérivée pre
mière (a) par rapport au temps de l'incidence actuelle (a)
et la dérivée première (ê) par rapport au temps de l'atti
tude actuelle (0) de l'aéronef et délivrant à leur sortie α #
la valeur absolue (I (la-Ol) de la différence entre lesdites
dérivées - des premiers moyens de comparaison (10) pour comparer
ladite valeur absolue à un seuil supérieur (Ss) et pour
délivrer un signal (d) si ladite valeur absolue est
supérieure audit seuil supérieur (Ss) - des deuxièmes moyens de comparaison (16) pour comparer le
nombre de Mach actuel de l'aéronef (M) à un seuil de
nombre de Mach (Mo) et pour délivrer un signal (m) si
ledit nombre de Mach actuel est supérieur audit seuil de
nombre de Mach ; et - des premiers moyens logiques (15) de type ET recevant,
respectivement, à leurs entrées
ledit signal (d) résultant de la comparaison de ladite
valeur absolue audit seuil supérieur
ledit signal (m) résultant de la comparaison dudit
nombre de Mach actuel audit seuil de nombre de Mach
(Mo) ; et
un signal (cl) représentatif du fait que les volets et
les becs aérodynamiques dudit aéronef sont en configura
tion lisse,
lesdits premiers moyens logiques (15) délivrant à leur
sortie (15.4) un signal représentatif de la présence de
rafales de vent vertical.
3. Dispositif de pilotage selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit dispositif de détection (5) comporte des moyens de dérivation (6, 7) recevant des signaux représentatifs de l'attitude actuelle (0) et de l'incidence actuelle (a) et délivrant à leur sortie lesdites dérivées premières (a eté ).
4. Dispositif de pilotage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection (5) comporte - des troisièmes moyens de comparaison (11) pour comparer
ladite valeur absolue à un seuil (Si) inférieur audit
seuil supérieur (Ss) et pour délivrer un signal si ladite
valeur absolue est inférieure audit seuil inférieur (Si)
et - des seconds moyens logiques (14) interposés entre lesdits
premiers moyens de comparaison (10) et lesdits premiers
moyens logiques (15), lesdits seconds moyens logiques (14)
recevant à leurs entrées lesdits signaux (d) et (a)
résultant des comparaisons de ladite valeur absolue avec
lesdits seuils et délivrant auxdits seconds moyens logi
ques (15)
soit aucun signal, si ledit signal (a) résultant de la
comparaison de ladite valeur absolue audit seuil infé
rieur existe
soit ledit signal (d) résultant de la comparaison de
ladite valeur absolue audit seuil supérieur, tant que ladite valeur absolue (I (la-Ol) est supérieure audit seuil
inférieur (Si).
5. Dispositif de pilotage selon la revendication 4, caractérisé en ce que, lorsque ladite valeur absolue passe d'une valeur supérieure à une valeur inférieure audit seuil supérieur (Ss), lesdits seconds moyens logiques (14) maintiennent ledit signal représentatif de la présence d'une rafale de vent vertical jusqu'à ce que ladite valeur absolue devienne inférieure audit seuil inférieur (Si), pour autant que - ledit nombre de Mach actuel est supérieur audit seuil de
nombre de Mach ; et - les volets et becs aérodynamiques dudit aéronef sont en
configuration lisse.
6. Dispositif de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit dispositif de détection (5) comporte des moyens (9) pour filtrer ladite valeur absolue ( 1a-01 )
7. Dispositif de pilotage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit seuil supérieur (Ss) est au moins approximativement égal à 10/s.
8. Dispositif de pilotage selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ledit seuil inférieur (Si) est au moins approximativement égal à 0,50/s.
9. Dispositif de pilotage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que des moyens (12) subordonnent la génération dudit signal électrique de présence de rafales de vent vertical au fait que ladite valeur absolue est supérieure audit seuil supérieur pendant au moins une première durée déterminée.
10. Dispositif de pilotage selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que des moyens (13) subordonnent le maintien dudit signal électrique représentatif de la présence d'une rafale de vent vertical au fait que ladite valeur absolue est inférieure audit seuil inférieur pendant au moins une seconde durée prédéterminée.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9704676A FR2756644B1 (fr) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Procede et dispositif pour la detection de rafales de vent vertical et sur application au pilotage d'un aeronef en profondeur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9704676A FR2756644B1 (fr) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Procede et dispositif pour la detection de rafales de vent vertical et sur application au pilotage d'un aeronef en profondeur |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2756644A1 true FR2756644A1 (fr) | 1998-06-05 |
| FR2756644B1 FR2756644B1 (fr) | 1999-01-22 |
Family
ID=9505973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9704676A Expired - Lifetime FR2756644B1 (fr) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Procede et dispositif pour la detection de rafales de vent vertical et sur application au pilotage d'un aeronef en profondeur |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2756644B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2891802A1 (fr) * | 2005-10-11 | 2007-04-13 | Airbus France Sas | Procede et dispositif pour attenuer sur un aeronef les effets d'une turbulence verticale |
| FR2927428A1 (fr) * | 2008-02-11 | 2009-08-14 | Airbus France Sas | Procede et dispositif pour attenuer les effets d'une turbulence verticale sur un aeronef |
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| EP0297939A1 (fr) * | 1987-06-18 | 1989-01-04 | AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle | Système pour l'élaboration d'un signal d'alarme à bord d'un aéronef en cas de minitornade |
-
1997
- 1997-04-16 FR FR9704676A patent/FR2756644B1/fr not_active Expired - Lifetime
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| US8359130B2 (en) | 2005-10-11 | 2013-01-22 | Airbus Operations Sas | Method and device for attenuating on an aircraft the effects of a vertical turbulence |
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| US8190306B2 (en) | 2008-02-11 | 2012-05-29 | Airbus Operations Sas | Method and device for reducing on an aircraft the effects of a vertical turbulence |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2756644B1 (fr) | 1999-01-22 |
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