FR2945269A1

FR2945269A1 - Perfectionnement aux dispositifs de commande de pales d'un rotor d'helicoptere ou similaire

Info

Publication number: FR2945269A1
Application number: FR0902273A
Authority: FR
Inventors: Stephane Bonnet; Miras Jerome De; Boris Vidolov
Original assignee: Universite de Technologie de Compiegne
Current assignee: Universite de Technologie de Compiegne
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-11-12
Anticipated expiration: 2029-05-11
Also published as: FR2945269B1

Abstract

L'invention est relative à un dispositif de commande de pales d'un rotor d'hélicoptère ou similaire comportant un mât rotor (1) qui supporte les pales, le dispositif de commande comportant : - un plateau cyclique (10) qui s'étend autour du mât rotor et qui comprend d'une part un plateau non tournant, et d'autre part un plateau tournant qui est monté rotatif sur le plateau non tournant et qui tourne avec le rotor en étant relié aux pales ; - des actionneurs (23) reliés au plateau non tournant pour provoquer le déplacement commandé du plateau tournant à la fois en translation parallèlement au mât rotor et angulairement autour d'axes perpendiculaires au mât rotor ; les actionneurs étant disposés sensiblement à hauteur du plateau cyclique dans le prolongement latéral de celui-ci - un premier support (30) et un deuxième support (50) s'étendant de part et d'autre du plateau cyclique auxquels les actionneurs sont reliés, l'un au moins des supports (50) étant une carte à circuit imprimé portant au moins une partie de l'électronique de commande (52) des actionneurs et connectant les actionneurs à ladite électronique.

Description

1 ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît du document FR2917709 un dispositif de commande pour pales d'hélicoptère ou similaire, comportant un plateau cyclique et des actionneurs pour déplacer le plateau cyclique qui s'étendent substantiellement à hauteur du plateau cyclique dans le prolongement latéral de celui-ci. Sur la figure 5 de ce document est illustré un agencement dans lequel les actionneurs sont portés par un premier support et sont reliés entre eux par un deuxième support venant coiffer les actionneurs et ainsi augmenter la rigidité de l'ensemble formé par le premier support et les actionneurs. Cette disposition rend l'ensemble particulièrement rigide et compact. Cependant, il reste à loger un certain nombre d'équipements, comme l'électronique de commande des actionneurs, leur alimentation, ainsi que le moteur d'entraînement en rotation du mât rotor.

OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à proposer, notamment pour des aéronefs à voilure tournante de petite taille, par exemple des drones, un dispositif de commande particulièrement compact.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un dispositif de commande de pales d'un rotor d'hélicoptère ou similaire comportant un mât rotor qui supporte les pales, le dispositif de commande comportant : - un plateau cyclique qui s'étend autour du mât rotor et qui comprend d'une part un plateau non tournant, et d'autre part un plateau tournant qui est monté rotatif sur le plateau non tournant et qui tourne avec le rotor en étant relié aux pales ; - des actionneurs reliés au plateau non tournant b 2 pour provoquer le déplacement commandé du plateau cyclique à la fois en translation parallèlement au mât rotor et angulairement autour d'axes perpendiculaires au mât rotor ; les actionneurs étant disposés sensiblement à hauteur du plateau cyclique dans le prolongement latéral de celui-ci, et étant supportés par un premier support et un deuxième support s'étendant de part et d'autre du plateau cyclique ; Dans lequel l'un au moins des supports est une carte à circuit imprimé portant au moins une partie de l'électronique de commande des actionneurs et connectant les actionneurs à ladite électronique. Ainsi, on utilise l'un des supports pour porter au moins une partie de l'électronique de commande, ce qui contribue à rendre l'ensemble du dispositif plus compact. Selon une mise en oeuvre avantageuse, l'autre des supports reçoit au moins un moteur d'entraînement en rotation du mât rotor ainsi qu'un variateur de puissance du moteur d'entraînement.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de divers modes de réalisation de l'invention, en référence aux figures des dessins annexés, parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de commande d'hélicoptère selon un premier mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue éclatée et partielle du dispositif de la figure 1, le mât rotor, le moteur et les pales ayant été omis ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de commande d'hélicoptère selon un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue partielle du dispositif de la figure 3, seuls les actionneurs, le deuxième 3 support et le plateau cyclique ayant été conservés ; - la figure 5 est une vue en perspective d'un dispositif de commande d'hélicoptère selon un troisième mode particulier de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DES FIGURES En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de commande illustré met ici en oeuvre l'invention telle que décrite dans le document FR2917709. Il suffit ici de rappeler qu'un tel dispositif comporte un mât rotor 1 tournant selon un axe Z. A son extrémité, le rotor comporte ici deux portes-pale 2, montés tournants sur le rotor selon un axe X s'étendant selon une direction radiale. Les pales (non représentées) sont insérées dans l'extrémité en fourche des portes-pale 2, la rotation de ces derniers selon l'axe X permettant de régler leur incidence. Le dispositif de commande du rotor comporte un plateau cyclique 10 qui comprend un plateau non tournant 11 et un plateau tournant 12 monté rotatif sur le plateau non tournant 11. Le plateau tournant 12 s'étend ici intérieurement au plateau non tournant 11 et est relié à ce dernier par un roulement à billes. Le plateau tournant 12 comporte des rotules 13 qui s'étendent en regard du mât rotor 1 (visibles à la figure 2). Sur ces rotules 13 sont articulées des biellettes d'incidence 14 s'étendant parallèlement au mât rotor 1. L'autre extrémité de chacune des biellettes d'incidence 14 est articulée sur le porte-pale 2 en regard.

Le plateau non tournant 11 comporte trois tiges 20 qui s'étendent vers l'extérieur à 120 degrés l'une de l'autre, selon des directions radiales V. Sur chacun des tiges 20 sont enfilés des coulisses 21 pouvant se déplacer librement le long des tiges 20. Chacune des coulisses 21 est montée rotative au bout d'une manivelle 4 22, qui est elle-même solidaire de l'arbre moteur d'un servomoteur 23. Les servomoteurs rotatifs 23 sont ici fixés à un premier support 30 au moyen de brides 31. Le premier support 30 qui maintient les servomoteurs 23 sensiblement à la hauteur du plateau cyclique 10 en regard de celui-ci et dans son prolongement latéral, ce qui donne à la commande de l'invention un encombrement en hauteur particulièrement faible, réduit à la hauteur des servomoteurs 23. Le premier support 30 porte un moteur d'entraînement 40 servant à entraîner le mât rotor 1 en rotation, par l'intermédiaire de la roue dentée 41 solidaire du mât rotor 1 et s'étendant ici sous le premier support 1. Le premier support 30 porte également un variateur de puissance 42 permettant l'alimentation en électricité du moteur d'entraînement 40. Le dispositif comporte un deuxième support 50, ici en forme d'étoile à trois branches, qui relie les trois servomoteurs 23 pour rigidifier l'ensemble formé par le premier support 30 et les actionneurs 23. Les servomoteurs 23 sont ici solidarisés au deuxième support 50 au moyen de brides 51 formant également un connecteur d'alimentation des servomoteurs 23. Ces connecteurs permettent tout à la fois d'alimenter le servomoteur associé, de lui transmettre des ordres d'actionnement, et de faire remonter certains signaux, comme la position angulaire du moteur du servomoteur. Les deux supports 30,50 s'étendent de part et d'autre du plateau cyclique, les servomoteurs 23 étant ici intégralement disposés entre les deux supports. Conformément à l'invention, le deuxième support 50 est une carte à circuit imprimé qui comporte des circuits pour relier les connecteurs 51 à une électronique de commande 52 des servomoteurs 23 qui est disposée directement sur le deuxième support 50. Ici, l'électronique de commande réalise l'asservissement en position de chacun des servomoteurs, la remontée d'informations (telle que la position angulaire des 5 moteurs) vers un calculateur de vol, et assure des fonctions de sécurité, telles que la mise au neutre d'un servomoteur défaillant. Bien sûr, cette liste n'est pas limitative, et l'électronique de commande pourra assurer d'autres fonctions.

Le deuxième support 50 comporte également un connecteur de puissance 53 pour l'alimentation électrique des servomoteurs 23, ainsi qu'un connecteur de communication 54 pour la liaison de l'électronique de commande des servomoteurs 23 avec un bus de données.

L'ensemble ainsi réalisé est particulièrement compact. En référence maintenant aux figures 3 et 4, sur lesquelles les éléments communs avec les figures 1 et 2 sont affectés d'une référence augmentée d'une centaine, les servomoteurs 123 sont maintenant fixés sur les supports 130 et 150 à l'aide de simples vis. Le deuxième support 150 est une carte à circuit imprimé qui reçoit l'électronique de commande 152 des servomoteurs 123. Ici, les servomoteurs 123 sont connectés à l'électronique de commande 152 par des connecteurs 155 fixés sur le deuxième support 150, recevant chacun une prise de connexion 156 reliée à un câble d'alimentation 157 du servomoteur 123 correspondant. On retrouve sur le deuxième support 250 le connecteur de puissance 153 et le connecteur de communication 154.

Enfin, en référence à la figure 5, sur laquelle les références des éléments communs avec les figures 3 et 4 sont encore augmentées d'une centaine, le dispositif de l'invention fait ici appel à des actionneurs 223 de type linéaire. Chacun des actionneurs comporte ici un moteur 224 monté sur le deuxième support 250 et entraînant en 6 rotation une vis 225 s'étendant entre les deux supports 230,250 selon un axe parallèle à l'axe Z du mât rotor 201. La vis 225 sert à mouvoir entre les deux supports 230,250 un ascenseur 226 qui est guidé lors de ses déplacements par deux tiges 227 parallèles s'étendant entre les deux supports et formant entretoise entre les deux supports. Chaque ascenseur 226 porte une coulisse 221 qui coopère avec l'une des tiges 220 solidaires du plateau non tournant 211 selon une liaison glissière pour bouger le plateau cyclique lorsque les actionneurs sont sollicités. La coulisse 221 est reliée à l'ascenseur 226 par une liaison déformable 228 apte à absorber les mouvements relatifs entre l'ascenseur et la coulisse 221. De la même façon qu'auparavant, le deuxième support 250 est découpé dans une carte à circuit imprimé et reçoit l'électronique de commande 252 (ici partiellement cachée derrière le mât rotor) des actionneurs 223, ainsi que divers connecteurs (253,254). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, et englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que dans les exemples illustrés, le support qui reçoit l'électronique de commande est le support supérieur, on pourra bien sûr placer l'électronique de commande sur l'autre support, qui devra alors être réalisé en carte à circuit imprimé, ou tout autre support similaire apte à recevoir des composants électroniques et former des communications électriques avec les actionneurs. On pourra en outre faire porter l'électronique de commande par l'un des supports, ou les deux. On pourra bien évidemment faire porter par les supports d'autres composants électroniques que la seule électronique de commande des actionneurs, par exemple un module de communication à distance, ou encore des capacités de stockage d'énergie électrique.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de commande de pales d'un rotor d'hélicoptère ou similaire comportant un mât rotor (1 ;101 ;201) qui supporte les pales, le dispositif de commande comportant : - un plateau cyclique (10 ;110 ;210) qui s'étend autour du mât rotor et qui comprend d'une part un plateau non tournant, et d'autre part un plateau tournant qui est monté rotatif sur le plateau non tournant et qui tourne avec le rotor en étant relié aux pales ; - des actionneurs (23 ;123 ;223) reliés au plateau non tournant pour provoquer le déplacement commandé du plateau tournant à la fois en translation parallèlement au mât rotor et angulairement autour d'axes perpendiculaires au mât rotor ; les actionneurs étant disposés sensiblement à hauteur du plateau cyclique dans le prolongement latéral de celui-ci, et supportés par un premier support (30 ;130 ;230) et un deuxième support (50 ;150 ;250) s'étendant de part et d'autre du plateau cyclique ; caractérisé en ce que l'un au moins des supports (50 ;150 ;250) est une carte à circuit imprimé portant au moins une partie de l'électronique de commande (52 ;152 ;252) des actionneurs et connectant les actionneurs à ladite électronique.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'autre des supports porte au moins un moteur (40 ;140 ;240) d'entraînement en rotation du mât rotor.
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'autre des supports porte au moins un variateur de puissance (42 ;142) pour alimenter le moteur d'entrainement en rotation du mât rotor.
4. Dispositif selon la revendication 1, dans 35 lequel les actionneurs sont reliés au support en carte à 8 circuit imprimé au moyen d'une bride formant également connecteur (51).
5. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les actionneurs (123) sont vissés aux deux supports, le support en carte à circuit imprimé portant des connecteurs (155) pour la connexion de câbles d'alimentation des actionneurs à l'électronique de commande.
6 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les actionneurs comportent un moteur (224) entraînant une vis (225) s'étendant entre les deux supports pour déplacer parallèlement au mât rotor un ascenseur (226) relié par une liaison glissière au plateau cyclique.