FR3011227A1

FR3011227A1 - Systeme hydraulique d'avion

Info

Publication number: FR3011227A1
Application number: FR1458998A
Authority: FR
Inventors: John S Mears
Original assignee: GE Aviation Systems LLC
Current assignee: GE Aviation Systems LLC
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2015-04-03
Anticipated expiration: 2034-09-24
Also published as: US9273705B2; CN104514775B; FR3011227B1; GB2520156B; CA2865432C; GB2520156A; BR102014024008A2; JP2015092103A; CN104514775A; GB201416561D0; US20150089936A1; JP6475450B2; CA2865432A1

Abstract

Système hydraulique d'avion (10) destiné à commander une pluralité d'actionneurs (12) à commande hydraulique dans l'avion. Le système (10) comprend un réservoir hydraulique (14) dans lequel est stocké un fluide hydraulique; un système de distribution hydraulique (16) reliant le réservoir hydraulique (14) aux actionneurs (12) et comportant une conduite d'écoulement principale (24) reliée au réservoir hydraulique (14); une pompe hydraulique (18) reliée en vue d'une communication de fluide à la conduite d'écoulement principale (24) et au réservoir hydraulique (14) pour pomper le fluide hydraulique du réservoir (14) à la conduite d'écoulement principale (24); un système de filtration principal (20), relié en vue d'une communication de fluide à la conduite d'écoulement principale (24), en amont au moins de certains actionneurs (12); et un filtre autonettoyant (22), relié en vue d'une communication de fluide en amont du système de filtration principal (20).

Description

Système hydraulique d'avion Les avions actuels peuvent comporter un système hydraulique pour commander ou actionner des éléments mobiles dans l'avion, par exemple un train d'atterrissage, des freins, etc. Le fluide hydraulique peut être contaminé au cours de l'utilisation et doit être filtré. De ce fait, des systèmes de filtres, tels que des filtres de fluides remplaçables, peuvent être prévus dans l'avion pour filtrer les contaminants; des systèmes de filtration hydrauliques de ce type pour les avions actuels sont coûteux et nécessitent un entretien courant pour remplacer ou nettoyer le filtre. Selon un mode de réalisation, l'invention concerne un système hydraulique d'avion destiné à commander une pluralité d'actionneurs à commande hydraulique dans l'avion, comprenant un réservoir hydraulique dans lequel est stocké un fluide hydraulique; un système de distribution hydraulique reliant le réservoir hydraulique aux actionneurs et comportant une conduite d'écoulement principale reliée au réservoir hydraulique; une pompe hydraulique reliée en vue d'une communication de fluide à la conduite d'écoulement principale et au réservoir hydraulique pour pomper le fluide hydraulique du réservoir à la conduite d'écoulement principale; un système de filtration principal, relié en vue d'une communication de fluide à la conduite d'écoulement principale, en amont au moins de certains actionneurs; et un filtre autonettoyant, relié en vue d'une communication de fluide, en amont du système de filtration principal, et présentant un corps avec une partie d'écoulement principale, reliée en ligne à la conduite d'écoulement principale, et une partie formant branche, avec un filtre de branche situé dans le corps pour filtrer le fluide hydraulique passant dans la partie de branche et orienté par rapport à la partie d'écoulement principale de manière à ce que le fluide hydraulique s'écoulant dans la partie d'écoulement principale nettoie le filtre de branche.

L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système hydraulique d'avion, - la figure 2 est une vue schématique du système hydraulique d'avion de la figure 1, dans une partie d'un avion; - la figure 3 est une vue éclatée en perspective d'un exemple de filtre autonettoyant qui peut être utilisé avec le système hydraulique d'avion des figures 1 et 2; - la figure 4 est une vue en coupe du filtre autonettoyant de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe d'un autre filtre autonettoyant qui peut être utilisé avec le système hydraulique d'avion des figures 1 et 2.

La figure 1 illustre de façon schématique un mode de réalisation d'un système hydraulique d'avion 10 destiné commander une pluralité d'actionneurs 12 à commande hydraulique et comprenant un réservoir hydraulique 14, un système de distribution hydraulique 16, une pompe hydraulique 18, un système de filtration principal 20, et un filtre autonettoyant 22. Le réservoir hydraulique 14 peut être n'importe quel récipient dans lequel un fluide hydraulique peut être stocké. Le système de distribution hydraulique 16 peut relier le réservoir hydraulique 14 aux actionneurs 12, en vue d'une communication fluidique. Le système de distribution hydraulique 16 est représenté avec une conduite d'écoulement principale 24 qui est reliée au réservoir hydraulique 14. La pompe hydraulique 18 peut être reliée en communication fluidique à la conduite d'écoulement principale 24 et au réservoir hydraulique 14, de manière à ce que la pompe hydraulique 18 puisse pomper le fluide hydraulique du réservoir hydraulique 14 à la conduite d'écoulement principale 24. Le système de filtration principal 20 peut être relié en communication fluidique à la conduite d'écoulement principale 24, en amont d'au moins certains des actionneurs 12. Un système de filtration principal 20 de ce type peut comporter un ensemble de filtre de fluide remplaçable. Le filtre autonettoyant 22 est relié en communication fluidique en amont du système de filtration principal 20. Le filtre autonettoyant 22 est représenté comme un filtre autonettoyant de branche hydraulique qui comprend un corps 30 avec une partie d'écoulement principale 32 et une partie formant branche 34. La partie d'écoulement principale 32 est reliée en ligne à la conduite d'écoulement principale 24, et la partie formant branche 34 est représentée sous un angle de 90 degrés par rapport à la partie d'écoulement principale 32. Un filtre de branche 36 peut être situé dans le corps 30 pour filtrer le fluide hydraulique passant dans la partie formant branche 34. D'autre part, le filtre de branche 36 peut être orienté par rapport à la partie d'écoulement principale 32, de manière à ce que le fluide hydraulique s'écoulant dans la partie d'écoulement principale 32 nettoie le filtre de branche 36.

Le système hydraulique d'avion 10 et les éléments qui le constituent peuvent être utilisés dans n'importe quelle partie appropriée d'un avion. La figure 2 illustre de façon schématique le système hydraulique d'avion 10 dans un avion 40, dont une partie est représentée. Il est prévu que le système hydraulique 10 puisse être utilisé dans tout type d'avion 40, y compris un avion comportant un ou plusieurs groupes moteurs 42, un fuselage 44, un poste de pilotage 46, disposé dans le fuselage 44, et des ensembles d'ailes 48 s'étendant vers l'extérieur à partir du fuselage 44. Bien que seule une partie de l'avion 40, comprenant un seul groupe moteur 42, ait été représentée, il convient de noter que n'importe quel nombre de groupes moteurs 42 peut être prévu. Des parties du système hydraulique d'avion 10 ont été représentées comme étant incluses dans le groupe moteur 42, englobant le réservoir hydraulique 14, une partie du système de distribution hydraulique 16, comprenant une conduite menant à un actionneur 12 commande hydraulique dans le groupe moteur 42, la pompe hydraulique 18 et le filtre autonettoyant 22. D'autres parties du système hydraulique d'avion 10, englobant une partie du système de distribution hydraulique 16, comprenant différentes conduites hydrauliques menant à des actionneurs 12 à commande hydraulique dans différentes autres parties de l'avion, et le système de filtration principal 20, sont situées dans d'autres zones de l'avion 40. Comme montré, la conduite d'écoulement principale 24 peut mener du réservoir hydraulique 14, depuis le groupe moteur 42, au système de filtration principal 20 qui est situé dans le fuselage 44. Dans l'exemple représenté, la pompe hydraulique 18 peut être dimensionnée pour pomper n'importe quel volume allant de 10 à 100 gallons (37,88 à 378,79 L) par minute, et la conduite d'écoulement principale 24 peut être dimensionnée de façon correspondante.

Des actionneurs 12 multiples à commande hydraulique de l'avion 40 ont été représentés. Des exemples d'actionneurs 12 à commande hydraulique dans l'avion peuvent comprendre des freins 50, des volets 52, un train d'atterrissage 54, des inverseurs de poussée 56, etc. Différents mécanismes de commande 58 peuvent être prévus dans le poste de pilotage 46, en vue d'actionner ou commander de tels actionneurs 12 à commande hydraulique. Ces mécanismes de commande 58 peuvent être de n'importe quel type adapté. Une pluralité de systèmes d'avion supplémentaires, non représentés, qui permettent un fonctionnement approprié de l'avion 40 peuvent également être inclus dans l'avion 40, de même qu'un dispositif de commande 60. Le dispositif de commande 60 peut être relié fonctionnellement aux systèmes de l'avion, y compris au système hydraulique d'avion 10. Par exemple, les éléments hydrauliques 12, les mécanismes de commande 58 et la pompe hydraulique 18 peuvent être reliés fonctionnellement au dispositif de commande 60. Le dispositif de commande 60 peut également être connecté à d'autres dispositifs de commande de l'avion 40. Bien que le dispositif de commande 60 soit représenté comme étant situé dans le poste de pilotage 46, le dispositif de commande 60 peut être situé dans d'autres parties de l'avion 40. Le dispositif de commande 60 peut comprendre une mémoire 62 et un ou plusieurs processeurs 64 qui peuvent exécuter tout type de programme adapté. Pendant le fonctionnement de l'avion 40, les différents mécanismes de commande 58 peuvent être utilisés pour régler la position des actionneurs 12 à commande hydraulique. Lorsque certains systèmes sont actionnés, le fluide est pompé du réservoir hydraulique 14 aux actionneurs 12 à commande hydraulique. A titre d'exemple, dans le cas des volets 52, le fluide hydraulique peut être pompé par la pompe hydraulique 18 à partir du réservoir hydraulique 14, à travers le système de filtration principal 20 et ensuite aux actionneurs 12 à commande hydraulique associés aux volets 52. Dans le cas d'un inverseur de poussée 56, le fluide hydraulique peut être pompé par la pompe hydraulique 18 depuis le réservoir hydraulique 14, à travers le filtre autonettoyant 22, jusqu'aux actionneurs 12 à commande hydraulique associés l'inverseur de poussée 56. Etant donné qu'aussi bien l'inverseur de poussée 56 que le réservoir hydraulique 14 se trouvent sur le groupe moteur 42, la possibilité de faire passer le fluide hydraulique dans le filtre autonettoyant 22, sans avoir à le faire passer dans le système de filtration principal 20 qui se situe à distance du groupe moteur 42, est beaucoup plus efficace. Il convient de noter que le filtre autonettoyant peut être réalisé de n'importe quelle manière; par exemple, la figure 3 représente une vue éclatée d'un exemple de filtre autonettoyant 122 qui est similaire au filtre autonettoyant 22 décrit plus haut, et par conséquent, les éléments identiques seront désignés par des références identiques, augmentées de 100, sachant que sauf indication contraire, la description des éléments identiques du filtre autonettoyant 22 s'applique au filtre autonettoyant 122. Le corps 130 du filtre autonettoyant 122 est représenté en tant que raccord en T constituant la partie d'écoulement principale 132 et la partie formant branche 134. La partie formant branche 134 est représentée comme étant dimensionnée avec une taille inférieure à la moitié de la partie d'écoulement principale 132. Le filtre de branche 136 du filtre autonettoyant 122 est montré en tant que filtre à grille dans le raccord en T. Bien que tout type de filtre de branche 136 adapté puisse être utilisé, la grille du filtre est représentée sous une forme cylindrique. Un tel filtre à grille peut être un cylindre métallique avec des trous percés au laser pour améliorer la robustesse et la fiabilité du filtre de branche 136; il est également possible d'utiliser une grille maillée. Le filtre à grille peut présenter une taille de pore moyenne de 0,005 pouce (0,0127 cm) ou moins. D'autre part, le filtre autonettoyant 122 a été représenté comme englobant des pièces supplémentaires, comprenant un boîtier 170 pour le filtre de branche 136, ayant différentes ouvertures 172, des raccords de conduites 174 et un élément de précontrainte 176. La figure 4 représente le filtre autonettoyant 122 assemblé et dans une vue en coupe. Comme on le voit plus aisément, le boîtier 170 ainsi que l'élément de précontrainte 176 maintiennent le filtre de branche 136 dans le raccord en T. L'élément de précontrainte 176 peut être de n'importe quel type adapté, y compris la rondelle à ressort montrée, qui peut limiter le mouvement potentiel de la grille. Bien qu'un seul élément de précontrainte 176 soit représenté, il faut noter que des éléments de précontrainte 176 supplémentaires peuvent être prévus pour maintenir le filtre de branche 136 en place. Les raccords de conduites 174 peuvent être n'importe quel type de raccord adapté, pouvant être utilisé pour relier fonctionnellement le filtre autonettoyant 122 dans le système de distribution hydraulique 16. Des raccords de verrouillage circulaires, non représentés, peuvent être utilisés pour relier les conduites hydrauliques aux raccords de conduites 174 ou au filtre autonettoyant 122 lui-même, comprenant la partie principale 132 et la partie formant branche 134. Les raccords de verrouillage circulaires peuvent permettre une installation fiable et simple et une connexion au système de distribution hydraulique 16. Des joints d'étanchéité 178 peuvent être prévus dans des parties du filtre autonettoyant 122, y compris dans des parties du filtre de branche 136, de sorte que le fluide hydraulique est dirigé de façon appropriée à travers des parties du filtre autonettoyant 122. Tel qu'illustré, le filtre de branche 136 est sensiblement parallèle au sens d'écoulement du fluide hydraulique dans la partie principale 132, et le filtre de branche 136 est orthogonal à une ouverture de la partie formant branche 134. Pendant le fonctionnement, le filtre autonettoyant 122 utilise le flux passant dans la partie principale 132 pour éliminer des contaminations du filtre de branche 136, qui est utilisé pour fournir un écoulement transversal à la partie formant branche 134 et à un actionneur 12 à commande hydraulique, relié en communication de fluide à celle-ci.

Ainsi, le flux vers un système hydraulique unique, qui fait partie d'un système hydraulique plus grand, est fourni par la partie formant branche 134 et passe dans le filtre de branche 136 sous un angle de 90 degrés vers l'alimentation dans la partie principale 132. Le flux d'alimentation passe dans la partie principale 132 et au milieu du filtre à grille et contient la plus grande partie du flux et évacue toute contamination retenue par le filtre à grille. D'autre part, la figure 5 représente un autre filtre autonettoyant 222. Le filtre autonettoyant 222 est similaire au filtre autonettoyant 22 et au filtre autonettoyant 122 décrits plus haut, et par conséquent, des éléments identiques seront désignés par des références identiques, augmentées de 100, sachant que, sauf indication contraire, la description des éléments identiques du filtre autonettoyant 22 et du filtre autonettoyant 122 s'applique au filtre autonettoyant 222. Une différence réside dans le fait que le filtre de branche 236 n'est pas cylindrique et comporte un cadre 280 relié fonctionnellement au filtre de branche 236. Le filtre de branche 236 et le cadre 280 peuvent être maintenus en place par les raccords de conduites 274. En variante, le filtre de branche 236 lui-même peut être claveté entre les raccords de conduites 274, sans qu'il n'y ait de cadre. Dans l'exemple illustré, la partie formant branche 234 est dimensionnée pour avoir une taille inférieure ou égale à un quart de la partie d'écoulement principale 232. Par exemple, la partie d'écoulement principale 232 peut avoir un diamètre d'un pouce (2,54 cm), et la partie formant branche 234 peut avoir un diamètre de 0,25 pouce (0,635 cm). Le filtre autonettoyant 222 fonctionne de façon similaire aux filtres autonettoyants décrits plus haut, y compris le fait que le flux d'alimentation passant par la partie principale 232 peut nettoyer le filtre de branche 236.

Les modes de réalisation décrits ci-dessus offrent différents avantages, y compris le fait qu'un filtre autonettoyant peut être utilisé pour filtrer du fluide sur des systèmes qui ne reçoivent pas un flux filtré depuis l'avion, et peut être installé directement dans les conduites hydrauliques d'un système. D'autre part, les petites dimensions des filtres autonettoyants décrits plus haut facilitent l'installation et réduisent les frais comparé à des ensembles de filtres typiques. En outre, de tels filtres autonettoyants peuvent éviter la nécessité de prévoir des ensembles de filtres typiques pour des systèmes plus petits ou des sous-systèmes de systèmes hydrauliques plus grands. En outre, les modes de réalisation décrits plus haut, de par leur caractère autonettoyant, éliminent la nécessité de prévoir une soupape de décharge, une indication de pression delta et d'effectuer le retrait, le nettoyage ou l'entretien de l'élément filtrant.

Dans une mesure qui n'a pas encore été décrite, les différentes caractéristiques et structures des différents modes de réalisation peuvent être utilisées en combinaison les unes avec les autres, comme on le souhaite. Le fait qu'une caractéristique n'est pas illustrée dans l'ensemble des modes de réalisation ne signifie pas que cela est impossible, mais est dû à un souci de brièveté de la description. Ainsi, les diverses caractéristiques des différents modes de réalisation peuvent être mélangées et associées comme on le souhaite, en vue de concevoir de nouveaux modes de réalisation, que ceux-ci soient décrits expressément ou non. Toutes les combinaisons ou permutations de caractéristiques décrites ici sont couvertes par le présent exposé.

Nomenclature des pièces 10 système hydraulique d'avion 12 actionneurs 14 réservoir hydraulique 16 système de distribution hydraulique 18 pompe hydraulique 20 système de filtration principal 22 filtre traversant autonettoyant 24 conduite d'écoulement principale 30 corps de filtre traversant autonettoyant 32 partie d'écoulement principale 34 partie formant branche 36 filtre de branche 40 avion 42 groupe moteur 44 fuselage 46 poste de pilotage 48 ensembles d'ailes 50 freins 52 volets 54 train d'atterrissage 56 inverseur de poussée 58 mécanismes de commande 60 dispositif de commande 62 mémoire 64 processeurs 122 filtre traversant autonettoyant 130 corps de filtre traversant autonettoyant 132 partie d'écoulement principale 134 partie formant branche 136 filtre de branche 170 boîtier 172 ouvertures 174 raccords de conduites 176 élément de précontrainte 178 joints d'étanchéité 222 filtre traversant autonettoyant 230 corps de filtre traversant autonettoyant 232 partie d'écoulement principale 234 partie formant branche 236 filtre de branche 274 raccords de conduites 278 joints d'étanchéité 280 cadre

Claims

REVENDICATIONS1. Système hydraulique d'avion destiné à commander une pluralité d'actionneurs (12) à commande hydraulique dans l'avion, comprenant : un réservoir hydraulique (14) dans lequel est stocké un fluide hydraulique; un système de distribution hydraulique (16) reliant le réservoir hydraulique aux actionneurs (12) et comportant une conduite d'écoulement principale (24) reliée au réservoir hydraulique; une pompe hydraulique (18) reliée en vue d'une communication fluidique à la conduite d'écoulement principale et au réservoir hydraulique pour pomper du fluide hydraulique du réservoir hydraulique vers la conduite d'écoulement principale; un système de filtration principal (20), relié en vue d'une communication fluidique à la conduite d'écoulement principale, en amont au moins de certains actionneurs; et un filtre autonettoyant (22, 122, 222), relié en vue d'une communication fluidique au système de filtration principal (20) et présentant un corps (30, 130, 230) avec une partie d'écoulement principale (32, 132, 222), reliée en ligne à la conduite d'écoulement principale (24), et une partie formant branche (34, 134, 234), avec un filtre de branche (36, 136, 236) situé dans le corps (30, 130, 230) pour filtrer le fluide hydraulique passant dans la partie formant branche (34, 134, 234) et orienté par rapport à la partie d'écoulement principale (32, 132, 222) de manière à ce que le fluide hydraulique s'écoulant dans la partie d'écoulement principale (32, 132, 222) nettoie le filtre de branche (36, 136, 236).
2. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie formant branche est dimensionnée pour avoir moins de la moitié de la taille de la partie d'écoulement principale.
3. Système hydraulique d'avion selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de branche (234) est inférieure ou égale à un quart de la partie d'écoulement principale.
4. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie d'écoulement principale (232) a un diamètre de 2,54 cm, et la partie formant branche (234) a un diamètre de 0,635 cm.
5. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe hydraulique (18) est dimensionnée pour pomper de 37,88 à 378,79 L par minute.
6. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de filtre autonettoyant (130, 230) comprend un raccord en T formant la partie d'écoulement principale et la partie formant branche.
7. Système hydraulique d'avion selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre de branche (136, 236) du filtre autonettoyant (122, 222) comporte une grille dans le raccord en T.
8. Système hydraulique d'avion selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'au moins un élément de précontrainte (176) maintient la grille dans le raccord en T.
9. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système de distribution hydraulique comprend des conduites hydrauliques destinées à relier des parties du système hydraulique de l'avion en vue d'une communication fluidique.
10. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de branche (136, 236) est sensiblement parallèle à une direction d'écoulement du fluide hydraulique dans la partie d'écoulement principale.
11. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de branche est orthogonal (136, 236) à une ouverture de la partie de branche.
12. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de branche est un filtre à grille.
13. Système hydraulique d'avion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre de branche (136) présente une dimension de pore moyenne inférieure ou égale à 0,0127 cm.