FR2940437A1 - Outil, ensemble d'outillages et procede de reglage du pas des pales d'une helice de maquette - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un outil de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette (50) à pales pivotantes, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (2, 13-16) de montage de l'hélice de maquette dans l'outil, aptes à permettre de positionner l'hélice de façon à ce que son axe de rotation coïncide avec un axe de référence (3) fixe de l'outil, et de placer successivement chaque pale de l'hélice dans une position de mesure, - des moyens optiques (4, 8-11) de détermination de l'angle compris entre une corde d'une pale (51) en position de mesure et un plan de référence fixe de l'outil orthogonal à l'axe de référence, à partir de deux points (5, 6), dits points de mesure, visés par lesdits moyens optiques sur l'extrados de ladite pale en position de mesure. L'invention s'étend à un ensemble d'outillages comprenant de plus au moins une hélice étalon dotée de pales fixes de pas différents, et à un procédé de réglage utilisant l'outil ou l'ensemble d'outillages selon l'invention.

Description

La présente invention concerne un outil de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette. L'invention concerne notamment le domaine technique des maquettes d'aéronef réalisées pour mener des essais en soufflerie. En préambule, on rappelle que les termes "axe pale" d'une pale d'hélice désignent communément l'axe qui coupe orthogonalement l'axe de rotation de l'hélice et passe par le pied de ladite pale, le pied d'une pale étant son point d'ancrage au moyeu de l'hélice. La corde d'une pale en une section (selon un plan orthogonal à l'axe pale) donnée de ladite pale est la droite joignant le bord d'attaque et le bord de fuite de la pale. Par ailleurs, le pas, ou angle de calage, d'une pale d'hélice désigne l'angle compris entre le plan de rotation de l'hélice et la corde de ladite pale en une section donnée de la pale. La section de la pale considérée pour définir son pas est usuellement déterminée par le fabricant de l'hélice. Considérant que les pales d'une hélice sont normalement toutes calées de façon à présenter des pas identiques, les termes "pas d'une hélice" désignent le pas de l'une ou de chacune des pales de l'hélice. Enfin, l'extrados d'une pale d'hélice est la face avant ûorientée dans le sens de la tractionû de ladite pale. Les moteurs à hélice ou les turboréacteurs d'aéronef connus possèdent généralement des hélices (appelés soufflantes dans le cas des turboréacteurs) à pas réglable. Le pas de chacune des hélices de l'aéronef peut être augmenté ou diminué, de façon automatique ou par décision du pilote, en fonction de la vitesse de vol, par exemple pour fournir plus de force à vitesse faible (en montée) ou moins de force à grande vitesse (en croisière). Le pas d'une hélice peut ainsi, par exemple, être modifié dans une plage allant de 20° à 60°-65°. Une hélice génère un souffle, qui dépend de son pas et qui a une influence sur les caractéristiques aérodynamiques de l'aéronef. Pour tester cette influence, il est connu de réaliser une maquette de l'aéronef équipée d'hélices dont les pales sont orientables manuellement, et d'effectuer sur cette maquette des essais en soufflerie pour un certain nombre de pas d'hélice donnés. Un premier type d'outil de réglage a été développé par la demanderesse pour régler le pas des pales de chaque hélice de maquette avec une précision spécifiée de +1- 0,1 degré. Cet outil comprend : un manchon pour le montage de l'outil sur un moyeu de l'hélice ; une règle graduée en arc de cercle et un vernier associé ; deux patins portés par ladite règle et destinés à être plaqués contre l'extrados de la pale à caler, la règle et le vernier indiquant l'angle que forme la droite passant par les deux patins et un plan de référence fixe de l'outil ; une molette permettant d'ajuster cet angle. Pour que les essais en soufflerie puissent être pleinement exploités, il convient de régler le pas de chaque pale d'une hélice de maquette avec la plus grande précision possible. Dans le cas d'une maquette d'aéronef symétrique, dont chaque hélice bâbord tourne dans le sens inverse de l'hélice tribord correspondante et présente des pales inversées, cette précision est cruciale. Suite aux essais réalisés en soufflerie avec des hélices de maquette réglées à l'aide du premier type d'outil décrit ci-dessus, il est apparu que la précision spécifiée de +1- 0,1 degré était insuffisante par rapport aux objectifs d'essais. En outre, avec cet outil, le réglage d'une hélice est particulièrement long. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un outil de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette permettant de caler chaque pale de l'hélice avec une précision accrue, et ce de façon certaine.

Un autre objectif de l'invention est de proposer un outil de réglage permettant de caler l'ensemble des pales d'une hélice en un temps moindre. Dans une version préférée, l'invention vise à fournir un ensemble d'outillages pour le réglage du pas des pales d'une hélice de maquette et un procédé de réglage utilisant cet ensemble d'outillages, qui offrent une précision de l'ordre de +1- 0,05 degré ou supérieure. Pour ce faire, l'invention propose un outil de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette à pales pivotantes, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de montage de l'hélice de maquette dans l'outil, aptes à permettre d'une part de positionner l'hélice de façon à ce que son axe de rotation coïncide avec un axe fixe de l'outil dit axe de référence, et d'autre part de placer successivement chaque pale de l'hélice dans une position dite position de mesure, - des moyens optiques de détermination de l'angle compris entre une corde d'une pale en position de mesure et un plan de référence fixe de l'outil orthogonal à l'axe de référence, à partir de deux points, dits points de mesure, visés par lesdits moyens optiques sur l'extrados de ladite pale en position de mesure. L'angle ainsi déterminé par les moyens optiques selon l'invention fournit une valeur du pas de la pale qui est en position de mesure, avec une précision bien supérieure aux précisions procurées par les outils antérieurs connus. Compte tenu des tolérances actuelles de fabrication des pièces mécaniques (qui permettent de négliger l'éventuel écart d'alignement entre l'axe de rotation de l'hélice et l'axe de référence de l'outil, de même que l'éventuel écart angulaire dans le plan de rotation de l'hélice entre la position réelle de la pale et la position de mesure) et des performances des moyens optiques utilisés dans le domaine de la mesure, la précision obtenue avec l'outil selon l'invention est supérieure à +1-0,1 degré et peut même être de l'ordre de +/- 0,05 degré. Les inventeurs ont en effet déterminé que le manque de précision de l'outil antérieur connu décrit en introduction résultait surtout des facteurs suivants : - la lecture du vernier, qui permet de calibrer l'outil sur un angle souhaité, introduit une première erreur, cette lecture étant par nature approximative et subjective ; - la notion de contact entre chaque patin et la pale à caler est subjective (le contact ne pouvant être vérifié qu'à l'oeil nu) ; cette subjectivité induit une erreur importante ; - la mise en contact de la pale avec les patins peut entraîner une légère flexion de la pale, qui induit une erreur supplémentaire ; - le mécanisme reliant les patins au vernier est susceptible de s'user, ce qui fausse la mesure. L'utilisation selon l'invention de moyens optiques, et donc sans contact, permet de supprimer les erreurs susmentionnées et d'augmenter considérablement la précision du calage. L'invention s'étend à un procédé de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette à pales pivotantes, caractérisé en ce que : - on monte l'hélice de maquette dans un outil selon l'invention, - on place successivement chaque pale de l'hélice de maquette dans la position de mesure, et on cale ladite pale en position de mesure en la faisant pivoter jusqu'à ce que l'angle déterminé par les moyens optiques corresponde tant que faire se peut, et soit de préférence égal, à un angle de consigne prédéterminé. L'angle de consigne peut être choisi égal au pas souhaité pour l'hélice de maquette. Mais ce mode de réalisation n'est pas le seul possible, comme il sera expliqué plus loin.

En règle générale, l'axe de pivotement d'une pale d'hélice (d'aéronef ou de maquette d'aéronef) correspond à l'axe pale de ladite pale. De préférence, les deux points de mesure visés par les moyens optiques selon l'invention sont situés dans un plan de l'outil, dit plan de mesure, sensiblement orthogonal à un axe (dit axe de position de mesure) qui coupe orthogonalement l'axe de référence de l'outil et passe par le pied d'une pale en position de mesure. En d'autres termes, le plan de mesure est sensiblement orthogonal à l'axe pale de la pale en position de mesure. De préférence, l'outil comprend des moyens d'ajustement de la distance séparant l'axe de référence et le plan de mesure. Dans le procédé selon l'invention, on agence avantageusement les moyens optiques à l'aide desdits moyens d'ajustement de façon à ce que la distance séparant l'axe de référence et le plan de mesure soit comprise entre 65% et 80%, de préférence de l'ordre de 70% ou 75%, d'un rayon maximal de l'hélice de maquette à régler.

Avantageusement, les moyens optiques de l'outil sont adaptés pour permettre de viser un point de mesure à proximité du bord d'attaque d'une pale en position de mesure et un point de mesure à proximité du bord de fuite de ladite pale. Avantageusement, les moyens optiques de l'outil comprennent deux capteurs à laser, l'un ùpremierù desdits capteurs à laser étant apte à mesurer la distance dl le séparant de l'un ùpremierù des points de mesure, le deuxième capteur à laser étant apte à mesurer la distance d2 le séparant du deuxième point de mesure. Comme précédemment expliqué, le premier ùrespectivement deuxièmeù capteur à laser est de préférence monté dans l'outil de façon à présenter une direction de visée fixe permettant de viser un point de mesure à proximité du bord d'attaque ùrespectivement du bord de fuiteù de la pale en position de mesure, et ce quel que soit le pas de ladite pale. La direction de visée de chaque capteur est donc préalablement déterminée en fonction du profil des pales des hélices à régler. Eventuellement, l'outil peut comprendre des moyens d'ajustement de l'orientation de la direction de visée de chaque capteur à laser, permettant d'adapter cette orientation au profil de pale concerné. Pour un profil de pale donné, les directions de visée des capteurs à laser étant par ailleurs connues, il existe une relation unique entre chaque couple de distances (dl, d2) et l'angle compris entre la corde de la pale en position de mesure et le plan de référence. La mesure des distances dl et d2 permet donc bien de déterminer cet angle. Avantageusement, les moyens de montage d'un outil selon l'invention 5 comprennent : - un plateau de réception d'une hélice, monté rotatif autour de l'axe de référence et muni de moyens de détrompage aptes à imposer une position angulaire relative, dans un plan orthogonal à l'axe de référence, entre l'hélice et le plateau, 10 - des moyens de verrouillage du plateau en une pluralité de positions prédéterminées dans chacune desquels une pale de l'hélice est en position de mesure. Par exemple, les moyens de verrouillage comprennent d'une part des trous coniques réalisés dans l'épaisseur du plateau et régulièrement répartis autour de celui-ci, et d'autre part un pion conique monté coulissant le long 15 de son axe entre une position rétractée dans laquelle il n'interfère pas avec le plateau rotatif et une position de verrouillage dans laquelle il est coincé dans un trou conique du plateau. Dans une forme de réalisation possible, l'axe de chaque trou coïncide avec l'axe pale d'une pale d'une hélice montée dans l'outil (en variante, l'axe de chaque trou est décalé d'un angle donné (et identique pour tous 20 les trous) par rapport à l'axe pale de la pale la plus proche). Ainsi, le placement séquentiel des pales de l'hélice de maquette en position de mesure s'effectue de façon précise et objective, - en variante, les moyens de montage de l'outil comprennent des moyens motorisés d'entraînement en rotation du plateau et des moyens de 25 contrôle de l'angle de rotation dudit plateau ; par exemple, ces moyens de montage comprennent un moteur pas à pas et un codeur incrémental. L'outil est alors avantageusement adapté pour commander ces moyens d'entraînement de façon à permettre de déplacer en rotation le plateau d'un angle (ou d'un multiple dudit angle) correspondant exactement au secteur angulaire compris entre deux 30 pales consécutives de l'hélice de maquette. Dans cas, le placement séquentiel des pales de l'hélice de maquette en position de mesure est non seulement précis et objectif mais aussi automatisé. Avantageusement, l'angle déterminé par les moyens optiques pour chaque pale de l'hélice de maquette en fin d'opération de calage est enregistré dans des moyens de mémorisation de l'outil. L'outil offre ainsi une traçabilité concernant les pas des pales de l'hélice réglée, qui peut être utile à l'exploitation des résultats des essais menés ensuite sur la maquette d'aéronef. Avantageusement, l'outil selon l'invention peut également être utilisé après un essai en soufflerie mené sur une maquette d'aéronef, pour contrôler le pas ûconsidéré comme étant l'angle déterminé par les moyens optiques de l'outilûde chacune des pales des hélices de ladite maquette. Ces mesures peuvent servir à analyser et interpréter les résultats de l'essai. En outre, l'outil offre la possibilité d'enregistrer le pas ûconsidéré comme étant l'angle déterminé par les moyens optiques de l'outilû de chacune des pales d'une hélice de maquette, à la fois en fin d'opération de calage (avant l'essai) et après l'essai, et de comparer les mesures obtenues. L'invention s'étend à un ensemble d'outillages comprenant d'une part l'outil précédemment défini et d'autre part au moins une hélice, dite hélice étalon, adaptée pour pouvoir être montée dans l'outil et comprenant une pluralité de pales, dites pales étalons, fixes et présentant des pas différents. De préférence, l'ensemble d'outillages selon l'invention comprend au moins deux hélices étalons, dont une hélice étalon dont les pales présentent toutes des pas à gauche et une hélice étalon dont les pales présentent toutes des pas à droite. Le procédé de réglage selon l'invention utilise avantageusement un tel ensemble d'outillages comme suit : - on sélectionne une pale étalon présentant théoriquement un pas égal (tant en termes de degrés que d'orientation à gauche ou à droite) au pas 25 souhaité pour l'hélice de maquette, - on monte l'hélice étalon correspondante dans l'outil de façon à placer la pale étalon sélectionnée en position de mesure, - l'angle déterminé par les moyens optiques pour cette pale étalon en position de mesure est enregistré dans des moyens de mémorisation de 30 l'outil à titre d'angle de consigne, - on retire l'hélice étalon de l'outil et on monte l'hélice de maquette dans l'outil, - comme précédemment expliqué, on cale chaque pale de l'hélice de maquette, en faisant pivoter la pale en position de mesure jusqu'à ce que l'angle déterminé par les moyens optiques soit égal ou à tout le moins sensiblement égal à l'angle de consigne précédemment enregistré. Ainsi, les distances mesurées par les capteurs à laser ûou autres organes de mesure optiquesû ne sont pas utilisées en tant que valeurs absolues mais en tant que valeurs relatives par rapport à des mesures étalons, ce qui permet d'annuler les éventuelles erreurs intrinsèques de mesure (dues aux tolérances de fabrication et à la sensibilité des capteurs) des organes de mesure optiques utilisés et de gagner considérablement en précision. On atteint ainsi une précision bien supérieure à 0,1 degré voire supérieure à 0,05 degré, et une bonne symétrie dans le cas d'une maquette comprenant des hélices bâbord et tribord correspondantes tournant en sens contraire. De préférence, chacune des deux hélices étalons (respectivement à pas à gauche et à pas à droite) présente autant de pales que de pas d'hélice destinés à être testés durant la campagne d'essais de l'aéronef. Si l'on souhaite toutefois réaliser un essai avec un pas d'hélice pour lequel on ne dispose d'aucune pale étalon, on procède avantageusement comme suit : - on sélectionne au moins une pale étalon présentant un pas le plus proche possible du pas souhaité pour l'hélice de maquette ; de préférence, on sélectionne ainsi au maximum deux pales étalons, - pour chaque pale étalon ainsi sélectionnée, on monte l'hélice étalon correspondante dans l'outil de façon à placer ladite pale étalon en position de mesure, et on enregistre, dans les moyens de mémorisation de l'outil, l'angle déterminé par les moyens optiques pour cette pale étalon en position de mesure, - un angle correspondant au pas souhaité tel qu'il devrait être déterminé par les moyens optiques est calculé, par comparaison et interpolation, à partir de chaque angle précédemment enregistré et du pas de la pale étalon correspondante ; on enregistre l'angle ainsi calculé à titre d'angle de consigne, - on retire l'hélice étalon de l'outil et on monte l'hélice de maquette dans l'outil, (cette étape pouvant intervenir avant, pendant ou après l'étape précédente), - comme précédemment expliqué, on cale chaque pale de l'hélice de maquette, en faisant pivoter la pale en position de mesure jusqu'à ce que l'angle déterminé par les moyens optiques soit égal ou à tout le moins sensiblement égal à l'angle de consigne précédemment enregistré.

Avantageusement, chaque pale d'une hélice étalon est obtenue, côté extrados, par usinage avec une surépaisseur de 0,05 mm avant sa fixation dans l'hélice étalon, puis par polissage de finition après fixation de la pale dans l'hélice étalon jusqu'à obtenir le pas voulu pour cette pale étalon, cette opération de polissage étant réalisée sous le contrôle d'une machine de mesure 3D. D'autres détails et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, qui se réfère aux dessins schématiques annexés et porte sur des modes de réalisation préférentiels, fournis à titre d'exemples non limitatifs. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un outil selon l'invention dans lequel est montée une hélice de maquette, - la figure 2 est une vue de dessus de l'outil de la figure 1, - la figure 3 est une vue de dessus d'un ensemble d'outillages selon l'invention, comprenant l'outil des figures 1 et 2 et une hélice étalon montée dans l'outil, - la figure 4 est une vue de face de l'ensemble d'outillages de la figure 3. L'outil 1 selon l'invention illustré sur les figures 1 à 4 permet de régler une hélice de maquette telle l'hélice 50 illustrée sur la figure 1. Une telle hélice 20 comprend : - un moyeu en deux parties, dont le plan de jonction est orthogonal à l'axe de rotation de l'hélice, - huit pales pivotantes, chaque pale présentant un pied enchâssé entre les deux parties du moyeu de l'hélice de façon à pouvoir pivoter 25 autour de l'axe pale (les termes "axe pale" d'une pale d'hélice désignant le rayon de l'hélice passant par le pied de ladite pale), - des moyens (à vis) de serrage l'une contre l'autre des deux parties du moyeu, permettant de coincer les pieds des pales et de bloquer ainsi leur pivotement. 30 L'outil selon l'invention comprend des moyens de montage 2 d'une hélice dans l'outil et des moyens optiques 4 décrits plus loin. Les moyens de montage 2 permettent de monter dans l'outil une hélice de maquette telle l'hélice 50 décrite précédemment ou une hélice étalon telle l'hélice 60 illustrée sur les figures 3 et 4. Ces moyens de montage comprennent avantageusement une table 13 fixe et un plateau 14 porté par ladite table et monté rotatif autour d'un axe de référence 3 de l'outil. Le plateau 14 comprend un socle en forme de disque et, surmontant ce dernier, une colonne support 15 solidaire dudit socle et centrée sur l'axe de référence 3. La colonne support 15 présente une extrémité supérieure de réception d'une hélice, apte à s'emboîter dans un logement central conjugué ménagé dans le moyeu de l'hélice (qu'il s'agisse d'une hélice de maquette 50 ou d'une hélice étalon 60). Le logement central du moyeu de l'hélice est centré sur l'axe de rotation de l'hélice, de sorte que l'axe de rotation de l'hélice ùlorsqu'elle est montée dans l'outilù coïncide avec l'axe de référence 3 de l'outil. L'extrémité supérieure de la colonne support 15 est de plus munie de pions de positionnement 16 aptes à coopérer avec des trous de positionnement conjugués ménagés dans le logement central du moyeu de l'hélice. Ces pions de positionnement 16 forment ainsi, avec les trous de positionnement de l'hélice, des moyens de détrompage aptes à imposer une position angulaire relative entre l'hélice et le plateau 14 dans un plan orthogonal à l'axe de référence 3. En l'exemple illustré, quatre alésages de réception de pion de positionnement sont réalisés dans la colonne support 15, mais seuls deux pions de positionnement 16 sont utilisés ; les deux alésages correspondants sont sélectionnés pour la précision de leur diamètre et de leur position sur la colonne support 15. Une hélice (de maquette ou étalon), lorsqu'elle est montée dans l'outil, est solidaire en rotation du plateau 14. Les moyens de montage 2 comprennent également des moyens (non représentés) de verrouillage en rotation du plateau 14, qui permettent de verrouiller le plateau en autant de positions que l'hélice de maquette comporte de pales, et de placer ainsi successivement les différentes pales d'une hélice de maquette montée dans l'outil en une position, dite position de mesure, définie plus précisément plus loin. Ces moyens de verrouillage peuvent être du type système d'indexation à pion(s) conique(s). Les moyens optiques 4 de l'outil 1 comprennent un premier capteur 8 à laser émettant un rayon lumineux incident 9, et un deuxième capteur 10 à laser émettant un rayon lumineux incident 11. Les rayons 9 et 11 émis sont situés dans un même plan dit plan de mesure, qui est parallèle à l'axe de référence 3. Ce plan de mesure est sensiblement orthogonal à un axe 7, dit axe de position de mesure, qui coupe orthogonalement l'axe de référence 3. Une pale en position de mesure, telle la pale 51 de l'hélice de maquette 50 visible sur la figure 1 ou la pale 61 de l'hélice étalon visible sur la figure 3, présente un axe pale qui est sensiblement aligné sur l'axe 7 de position de mesure. Les capteurs 8 et 10 à laser sont portés par une potence 12. En l'exemple illustré, cette potence 12 est montée fixe par des vis dans l'outil de telle sorte que la distance séparant l'axe de référence 3 et le plan de mesure corresponde sensiblement à 75% du rayon maximal de l'hélice de maquette 50 à régler, et soit par exemple de l'ordre de 167 mm. Deux positions sont possibles pour cette potence 12 : - la position illustrée sur les dessins annexés, et qui permet de régler une hélice à pas à droite ; dans cette position, la potence est agencée à proximité d'un côté 17 de l'outil, - une position opposée dans laquelle la potence est agencée du côté 18 de l'outil (voir figure 2 ou 3), et qui permet de régler une hélice à pas à 15 gauche. En variante, la potence est montée coulissante en translation selon une direction parallèle à l'axe 7 de position de mesure et est dotée de moyens de blocage en translation, afin de permettre d'ajuster la distance séparant le plan de mesure et l'axe de référence 3, par exemple en fonction du rayon maximal de 20 l'hélice de maquette à régler. Le premier capteur 8 à laser est agencé de façon à émettre un rayon lumineux incident 9, de direction fixe, frappant l'extrados d'une pale en position de mesure à proximité de son bord d'attaque, en un premier point de mesure 5 (voir figure 1). Ce premier capteur 8 est adapté pour mesurer la distance le séparant de 25 ce premier point de mesure 5. Le deuxième capteur 10 à laser est agencé de façon à émettre un rayon lumineux incident 11, de direction fixe, frappant l'extrados d'une pale en position de mesure à proximité de son bord de fuite, en un deuxième point de mesure 6. Ce deuxième capteur 10 est adapté pour mesurer la distance le séparant de ce deuxième point de mesure 6. Sur la figure 3 où 30 apparaît une hélice étalon 60 montée dans l'outil, on peut observer le bord d'attaque 62 et le bord de fuite 63 de la pale 61 en position de mesure. Chaque capteur 8, 10 à laser possède de préférence les caractéristiques suivantes : distance focale de 85 mm, plage de +1- 20 mm, et résolution de 6 pm.

Les moyens optiques 4 comprennent également un module de calcul apte à déterminer l'angle compris entre la corde de la pale en position de mesure et un plan de référence fixe orthogonal à l'axe de référence 3, à partir des mesures de distance fournies par les capteurs 8, 10 à laser. Pour un profil de pale donné connu et des directions de visée (des capteurs) données connues, à chaque couple de distances (dl, d2) correspond en effet une unique valeur de cet angle, et réciproquement. Les moyens de montage 2 étant adaptés pour imposer un alignement entre l'axe de rotation de l'hélice montée dans l'outil et l'axe de référence 3 de l'outil, le plan de rotation de l'hélice peut être considéré comme étant parallèle au plan de référence, et l'angle déterminé par les moyens optiques 4 peut être considéré comme étant le pas de la pale en position de mesure. Ce module de calcul est également avantageusement adapté pour calculer : - l'écart angulaire entre un angle de consigne prédéterminé et 15 l'angle courant déterminé en temps réel par les moyens optiques, - pour chaque capteur 8, 10 à laser, l'écart entre une distance de consigne prédéterminée et la distance courante mesurée en temps réel par ledit capteur à laser, - la différence entre les deux écarts mentionnés à l'alinéa 20 précédent. Avantageusement, l'outil comprend des moyens informatiques de commande sous la forme d'un ordinateur (non représenté) connecté de façon amovible aux capteurs 8, 10 à laser par l'intermédiaire d'un contrôleur (non représenté). Le module de commande du moteur et le module de calcul des 25 moyens optiques, définis plus haut, sont de préférence intégrés dans une unité de traitement de cet ordinateur. Ce dernier comprend également avantageusement des moyens de mémorisation, dans lesquels peuvent notamment être enregistrés des angles et distances de consigne et des angles déterminés par les moyens optiques 4, et une interface homme machine comprenant entre autres des moyens 30 d'affichage. L'invention concerne également un ensemble d'outillages comprenant l'outil 1 et au moins une hélice étalon 60 comportant douze pales fixes, dites pales étalons, ayant des pas différents compris entre 20 et 60°. De préférence, l'ensemble d'outillages comprend deux hélices étalons, à savoir : une hélice étalon telle l'hélice 60 illustrée (figures 3 et 4) dont les pales présentent toutes des pas à droite, et une hélice étalon dont les pales présentent toutes des pas à gauche. Les moyens de montage de l'outil comprennent alors également, le cas échéant, des moyens (non représentés) additionnels de verrouillage en rotation du plateau 14 qui permettent de verrouiller le plateau en autant de positions que l'hélice étalon comporte de pales, et de placer ainsi, dans la position de mesure, l'une quelconque des différentes pales d'une telle hélice étalon montée dans l'outil. Cet ensemble d'outillages est utilisé par un opérateur pour caler une hélice de maquette 50 de la façon suivante : - l'opérateur sélectionne, parmi la ou les hélices étalons, la pale étalon ayant théoriquement un pas égal (tant en termes d'orientation à gauche ou à droite que de degré) au pas souhaité pour l'hélice de maquette 50 ; - l'opérateur monte l'hélice étalon correspondante dans l'outil 1 de façon à ce que la pale étalon sélectionnée (par exemple la pale 61) soit en position de mesure ; il verrouille alors le plateau 14 dans cette position ; - à l'aide de l'interface homme machine, l'opérateur déclenche l'enregistrement, dans les moyens de mémorisation, • de l'angle courant déterminé par les moyens optiques 4 pour cette pale étalon 61 en position de mesure, à titre d'angle de consigne, • de la distance courante mesurée par chaque capteur 8, 10 à laser, à titre de distance de consigne dudit capteur à laser, - l'opérateur retire l'hélice étalon 60 de l'outil ; - l'opérateur monte l'hélice de maquette 50 dans l'outil ; ce faisant, de préférence, l'une 51 des pales de l'hélice de maquette 50 se retrouve automatiquement en position de mesure (grâce aux moyens de détrompage) ; l'opérateur verrouille le plateau 14 dans cette position ; - l'opérateur débute alors une opération de précalage de la pale en position de mesure ; durant cette opération, les moyens d'affichage affichent notamment l'écart calculé en temps réel pour chaque capteur à laser entre la distance de consigne et la distance courante mesurée en temps réel par ledit capteur à laser, ainsi que l'angle courant déterminé en temps réel par les moyens optiques et/ou l'écart entre cet angle courant et l'angle de consigne ; l'opérateur fait pivoter manuellement la pale en position de mesure autour de son axe de pivotement, tout en contrôlant les écarts affichés, jusqu'à ce que ces derniers soient égaux à zéro ou jusqu'à ce qu'il estime qu'il est impossible d'obtenir des écarts inférieurs à ceux affichés ; à noter que l'opérateur peut manipuler la pale directement à la main ou utiliser un outil de préhension en forme de fourche pour obtenir une meilleure précision ; le cas échéant, l'opérateur manipule les moyens de serrage du moyeu pour bloquer au moins partiellement la pale ; l'angle courant déterminé par les moyens optiques pour la pale en position de mesure est enregistré dans les moyens de mémorisation de l'outil, en association avec un numéro d'identification de ladite pale ; - l'opérateur choisit alors une autre pale à caler, déverrouille le plateau 14 et tourne celui-ci jusqu'à ce que la pale choisie se retrouve en position de mesure ; l'opérateur verrouille alors le plateau 14 ; il effectue pour cette autre pale une opération de précalage similaire à celle précédemment décrite, puis tourne de nouveau le plateau 14, et ainsi de suite jusqu'à ce que toutes les pales de l'hélice de maquette soient précalées, - avant de serrer complètement et définitivement le moyeu de l'hélice, l'opérateur vérifie le pas obtenu pour chaque pale en plaçant successivement chaque pale en position de mesure ; le cas échéant, il peut parfaire le calage d'une pale ; le pas enregistré pour une pale est le dernier angle déterminé par les moyens optiques pour ladite pale, - lorsque l'hélice de maquette 50 est ainsi réglée, l'opérateur la retire de l'outil ; le cas échéant, il monte dans l'outil une deuxième hélice à régler selon un pas souhaité identique ; il procède avec cette deuxième hélice comme précédemment expliqué, les angles et distances de consigne demeurant inchangés. On notera que l'hélice étalon n'est donc montée qu'une seule fois dans l'outil pour le réglage de toutes les hélices de la maquette d'aéronef qui doivent présenter des pas identiques. S'il n'existe aucune pale étalon ayant théoriquement un pas égal au pas souhaité pour l'hélice de maquette, deux solutions sont possibles. Selon une première solution, le procédé précédemment décrit est 30 modifié comme suit : - l'opérateur sélectionne de préférence, parmi la ou les hélices étalons, les deux pales étalons ayant les pas les plus proches du pas souhaité pour l'hélice de maquette 50 ; - pour chaque pale étalon ainsi sélectionnée, l'opérateur monte l'hélice étalon correspondante dans l'outil 1 de façon à ce que la pale étalon sélectionnée soit en position de mesure ; il déclenche ensuite l'enregistrement, dans les moyens de mémorisation, de l'angle courant déterminé par les moyens optiques 4 pour ladite pale étalon et des distances courantes mesurées par les deux capteurs à laser, - l'opérateur saisit, à l'aide de l'interface homme machine, le pas souhaité pour l'hélice de maquette et déclenche une opération d'interpolation consistant par exemple, pour le module de calcul, à calculer un angle de consigne en fonction du pas souhaité et de l'écart calculé, pour chaque pale étalon, entre le pas de ladite pale étalon et l'angle (précédemment enregistré) réellement déterminé par les moyens optiques pour cette pale étalon ; en variante, dans le cadre de cette opération d'interpolation, le module de calcul calcule : • pour chaque pale étalon et pour chaque capteur à laser, la distance qui correspond théoriquement au pas de ladite pale étalon et l'écart entre cette distance théorique et la distance (précédemment enregistrée) réellement mesurée par ledit capteur à laser pour cette pale étalon, • une distance de consigne pour chaque capteur à laser, en fonction de la distance qui correspond théoriquement au pas souhaité pour l'hélice de maquette et des écarts définis à l'alinéa précédent, • à titre d'angle de consigne, l'angle correspondant aux distances de consigne précédemment calculées, - l'opérateur retire l'hélice étalon de l'outil et monte l'hélice de maquette 50 dans l'outil pour procéder au calage de chacune de ses pales comme précédemment expliqué.

Une deuxième solution consiste à n'utiliser aucune hélice étalon : - l'opérateur saisit le pas souhaité pour l'hélice de maquette et déclenche l'enregistrement dudit pas à titre d'angle de consigne ; le module de calcul calcule alors la distance correspondant audit pas pour chaque capteur à laser et mémorise la distance ainsi calculée à titre de distance de consigne dudit capteur à laser, - l'opérateur procède au calage de chacune des pales de l'hélice de maquette comme précédemment expliqué. Cette deuxième solution procure toutefois une précision de calage inférieure à celle obtenue avec la première solution.

Néanmoins, qu'elle que soit la solution choisie, le procédé selon l'invention permet de caler chaque pale d'une hélice de maquette avec une précision de l'ordre de 0,05° et d'assurer une traçabilité concernant les pas des pales de l'hélice utilisée ensuite pour les essais en soufflerie. L'utilisation d'une ou plusieurs hélices étalons permet d'atteindre de façon certaine et systématique des précisions d'au moins 0,05° et de garantir une bonne symétrie dans le cas d'une maquette d'aéronef présentant des hélices bâbord et tribord correspondantes symétriques tournant en sens contraire. On observe ainsi des écarts inférieurs à 2.10"4 entre le coefficient de traction aéronef d'une hélice bâbord et le coefficient de traction aéronef de l'hélice tribord correspondante. En outre, le procédé selon l'invention est plus rapide à mettre en oeuvre que les procédés antérieurs connus. Il permet notamment de régler un jeu de quatre hélices en un temps inférieur au temps nécessaire à la réalisation d'une série usuelle d'essais en soufflerie. Il est en conséquence recommandé de fabriquer deux jeux d'hélices pour chaque maquette d'aéronef, afin de pouvoir caler un jeu d'hélices en temps masqué pendant que des essais sont réalisés en soufflerie avec l'autre jeu d'hélices. L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes par rapport au mode de réalisation illustré, dès lors que ces variantes entrent dans le cadre délimité par les revendications.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Outil de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette (50) à pales pivotantes, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens (2, 13-16) de montage de l'hélice de maquette dans l'outil, aptes à permettre d'une part de positionner l'hélice de façon à ce que son axe de rotation coïncide avec un axe (3) fixe de l'outil dit axe de référence, et d'autre part de placer successivement chaque pale de l'hélice dans une position dite position de mesure, - des moyens optiques (4, 8-11) de détermination de l'angle compris entre une corde d'une pale (51) en position de mesure et un plan de référence fixe de l'outil orthogonal à l'axe de référence (3), à partir de deux points (5, 6), dits points de mesure, visés par lesdits moyens optiques sur l'extrados de ladite pale en position de mesure.
2. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points de mesure (5, 6) visés par les moyens optiques (4) sont situés dans un plan de l'outil, dit plan de mesure, sensiblement orthogonal à un axe (7) qui coupe orthogonalement l'axe de référence (3) et passe par le pied d'une pale en position de mesure.
3. 3. Outil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens optiques (4) sont adaptés pour permettre de viser un point de mesure (5) à proximité du bord d'attaque d'une pale en position de mesure et un point de mesure (6) à proximité du bord de fuite de ladite pale.
4. 4. Outil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens optiques (4) comprennent deux capteurs (8, 10) à laser, l'un (8), premier, desdits capteurs à laser étant apte à mesurer la distance le séparant de l'un (5), premier, des points de mesure, le deuxième capteur (10) à laser étant apte à mesurer la distance le séparant du deuxième point de mesure (6).
5. 5. Outil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de montage comprennent : - un plateau (14) de réception d'une hélice, monté rotatif autour de l'axe de référence (3) et muni de moyens de détrompage (16) aptes à imposer une position angulaire relative, dans un plan orthogonal à l'axe de référence, entre l'hélice et le plateau, - des moyens de verrouillage du plateau en une pluralité depositions prédéterminées dans chacune desquels une pale de l'hélice est en position de mesure.
6. 6. Ensemble d'outillages, caractérisé en ce qu'il comprend un outil selon l'une des revendications 1 à 5 et au moins une hélice (60), dite hélice étalon, adaptée pour pouvoir être montée dans l'outil et comprenant une pluralité de pales, dites pales étalons, fixes et présentant des pas différents.
7. 7. Ensemble d'outillages selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux hélices étalons, dont une hélice étalon dont les pales présentent toutes des pas à gauche et une hélice étalon dont les pales présentent toutes des pas à droite.
8. 8. Procédé de réglage du pas des pales d'une hélice de maquette à pales pivotantes, caractérisé en ce que : - on monte l'hélice de maquette (50) dans un outil (1) selon l'une des revendications 1 à 5, - on place successivement chaque pale (51) de l'hélice de maquette dans la position de mesure, et on cale ladite pale (51) en position de mesure en la faisant pivoter jusqu'à ce que l'angle déterminé par les moyens optiques (4) corresponde tant que faire se peut à un angle de consigne prédéterminé.
9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - on utilise un ensemble d'outillages selon l'une des revendications 6 ou 7, - on sélectionne une pale étalon (61) présentant théoriquement un pas égal au pas souhaité pour l'hélice de maquette (50), - on monte l'hélice étalon (60) correspondante dans l'outil (1) de façon à placer la pale étalon (61) sélectionnée en position de mesure, - l'angle déterminé par les moyens optiques (4) pour cette pale étalon (61) en position de mesure est enregistré dans des moyens de mémorisation de l'outil à titre d'angle de consigne, - on retire l'hélice étalon (60) de l'outil et on monte l'hélice de maquette (50) dans l'outil en vue du calage de ses pales.
10. 10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que : - on utilise un ensemble d'outillages selon l'une des revendications 6 ou 7, 30- on sélectionne au moins une pale étalon (61) présentant un pas le plus proche possible du pas souhaité pour l'hélice de maquette (50), - pour chaque pale étalon (61) ainsi sélectionnée, on monte l'hélice étalon (60) correspondante dans l'outil (1) de façon à placer ladite pale étalon en position de mesure, et on enregistre, dans des moyens de mémorisation de l'outil, l'angle déterminé par les moyens optiques (4) pour cette pale étalon en position de mesure, - un angle correspondant au pas souhaité tel qu'il devrait être déterminé par les moyens optiques est calculé, par comparaison et interpolation, à partir de chaque angle précédemment enregistré et du pas de la pale étalon correspondante ; on enregistre l'angle ainsi calculé à titre d'angle de consigne, - on retire l'hélice étalon de l'outil et on monte l'hélice de maquette (50) dans l'outil en vue du calage de ses pales.