FR2852857A1 - Aircraft rotor blade inclination control device, has actuator with pair of solenoids controlled by control unit and situated in symmetrical manner with respect to self-propelled axis of rotation - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54—Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/68—Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades using electrical energy, e.g. having electrical power amplification

Abstract

The device has an actuator with a pair of solenoids (7) that is controlled by a control unit (9) and situated in a symmetrical manner with respect to a self-propelled axis of rotation. Each solenoid generates an opposite magnetic field to interact in rotation with a plate (2), by attraction/repulsion of the plate. The plate has a pair of same polarity magnets (1) to control inclination of turning parts situated on the axis. An independent claim is also included for a miniature aircraft of helicopter type.

Description

La présente invention concerne un dispositif de commande de rotorThe present invention relates to a rotor control device

d'aéronef piloté à distance notamment du type hélicoptère.  of aircraft controlled remotely, in particular of the helicopter type.

La méthode traditionnellement utilisée comporte un actionneur 5 accouplé à un organe du type plateau cyclique composé d'une rotule et d'un roulement; cet ensemble présente des difficultés de miniaturisation lié à la nécessité d'absence de jeu nuisant à la bonne transmission des commandes, aux frottements parasites et aux masses induites non négligeables pour un engin volant.  The traditionally used method comprises an actuator 5 coupled to a swash plate type member composed of a ball joint and a bearing; this assembly presents difficulties in miniaturization linked to the need for no play which is detrimental to the good transmission of commands, to parasitic friction and to non-negligible induced masses for a flying machine.

L'invention remédie à ces inconvénients en éliminant l'ensemble rotule /roulement et en intégrant l'actionneur dans la fonction du plateau cyclique.  The invention overcomes these drawbacks by eliminating the ball / bearing assembly and integrating the actuator into the function of the swash plate.

L'invention concerne un dispositif pour la commande d'inclinaison de 15 pales de rotor d'aéronef caractérisé en ce qu'il comprend sur la partie fixe N (N entier) paire de moyens générateurs de champ magnétique commandés par une unité de contrôle, situés de façon symétrique par rapport à l'axe motorisé de rotation et générant chacun un champ magnétique de champ opposé pour interagir en rotation en attraction/répulsion avec un plateau pivotant sur l'axe 20 motorisé comportant N (N entier) paire d'aimants de même polarité disposé respectivement en regard de chaque champ magnétique associé pour commander l'inclinaison de parties tournantes situés sur l'axe motorisé agissant sur l'inclinaison des pales par rapport à l'axe motorisé.  The invention relates to a device for controlling the tilt of 15 aircraft rotor blades, characterized in that it comprises, on the fixed part N (whole N), pair of magnetic field generating means controlled by a control unit, located symmetrically with respect to the motorized axis of rotation and each generating a magnetic field of opposite field to interact in rotation in attraction / repulsion with a plate swiveling on the motorized axis 20 comprising N (N whole) pair of magnets of the same polarity disposed respectively opposite each associated magnetic field to control the inclination of rotating parts located on the motorized axis acting on the inclination of the blades relative to the motorized axis.

Selon des modes particuliers de réalisation: - le dispositif pour la commande d'inclinaison de pales de rotor d'aéronef comprend sur sa partie fixe solidaire du fuselage (8) une unité de contrôle (9) pilotant en courant au moins un actionneur composé d'une (N=l) 30 paire de solénoïdes (7) générant des champs magnétiques de polarité opposée, et sur sa partie en rotation avec le rotor (6) un plateau (2) inclinable par rapport à l'axe tournant sur les extrémités duquel sont fixés symétriquement de façon opposée suivant l'axe motorisé de rotation une (N=l) paire d'aimants (1) en regard de chaque champ magnétique, et un ensemble à 35 biellettes (4) transmettant l'inclinaison du plateau (2) aux organes actifs de la tête du rotor (6) avec les pales afin qu'en fonctionnement, les champs magnétiques générés par l'unité commande via les solénoïdes (7) inclinent le plateau (2) en rotation proportionnellement à l'intensité des champ magnétiques générés.  According to particular embodiments: - the device for controlling the tilting of aircraft rotor blades comprises on its fixed part integral with the fuselage (8) a control unit (9) driving in current at least one actuator composed of '' a (N = l) 30 pair of solenoids (7) generating magnetic fields of opposite polarity, and on its part in rotation with the rotor (6) a plate (2) tiltable with respect to the axis rotating on the ends which are symmetrically fixed in opposite directions along the motorized axis of rotation one (N = l) pair of magnets (1) opposite each magnetic field, and a set of 35 links (4) transmitting the tilt of the plate ( 2) to the active members of the rotor head (6) with the blades so that in operation, the magnetic fields generated by the control unit via the solenoids (7) tilt the plate (2) in rotation in proportion to the intensity magnetic fields generated.

- le dispositif comprend deux (N=-2) paires de générateurs de champ magnétique asssociés respectivement à deux (N=2) paires d'aimants qui sont placés à 90 degrés les uns des autres par rapport à l'axe motorisé - le plateau (1) inclinable par rapport à l'axe tournant transmet par l'intermédiaire d'un jeu de biellettes (4) guidés par des moyens de guidage (5) non inclinables le mouvement d'inclinaison à la tête (6) pivotante du rotor s inclinable supportant les pales par rapport à l'axe tournant motorisé.  - the device comprises two (N = -2) pairs of magnetic field generators associated respectively with two (N = 2) pairs of magnets which are placed 90 degrees from each other relative to the motorized axis - the plate (1) tilting relative to the rotating axis transmits by means of a set of rods (4) guided by guide means (5) non-tilting the tilting movement to the pivoting head (6) of the rotor s tiltable supporting the blades relative to the motorized rotating axis.

- l'unité de contrôle est elle-même commandée par des données de commande analogique ou numérique provenant d'un récepteur recevant des données d'une commande à distance sans fil. 10 - l'unité de contrôle comprend un calculateur gérant la commande des N paires de générateurs de champs magnétiques, notamment en courant, selon des instructions de commande extérieur d'inclinaison combinés ou non à d'autre paramètres notamment la vitesse de rotation de l'axe motorisé. 15 Dans le même concept inventif l'invention concerne un aéronef miniature de type hélicoptère comprenant au moins un dispositif pour la commande d'inclinaison de pales de rotor selon l'invention.  - the control unit is itself controlled by analog or digital control data coming from a receiver receiving data from a wireless remote control. 10 - the control unit comprises a computer managing the control of the N pairs of magnetic field generators, in particular in current, according to instructions for external control of inclination combined or not with other parameters in particular the speed of rotation of l motorized axis. In the same inventive concept, the invention relates to a miniature aircraft of helicopter type comprising at least one device for controlling the inclination of rotor blades according to the invention.

Le dispositif comporte deux aimants à chaque extrémité d'un plateau oscillant en liaison avec les parties à commander du rotor et d'au moins un actionneur composé de deux solénoïdes fixes en regard du plan de rotation des aimants; les solénoïdes et les aimants doivent être placés symétriquement de chaque coté de l'axe du rotor. Les aimants doivent avoir leurs polarités 25 magnétiques dans le même sens ( exemple nord vers le haut) tandis que les solénoïdes sont montés en polarité inverse.  The device comprises two magnets at each end of an oscillating plate in connection with the parts to be controlled from the rotor and from at least one actuator composed of two fixed solenoids opposite the plane of rotation of the magnets; solenoids and magnets must be placed symmetrically on each side of the rotor axis. The magnets must have their magnetic polarities in the same direction (example north upwards) while the solenoids are mounted in reverse polarity.

En fonctionnement l'unité de contrôle génère un courant électrique d'intensité modulable dans les solénoïdes engendrant un champ magnétique variable qui agit sur les aimants du plateau en rotation comme une came sans 30 qu'il n'y aie contact physique entre eux, l'inclinaison du plateau et le déplacement des biellettes est proportionnel à l'intensité du champ magnétique reçu de l'actionneur. L'ensemble plateau/ aimant en rotation est soumis au phénomène de précession gyroscopique ce qui décale son action de 900 de la force magnétique reçue.  In operation, the control unit generates an electric current of variable intensity in the solenoids generating a variable magnetic field which acts on the magnets of the rotating plate like a cam without there being any physical contact between them, l he tilting of the plate and the displacement of the rods is proportional to the intensity of the magnetic field received from the actuator. The rotating plate / magnet assembly is subjected to the phenomenon of gyroscopic precession, which shifts its action by 900 from the magnetic force received.

Le dessin annexé illustre l'invention: En référence à ce dessin le dispositif comporte les aimants (1) fixés sur le plateau (2) pouvant pivoter sur l'axe (3) qui représente le traditionnel axe du rotor, le plateau (2) est en liaison avec les parties à actionner de la tête du rotor (6) par l'intermédiaire de biellettes (4) coulissant à travers le guide (5) 40 solidaire de l'axe (3). Les éléments référencés (1) (2) (3) (4) (5) tournent avec la tête du rotor (6). Les solénoïdes (7) de l'actionneur sont fixés sur le châssis (8) typiquement le fuselage de l'aéronef et piloté par l'unité de contrôle (9).  The attached drawing illustrates the invention: With reference to this drawing, the device comprises the magnets (1) fixed on the plate (2) which can pivot on the axis (3) which represents the traditional axis of the rotor, the plate (2) is in connection with the parts to be actuated from the rotor head (6) by means of rods (4) sliding through the guide (5) 40 secured to the axis (3). The elements referenced (1) (2) (3) (4) (5) rotate with the rotor head (6). The actuator solenoids (7) are fixed to the chassis (8), typically the fuselage of the aircraft and controlled by the control unit (9).

Le plateau (2) comporte en son centre un trou légèrement conique permettant le passage de l'axe (3) et le mouvement du plateau (2) sans jeu excessif.  The plate (2) has in its center a slightly conical hole allowing the passage of the axis (3) and the movement of the plate (2) without excessive play.

A titre d'exemple non limitatif, le plateau (2) aura des dimensions de 2 cm de longueur, de 0,5cm de largeur et de 0,05 cm d'épaisseur, les éléments s (2) (4) et (5) peuvent être moulés ou usinés dans un matériau léger et solide comme le carbone, les aimants (1) en matière magnétique qui pourra être en néodyme et les solénoïdes (7) bobinées en fil conducteur comme le cuivre.  By way of nonlimiting example, the plate (2) will have dimensions of 2 cm in length, 0.5 cm in width and 0.05 cm in thickness, the elements s (2) (4) and (5 ) can be molded or machined in a light and solid material like carbon, magnets (1) in magnetic material which could be in neodymium and solenoids (7) wound in conductive wire like copper.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au pilotage d'aéronef miniature notamment du type hélicoptère.  The device according to the invention is particularly intended for piloting miniature aircraft, in particular of the helicopter type.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la commande d'inclinaison de pales de rotor d'aéronef caractérisé en ce qu'il comprend sur la partie fixe N (N 5 entier) paire de moyens générateurs de champ magnétique commandés par une unité de contrôle, situés de façon symétrique par rapport à l'axe motorisé de rotation et générant chacun un champ magnétique de champ opposé pour interagir en rotation en attraction/répulsion avec un plateau pivotant sur l'axe motorisé comportant N (N entier) paire 10 d'aimants de même polarité disposé respectivement en regard de chaque champ magnétique associé pour commander l'inclinaison de parties tournantes situés sur l'axe motorisé agissant sur l'inclinaison des pales par rapport à l'axe motorisé.  1) Device for controlling the inclination of aircraft rotor blades, characterized in that it comprises on the fixed part N (whole N 5) pair of magnetic field generating means controlled by a control unit, located so symmetrical with respect to the motorized axis of rotation and each generating a magnetic field of opposite field to interact in rotation in attraction / repulsion with a swivel plate on the motorized axis comprising N (whole N) pair 10 of magnets of the same polarity disposed respectively opposite each associated magnetic field to control the inclination of rotating parts located on the motorized axis acting on the inclination of the blades relative to the motorized axis. 2) Dispositif pour la commande d'inclinaison de pales de rotor d'aéronef selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend sur sa partie fixe solidaire du fuselage (8) une unité de contrôle (9) pilotant en courant au moins un actionneur composé d'une (N=1) paire de solénoïdes (7) générant des champs magnétiques de polarité opposée, et 20 sur sa partie en rotation avec le rotor (6) un plateau (2) inclinable par rapport à l'axe tournant sur les extrémités duquel sont fixés symétriquement de façon opposée suivant l'axe motorisé de rotation une (N=1) paire d'aimants (1) en regard de chaque champ magnétique, et un ensemble à biellettes (4) transmettant l'inclinaison du plateau (2) 25 aux organes actifs de la tête du rotor (6) avec les pales afin qu'en fonctionnement, les champs magnétiques générés par l'unité commande via les solénoïdes (7) inclinent le plateau (2) en rotation proportionnellement à l'intensité des champ magnétiques générés.  2) Device for controlling the inclination of aircraft rotor blades according to claim 1 characterized in that it comprises on its fixed part integral with the fuselage (8) a control unit (9) driving in current at least one actuator composed of a (N = 1) pair of solenoids (7) generating magnetic fields of opposite polarity, and 20 on its rotating part with the rotor (6) a plate (2) tiltable with respect to the rotating axis on the ends of which are symmetrically fixed in opposite directions along the motorized axis of rotation one (N = 1) pair of magnets (1) opposite each magnetic field, and a set of links (4) transmitting the inclination of the plate (2) 25 to the active members of the rotor head (6) with the blades so that in operation, the magnetic fields generated by the control unit via the solenoids (7) tilt the plate (2) in rotation in proportion to the intensity of the magnetic fields generated. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend deux (N=2) paires de générateurs de champ magnétique associés respectivement à deux (N=2) paires d'aimants qui sont placés à 90 degrés les uns des autres par rapport à l'axe motorisé  3) Device according to claim 1 characterized in that it comprises two (N = 2) pairs of magnetic field generators associated respectively with two (N = 2) pairs of magnets which are placed 90 degrees from each other by motorized axis 4) Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que le plateau (1) inclinable par rapport à l'axe tournant transmet par l'intermédiaire d'un jeu de biellettes (4) guidés par des moyens de guidage (5) non inclinables le mouvement d'inclinaison à la tête (6) pivotante du rotor inclinable supportant les pales par rapport à l'axe 40 tournant motorisé.4) Device according to claim 2 or 3 characterized in that the plate (1) tiltable relative to the rotary axis transmitted by means of a set of rods (4) guided by guide means (5) not tilting the tilting movement at the pivoting head (6) of the tilting rotor supporting the blades relative to the motorized rotating axis 40. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'unité de contrôle est elle-même commandée par des données de commande analogique ou numérique 5 provenant d'un récepteur recevant des données d'une commande à distance sans fil.  5) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit is itself controlled by analog or digital control data 5 coming from a receiver receiving data from a wireless remote control . 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'unité de contrôle comprend un 10 calculateur gérant la commande des N paires de générateurs de champs magnétiques, notamment en courant, selon des instructions de commande extérieur d'inclinaison combinés ou non à d'autre paramètres notamment la vitesse de rotation de l'axe motorisé.  6) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the control unit comprises a computer managing the control of the N pairs of magnetic field generators, in particular in current, according to instructions for combined external tilt control. or not to other parameters, in particular the speed of rotation of the motorized axis. 7) Aéronef miniature de type hélicoptère comprenant au moins un dispositif pour la commande d'inclinaison de pales de rotor selon  7) Miniature aircraft of helicopter type comprising at least one device for controlling the inclination of rotor blades according to l'une quelconque des revendications précédentes.  any of the preceding claims.
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