FR2975076A1

FR2975076A1 - Dispositif de reglage, en particulier dispositif de reglage pour un aeronef

Info

Publication number: FR2975076A1
Application number: FR1254347A
Authority: FR
Inventors: Christian Kohloffel; Wolfgang Braig
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-11-16
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: DE102011101348A1; FR2975076B1

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de réglage, en particulier à un dispositif de réglage pour un aéronef. Ce dispositif comporte un dispositif de réglage (10) pour un aéronef avec un entraînement en rotation et un mouvement de réglage linéaire. En outre, la présente invention concerne un procédé d'actionnement d'un dispositif de réglage 10. L'invention est applicable dans le domaine de la construction aéronautique.

Description

La présente invention concerne un dispositif de réglage pour un aéronef avec un entraînement rotatif et un mouvement de réglage linéaire. En outre, la présente invention concerne un aéronef et un procédé de fonctionnement d'un dispositif de réglage. Dans des aéronefs à amplification de puissance dans la commande de vol, l'empennage horizontal est actionné habituellement par un seul appareil de réglage à amplification de puissance. Habituellement, on utilise à cette fin un engrenage linéaire avec une tige filetée. Une rupture dans la chaîne ou le groupe de parties transmettant la charge (cheminement de charge) à l'intérieur de cet appareil de réglage entraînerait la libre mobilité de l'empennage horizontal et donc la chute de l'avion. Pour éviter cela, on réalise habituellement à l'intérieur de cet appareil de réglage le cheminement de charge en double, et cela de façon que lors d'une rupture du premier cheminement de charge transmettant la charge lors d'un fonctionnement de vol sans défaillance, le deuxième cheminement de charge non chargée en fonctionnement de vol sans défaillance reprenne la charge, mais ne déplace plus l'empennage horizontal mais le maintient dans la position actuelle. Dans ce cas de défaillance, il n'est plus nécessaire que l'empennage horizontal puisse être commandé étant donné que la fonction de commande est assurée maintenant comme avant par les gouvernes de profondeur. Une rupture dans les cheminements de charge doit être détectée et réparée. Une rupture non détectée ferait que l'appareil de réglage ne possède plus qu'un cheminement de charge, et que lors de la défaillance de ce cheminement de charge restant, il y aurait une chute de l'avion. Dans des engrenages linéaires à tige filetée, le deuxième cheminement de charge est habituellement réalisé 35 en deux parties. La première partie assure une rupture qui peut se produire dans le cheminement de charge "tige - structure de l'aéronef". Ce cheminement de charge commence à la tige filetée à l'emplacement de l'engagement de l'écrou et se termine à la connexion de l'appareil de réglage à la structure de l'aéronef. Dans ce cheminement de charge, la tige filetée est habituellement assurée par un tirant qui se trouve dans un perçage concentrique traversant dans la tige filetée. La deuxième partie assure une rupture qui peut se produire dans le cheminement de charge "écrou de tige ou broche - structure de l'empennage horizontal". Ce cheminement de charge commence à l'emplacement auquel l'écrou de tige ou de broche s'engage dans le filetage de la broche et se termine à la connexion de l'appareil de réglage à la structure de l'empennage horizontal. L'écrou de broche est assuré ici habituellement en ce qu'il est réalisé en double. Par le document EP 1 955 947 A2, on connaît déjà un actionneur pour un aéronef qui permet une détection de rupture de composants de l'actionneur au moyen d'un frein et d'un dispositif de surveillance. Cependant, une vérification de l'actionneur au moyen du dispositif de surveillance n'est possible qu'après la survenue du cas de défaillance. De plus, le dispositif de surveillance est formé par un mécanisme de rampe à billes mécanique complexe, ce qui entraîne des dépenses.

En outre, il est connu d'utiliser des soi-disant systèmes sans retour ou des dispositifs anti-retour comme des roues à cliquets avec un blocage dans le deuxième cheminement de charge d'un dispositif de réglage pour un aéronef. Il est connu en outre d'utiliser un frein actif dans le premier cheminement de charge d'un dispositif de réglage d'un aéronef. La présente invention a donc pour objectif le perfectionnement d'un dispositif de réglage pour un aéronef du type indiqué au début d'une manière avantageuse, en particulier en ce sens qu'une détection de défaillance simple et fiable soit possible également pendant le vol.

Cet objectif est atteint conformément à l'invention par un dispositif de réglage pour un aéronef, qui comporte un entraînement rotatif et un mouvement de réglage linéaire, et qui comprend des composants transmettant la charge, où au moyen des composants transmettant la charge, au moins une force et/ou un couple de rotation peut être transféré, où au moins une partie des composants transférant la charge est réalisée d'une manière redondante, où au moins un premier cheminement de charge est formé par un premier groupe de composants transmettant la charge, où l'entraînement rotatif présente une partie rotative d'un engrenage qui fait partie du premier cheminement de charge, et où au moins un deuxième cheminement de charge est formé par un deuxième groupe de composants transmettant la charge, où dans le deuxième cheminement de charge est prévu au moins un moyen de surveillance pour la détection de défaillances, en particulier pour la détection de dysfonctionnements et/ou pour la surveillance de l'opérationnalité d'au moins du deuxième cheminement de charge, et où le moyen de surveillance présente au moins un moyen de freinage actionnable activement. En particulier il est possible d'actionner le moyen de freinage actionnable activement à tout moment, c'est-à- dire également pendant le vol, afin de vérifier l'intégrité respectivement l'absence d'erreur ou de défaillance du dispositif de réglage. On obtient ainsi l'avantage particulier, à savoir que dans le dispositif de réglage selon l'invention, qui produit par exemple avec une tige ou broche filetée selon le principe "vis - écrou" un mouvement linéaire pour le réglage ou l'ajustement d'un empennage horizontal d'aéronef, une conception peut être atteinte, que lors de la survenue d'une erreur individuelle de l'appareil ou du système de commande, une poursuite de vol contrôlée de l'aéronef soit assurée. Il est ainsi possible d'appliquer des principes de conception à caractéristiques de sécurité malgré défaillance avec plusieurs cheminements de charge de toutes les parties supportant des charges. Par conséquent, une construction à caractéristiques de sécurité malgré défaillance avec deux cheminements de charge de toutes les parties supportant des charges et une possibilité de test complète du deuxième cheminement de charge peuvent être réalisées d'une manière avantageuse. Ainsi, dans le cas concret d'une rupture dans le premier cheminement de charge, la charge peut être transférée automatiquement et en étant détectable au deuxième cheminement de charge. On obtient en particulier l'avantage que les taux d'erreur et de fiabilité requis d'analyses de sécurité puissent être respectés, étant donné qu'une détection particulièrement simple des défaillances est possible à l'aide du moyen de surveillance prévu pour la détection de défaillance. En particulier on obtient une possibilité de surveillance particulièrement simple du deuxième cheminement de charge, ce qui sert au maintien de l'état de la sécurité après défaillance.

Un autre avantage résulte du fait qu'en raison du moyen de freinage actionnable activement, également une surveillance et une vérification du deuxième cheminement de charge (tirant) concernant des défaillances pendant le vol est possible. Par principe il est également possible de procéder à une vérification de l'aptitude au fonctionnement des deux cheminements de charge et du moyen de freinage par une vérification avant ou après le vol. Dans le cas du dispositif de réglage, il s'agit avantageusement du dispositif de réglage pour l'actionnement de l'entraînement de l'empennage horizontal d'un aéronef. En particulier, on obtient l'avantage qu'une commande et un actionnement à sécurité après défaillance de l'entraînement de l'empennage horizontal est possible. Par ailleurs, il peut être prévu que le moyen de freinage actionnable activement est et/ou comprend un frein à disque de friction et/ou un frein par concordance des formes et/ou un cliquet anti-retour ou un dispositif de blocage en rotation. Le cliquet anti-retour respectivement le dispositif de blocage en rotation peut être par exemple un dispositif de blocage en rotation à action bidirectionnelle ou un dispositif de blocage pour un agencement d'arbre, l'agencement d'arbre présentant deux dentures frontales à dentures respectivement inverses qui peuvent être amenées à engrener avec des dentures frontales d'un disque denté intérieur et extérieur, qui sont disposés dans un boîtier de telle sorte d'une manière immobile en rotation et déplaçable axialement que les disques dentés engrènent successivement avec les dentures des dentures frontales lors de la fermeture du dispositif de blocage ou de verrouillage. En particulier, il peut être prévu que le premier cheminement de charge présente pour la transmission d'un couple de rotation un élément à broche, en particulier une broche, et que le deuxième cheminement de charge présente un élément de traction et de barre de torsion disposé coaxialement à la broche, en particulier une barre de traction et de rotation, le moyen de freinage actionnable activement étant relié directement et/ou indirectement à l'élément de traction et de barre de torsion.

De plus il peut être prévu que le moyen de freinage actionnable activement peut être actionné électriquement et/ou hydrauliquement. En outre il peut être prévu que le moyen de freinage actionnable activement est réalisé et configuré de sorte qu'en fonctionnement normal, il est en position ouverte et qu'en fonctionnement défaillant, il peut être amené dans une position fermée. Par ailleurs il peut être prévu que le moyen de surveillance présente au moins un capteur de vitesse de rotation qui est relié indirectement et/ou directement au premier cheminement de charge et au deuxième cheminement de charge. La surveillance a donc lieu avantageusement d'une manière électronique et selon une manière particulièrement avantageuse, entièrement électronique. De plus, il est possible que le capteur de vitesse de rotation est un capteur de vitesse de rotation avec au 5 moins deux canaux. En outre il est envisageable que chacun des deux canaux soit relié à un moyen d'évaluation indépendant et qu'à l'aide du moyen de surveillance, les signaux détectés par le capteur de vitesse de rotation peuvent être 10 comparés. Par principe, il est également possible de prévoir une surveillance continue de l'état de sécurité après défaillance par l'utilisation de capteurs duplex séparés sur le premier et le deuxième cheminement de charge. 15 En outre, la présente invention se rapporte à un aéronef présentant au moins un dispositif de réglage mentionné ci-dessus. De plus, la présente invention se rapporte à un procédé pour la détection de défaillances dans un 20 dispositif de réglage pour un aéronef, le dispositif de réglage étant un dispositif de réglage présentant les caractéristiques indiquées ci-dessus et la détection de défaillances a lieu en ce que le moyen de freinage est actionné activement, où la détection de défaillances a lieu 25 de préférence pendant le vol par l'actionnement actif du moyen de freinage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description 30 explicative qui va suivre faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel : - la figure 1 représente un mode de réalisation du dispositif de réglage selon l'invention. 35 Le dispositif de réglage 10 selon l'invention présente un frein à disque de friction 20 qui est relié à un tirant ou barre de traction et de rotation 40 disposée coaxialement à la broche ou tige d'entraînement 30 qui fait partie du premier cheminement de charge. Ce tirant ou barre de traction 40, en cas de défaillance, reçoit des forces de traction et des couples de rotation produits par des charges d'air à l'empennage horizontal. Le frein à disque de friction 20 est ouvert électriquement ou hydrauliquement. Il s'agit donc d'un soi-disant système de freinage "à coupure de puissance" ou "à coupure de pression". Le couple de freinage est appliqué lors de la perte de l'alimentation électrique ou hydraulique. Les disques de friction du frein à disque de friction 20, en fonctionnement normal, ne sont pas soumis à une usure étant donné que le frein à disque de friction 20 est ouvert électriquement ou hydrauliquement et est actionné seulement en cas de défaillance respectivement dans le cadre de la soi-disant "surveillance de santé". Le frein à disque de friction 20, dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, est un soi-disant frein désigné comme Duplex Electrical Power OFF Brake (DEPOB) 20.

Le cheminement de charge primaire est relié par la broche d'entraînement 30, le cheminement de charge secondaire par le tirant à un capteur de vitesse de rotation 60. Ce capteur de vitesse de rotation 60 est un capteur appelé Duplex Tie Rod Sensor TRS 60 et présente deux canaux 62, 64, chaque canal 62, 64 étant guidé sur un calculateur propre M, et les signaux des cheminements de charge primaire et secondaire sont comparés les uns aux autres. D'autres capteurs pour la détection de l'état du premier cheminement de charge sont en particulier deux capteurs 70 qui sont des capteurs appelés Simplex Nut NS (LVDT) 70, et en outre une unité TAPPU additionnelle 72, une soi-disant Duplex Trim Actuator Position Pickoff Unit TAPPU (Resolveur) 72.

Les unités de freinage EPOB 80 (appelées Simplex Power Off Brake EPOB 80) avec un moteur PMSM 82 (soi-disant moteur synchrone à aimant permanent PMSM 82) sont pourvues de résolveurs de moteur 84. Dans le cas d'un composant défaillant dans le cheminement de charge, des différences de signaux se produisent entre les capteurs. Si ces différences sont à l'extérieur des valeurs de limite autorisées, il s'agit d'une défaillance, et le système est bloqué à l'aide du frein intervenant en cas de défaillance 20 respectivement du frein à disque de friction 20.

La vérification du fonctionnement intact des cheminements de charge primaire et secondaire - ici en particulier de la broche 30 et du tirant 40 - peut avoir lieu à l'aide de l'architecture présentée d'une manière automatique, sans utilisation d'outils et pendant le vol. A cette fin, l'alimentation électrique ou hydraulique du frein 20 est coupée de sorte que le frein 20 est fermé. Ensuite, un couple de rotation est appliqué à la broche 30 au moyen des moteurs électriques ou hydrauliques. La détection de la défaillance a lieu, comme cela a déjà été décrit pour le cas d'un composant défectueux dans le cheminement de charge. Le dispositif de réglage ou de positionnement 10 est commandé par un dispositif d'entrée 100 (un soi-disant Pitch Trim Switch PTS 100) qui est pourvu d'éléments de contrôle, de surveillance et de commande correspondants. En font partie les éléments de contrôle C (la soi-disant Pitch Trim Control Electronic PTCE C), deux unités électroniques de contrôle d'énergie PCE (des soi-disant Power Control Electronic PCE) et les calculateurs M (les soi-disant Monitor Channel M).

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de réglage (10), en particulier dispositif de réglage (10) pour un aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte un entraînement rotatif et un mouvement de réglage linéaire, et en ce qu'il comprend des composants transmettant la charge, où au moyen des composants transmettant la charge, au moins une force et/ou un couple de rotation peut être transféré, où au moins une partie des composants transférant la charge est réalisée d'une manière redondante, où au moins un premier cheminement de charge est formé par un premier groupe de composants transmettant la charge, où l'entraînement rotatif présente une partie rotative d'un engrenage qui fait partie du premier cheminement de charge, et où au moins un deuxième cheminement de charge est formé par un deuxième groupe de composants transmettant la charge, où dans le deuxième cheminement de charge est prévu au moins un moyen de surveillance pour la détection de défaillances, en particulier pour la détection de dysfonctionnements et/ou pour la surveillance de l'opérationnalité d'au moins du deuxième cheminement de charge, et où le moyen de surveillance présente au moins un moyen de freinage (20) actionnable activement.
2. Dispositif de réglage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de freinage actionnable activement est et/ou comprend un frein à disque de friction (20) et/ou un frein par concordance des formes et/ou un cliquet anti-retour ou un dispositif de blocage en rotation.
3. Dispositif de réglage (10) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier cheminement de charge présente pour la transmission d'un couple de rotation un élément à broche (30), en particulier une broche (30), et en ce que le deuxième cheminement de charge présente un élément de traction et de barre de torsion (40) disposé coaxialement à la broche (30), enparticulier une barre de traction et de rotation (40), le moyen de freinage (20) actionnable activement étant relié directement et/ou indirectement à l'élément de traction et de barre de torsion (40).
4. Dispositif de réglage (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de freinage (20) actionnable activement peut être actionné électriquement et/ou hydrauliquement.
5. Dispositif de réglage (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de freinage actionnable activement (20) est réalisé et configuré de sorte qu'en fonctionnement normal, il est en position ouverte et qu'en fonctionnement défaillant, il peut être amené dans une position fermée.
6. Dispositif de réglage (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de surveillance présente au moins un capteur de vitesse de rotation (60) qui est relié indirectement et/ou directement au premier cheminement de charge et au deuxième cheminement de charge.
7. Dispositif de réglage (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capteur de vitesse de rotation (60) est un capteur de vitesse de rotation (60) avec au moins deux canaux (62, 64).
8. Dispositif de réglage (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que chacun des deux canaux (62, 64) est relié à un moyen d'évaluation indépendant (M), et en ce qu'à l'aide du moyen de surveillance, les signaux détectés par le capteur de vitesse de rotation (60) peuvent être comparés.
9. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de réglage selon l'une des revendications 1 à 8.
10. Procédé pour la détection de défaillances dans un dispositif de réglage (10) pour un aéronef, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (10) est un dispositif de réglage (10) présentant les caractéristiques selon l'unedes revendications 1 à 8, et en ce que la détection de défaillances a lieu en ce que le moyen de freinage (20) est actionné activement, où la détection de défaillances a lieu de préférence pendant le vol par l'actionnement actif du moyen de freinage (2 0) .