FR3054619A1 - INTEGRATED DISTRIBUTOR STABILIZER SERVO CONTROL FOR FLIGHT CONTROLS OF AN AIRCRAFT - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une servocommande (1) destinée aux commandes de vol (10) d'un aéronef (50). Ladite servocommande (1) comporte un vérin de puissance (2) muni d'un corps (21) et d'une tige (22), au moins un distributeur (3) muni d'une chemise (32) et d'un tiroir (31), modifiant l'alimentation en fluide dudit vérin de puissance (2), un moyen de commande (4) pilotant des déplacements de ladite tige (22) en déplaçant ledit tiroir (31) par rapport à ladite chemise (32) et un moyen d'asservissement (5) en position dudit tiroir (31) avec vérin de puissance (2). Ladite chemise (32) est également mobile par rapport audit tiroir (31) et audit corps (21'). Ladite servocommande (1) comporte au moins un moyen de déplacement (6) de ladite chemise (32) afin de modifier l'alimentation en fluide dudit vérin de puissance (2) et de piloter ainsi des déplacements de ladite tige (22) par rapport audit corps (21) indépendamment de la position dudit moyen de commande (4).The present invention relates to a servocontrol (1) for the flight controls (10) of an aircraft (50). Said servo (1) comprises a power cylinder (2) provided with a body (21) and a rod (22), at least one distributor (3) provided with a jacket (32) and a drawer (31), modifying the fluid supply of said power cylinder (2), a control means (4) controlling displacements of said rod (22) by moving said slide (31) relative to said jacket (32) and servo means (5) in position of said drawer (31) with power cylinder (2). Said liner (32) is also movable relative to said drawer (31) and said body (21 '). Said servocontrol (1) comprises at least one displacement means (6) for said liner (32) in order to modify the fluid supply of said power cylinder (2) and thus to drive displacements of said rod (22) relative to said body (21) independently of the position of said control means (4).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 054 619 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)NATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY © Publication number: 3,054,619 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 01147©) National registration number: 16 01147
COURBEVOIE © Int Cl8 : F15 B 13/044 (2017.01), F 15 B 13/00, B 64 C 13/40COURBEVOIE © Int Cl 8 : F15 B 13/044 (2017.01), F 15 B 13/00, B 64 C 13/40
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
FR 3 054 619 - A1FR 3 054 619 - A1
SERVOCOMMANDE A STABILISATION INTEGREE AU DISTRIBUTEUR POUR LES COMMANDES DE VOL D'UN AERONEF.SERVO CONTROL WITH INTEGRATED STABILIZATION IN THE DISTRIBUTOR FOR FLIGHT CONTROLS OF AN AIRCRAFT.
_ La présente invention concerne une servocommande (1 ) destinée aux commandes de vol (10) d'un aéronef (50).The present invention relates to a servo control (1) intended for flight controls (10) of an aircraft (50).
Ladite servocommande (1 ) comporte un vérin de puissance (2) muni d'un corps (21 ) et d'une tige (22), au moins un distributeur (3) muni d'une chemise (32) et d'un tiroir (31 ), modifiant l'alimentation en fluide dudit vérin de puissance (2), un moyen de commande (4) pilotant des déplacements de ladite tige (22) en déplaçant ledit tiroir (31) par rapport à ladite chemise (32) et un moyen d'asservissement (5) en position dudit tiroir (31) avec vérin de puissance (2). Ladite chemise (32) est également mobile par rapport audit tiroir (31) et audit corps (21 '). Ladite servocommande (1) comporte au moins un moyen de déplacement (6) de ladite chemise (32) afin de modifier l'alimentation en fluide dudit vérin de puissance (2) et de piloter ainsi des déplacements de ladite tige (22) par rapport audit corps (21) indépendamment de la position dudit moyen de commande (4).Said servo control (1) comprises a power cylinder (2) provided with a body (21) and a rod (22), at least one distributor (3) provided with a jacket (32) and with a drawer (31), modifying the supply of fluid to said power cylinder (2), a control means (4) controlling displacements of said rod (22) by moving said drawer (31) relative to said jacket (32) and servo means (5) in position of said slide (31) with power cylinder (2). Said jacket (32) is also movable relative to said drawer (31) and to said body (21 '). Said servo control (1) comprises at least one displacement means (6) of said jacket (32) in order to modify the supply of fluid to said power cylinder (2) and thus to control displacements of said rod (22) relative to said body (21) independently of the position of said control means (4).
Servocommande à stabilisation intégrée au distributeur pour les commandes de vol d’un aéronefStabilization servo integrated in the distributor for aircraft flight controls
La présente invention est du domaine des commandes de vol pour aéronef et en particulier des commandes de vol pour aéronef à voilure tournante.The present invention is in the field of flight controls for aircraft and in particular flight controls for rotary wing aircraft.
La présente invention concerne une servocommande à stabilisation intégrée pour une commande de vol d’un aéronef ainsi qu’une commande de vol comportant une telle servocommande et qu’un aéronef équipé d’une ou plusieurs telles commandes de vol.The present invention relates to an integrated stabilization servo for a flight control of an aircraft as well as to a flight control comprising such a servo and to an aircraft equipped with one or more such flight controls.
Une commande de vol d’un aéronef permet de capter un ordre de pilotage engendré par le pilote de l’aéronef et de le transmettre à un ou plusieurs organes de vol, tels qu’une gouverne aérodynamique ou bien des pales d’un rotor par exemple, afin de modifier le comportement de l’aéronef dans l’espace.A flight control of an aircraft makes it possible to pick up a piloting order generated by the pilot of the aircraft and to transmit it to one or more flight components, such as an aerodynamic control surface or else blades of a rotor by example, in order to modify the behavior of the aircraft in space.
Une commande de vol est traditionnellement réalisée de façon mécanique, par l’intermédiaire d’un organe de commande, tel un manche, un levier, un palonnier ou autre, relié à un ou plusieurs organes de vol à l’aide de timoneries mécaniques à base de bielles, de tiges et/ou de câbles. Aujourd’hui, une commande de vol intègre, tout au moins sur les aéronefs de tailles moyennes à grandes, un système d’amplification de l’effort du pilote agencé entre l’organe de commande et chaque organe de vol.A flight control is traditionally carried out mechanically, by means of a control member, such as a handle, a lever, a spreader or the like, connected to one or more flight members by means of mechanical wheelhouses with base of connecting rods, rods and / or cables. Today, a flight control system incorporates, at least on medium to large aircraft, a pilot effort amplification system arranged between the control unit and each flight unit.
Par ailleurs, les aéronefs de dernière génération utilisent parfois des commandes de vol électriques, les timoneries mécaniques étant remplacées par des liaisons électriques qui transmettent la position de l’organe de commande à un ou plusieurs calculateurs. Ces calculateurs pilotent ensuite un ou plusieurs systèmes d’amplification afin de générer les déplacements appropriés des organes de vol.In addition, latest generation aircraft sometimes use electrical flight controls, the mechanical linkages being replaced by electrical connections which transmit the position of the control unit to one or more computers. These computers then control one or more amplification systems in order to generate the appropriate displacements of the flight components.
Les commandes de vol d’un aéronef, quelles soient mécaniques ou électriques, peuvent être pilotées par un pilote automatique afin d’assurer de façon automatique les déplacements des organes de vol et, par suite, le pilotage de l’aéronef.The flight controls of an aircraft, whether mechanical or electrical, can be piloted by an automatic pilot in order to automatically ensure the movements of the flight components and, consequently, the piloting of the aircraft.
Toutefois, les commandes de vol appliquées en particulier à un aéronef à voilure tournante doivent être particulièrement performantes afin d’assurer la sécurité de vol de l’aéronef.However, the flight controls applied in particular to a rotary wing aircraft must be particularly effective in order to ensure the flight safety of the aircraft.
En effet, contrairement à un avion qui comporte généralement plusieurs gouvernes sur un même axe de pilotage, un aéronef à voilure tournante ne possède pas de redondance de pilotage des organes de vol. Le rotor principal de l’aéronef assure le pilotage autour des axes de tangage et de roulis par l’intermédiaire des variations des pas cycliques longitudinal et latéral et du pas collectif des pales du rotor principal alors que le rotor arrière anticouple assure le pilotage autour de l’axe de lacet.In fact, unlike an airplane which generally comprises several control surfaces on the same piloting axis, an aircraft with rotary wing does not have redundant piloting of the flight components. The main rotor of the aircraft controls the pitch and roll axes by means of the variations in the longitudinal and lateral cyclic steps and the collective pitch of the blades of the main rotor, while the tail rotor ensures the control around the yaw axis.
En outre, un avion présente une certaine stabilité naturelle, qui permet au système de commande des gouvernes un temps d’absence lors de la reconfiguration après une panne. A l’inverse, un aéronef à voilure tournante est instable de nature, ce qui impose un contrôle permanent des organes de vol afin d’éviter, ou tout au moins de limiter, les risques de déstabilisation du vol.In addition, an aircraft has a certain natural stability, which allows the control system of the control surfaces to be absent during reconfiguration after a failure. Conversely, a rotary wing aircraft is unstable in nature, which requires permanent control of the flight components in order to avoid, or at least limit, the risks of flight destabilization.
En conséquence, le pilote automatique associé aux commandes de vol d’un aéronef à voilure tournante doit permettre d’une part une fonction de stabilisation du vol de l’aéronef, en intervenant partiellement sur les déplacements des organes de vol en complément des actions du pilote, et d’autre part une fonction de pilotage proprement dite, en intervenant en lieu et place du pilote pour commander les déplacements des organes de vol.Consequently, the autopilot associated with the flight controls of a rotary wing aircraft must allow, on the one hand, a function for stabilizing the flight of the aircraft, by partially intervening in the movements of the flight components in addition to the actions of the pilot, and on the other hand a piloting function proper, intervening in place of the pilot to control the movements of the flight components.
A cet effet, une commande de vol mécanique pour un aéronef à voilure tournante associée à un pilote automatique comporte de façon connue :To this end, a mechanical flight control for a rotary wing aircraft associated with an automatic pilot comprises in known manner:
-un organe de commande, par exemple un manche de pas cyclique, un levier de pas collectif ou bien un palonnier, destiné à recevoir un ordre de pilotage d’un pilote de l’aéronef sous la forme d’une action de ce pilote visant à déplacer l’organe de commande,a control member, for example a cyclic step handle, a collective step lever or else a spreader, intended to receive a piloting order from a pilot of the aircraft in the form of an action by this pilot aimed to move the control member,
-un moyen de transfert mécanique de cet ordre de pilotage d’un pilote, généralement une timonerie mécanique,a means of mechanical transfer of this piloting order of a pilot, generally a mechanical wheelhouse,
-un ou plusieurs systèmes d’amplification, généralement une servocommande, liés à un organe de vol de l’aéronef et au moyen de transfert mécanique afin d’actionner l’organe de vol,one or more amplification systems, generally a servo-control, linked to a flight component of the aircraft and by mechanical transfer in order to actuate the flight component,
-un premier vérin, usuellement appelé « vérin série », intégré au moyen de transfert mécanique, et susceptible de modifier l’ordre de pilotage du pilote de façon complètement transparente pour le pilote, eta first cylinder, usually called "series cylinder", integrated by means of mechanical transfer, and capable of modifying the piloting order of the pilot in a manner completely transparent to the pilot, and
-un second vérin, usuellement appelé « vérin de trim » lié à l’organe de commande parallèlement au moyen de transfert mécanique et susceptible de remplacer l’ordre de pilotage du pilote par un ordre de commande du pilote automatique.-a second cylinder, usually called a "trim cylinder" linked to the control member in parallel by mechanical transfer and capable of replacing the pilot's piloting order with an automatic pilot command.
Le pilote automatique comporte un ou plusieurs calculateurs et détermine des ordres de commande transmis selon leurs effets et leurs fonctions au vérin série et/ou au vérin de trim afin d’alléger la charge de travail du pilote.The autopilot comprises one or more computers and determines control orders transmitted according to their effects and their functions to the serial cylinder and / or to the trim cylinder in order to lighten the pilot's workload.
Le vérin de trim constitue un moyen de recentrage d’effort agencé parallèlement au moyen de transfert mécanique et agit sur l’organe de commande par l’intermédiaire d’une liaison souple, telle une boite de ressort par exemple. En conséquence, les actions du vérin de trim sont perçues pour le pilote. De la sorte, un déplacement généré par ce vérin de trim modifie la position de l’organe de commande et agit sur le moyen de transfert en fonction des ordres de commande du pilote automatique afin de piloter de façon automatique l’aéronef.The trim cylinder constitutes a force refocusing means arranged parallel to the mechanical transfer means and acts on the control member via a flexible connection, such as a spring box for example. Consequently, the actions of the trim cylinder are perceived for the pilot. In this way, a displacement generated by this trim cylinder modifies the position of the control member and acts on the transfer means according to the control commands of the autopilot in order to pilot the aircraft automatically.
Le vérin série est intégré au moyen de transfert mécanique, généralement formé par une timonerie mécanique et agencé entre l’organe de commande et chaque système d’amplification. De la sorte, les déplacements générés par ce vérin série agissent sur le déplacement de la timonerie en aval de l’organe de commande et, par suite, sans agir sur la position de cet organe de commande. En conséquence, les actions du vérin série sont complètement transparentes pour le pilote, qui ne ressent pas l’influence du vérin série dans l’organe de commande. Le vérin série agit sur le moyen de transfert en fonction des ordres de commande du pilote automatique afin d’agir sur la stabilité aussi bien statique que dynamique et le confort de pilotage de l’aéronef.The series cylinder is integrated by means of mechanical transfer, generally formed by a mechanical linkage and arranged between the control member and each amplification system. In this way, the displacements generated by this series actuator act on the displacement of the linkage downstream of the control member and, consequently, without acting on the position of this control member. As a result, the actions of the serial cylinder are completely transparent to the pilot, who does not feel the influence of the serial cylinder in the control unit. The series actuator acts on the transfer means according to the control commands of the autopilot in order to act on both static and dynamic stability and the comfort of piloting the aircraft.
Le vérin de trim est de préférence un vérin à action lente évitant un comportement brutal et dangereux de l’aéronef. Le vérin de trim a un plein contrôle sur les paramètres de vol de l’aéronef.The trim cylinder is preferably a slow-acting cylinder which avoids brutal and dangerous behavior of the aircraft. The trim cylinder has full control over the flight parameters of the aircraft.
Le vérin série est un vérin à action rapide afin de s’opposer aux oscillations défavorables de l’aéronef rencontrées en vol. Son autorité doit être limitée et en particulier inférieure à celle du vérin de trim afin de ne pas déstabiliser l’aéronef en vol, mais également de laisser suffisamment de temps au pilote pour réagir en cas de difficulté. Le vérin série est souvent un vérin électrique pour permettre ces actions rapides.The series actuator is a fast acting actuator in order to counter the unfavorable oscillations of the aircraft encountered in flight. Its authority must be limited and in particular lower than that of the trim cylinder in order not to destabilize the aircraft in flight, but also to allow the pilot enough time to react in the event of difficulty. The series cylinder is often an electric cylinder to allow these quick actions.
Par sa fonction, un vérin série peut être agencé à l’intérieur ou bien l’extérieur de l’habitacle de l’aéronef à voilure tournante selon son architecture. Une installation extérieure implique des conditions d’utilisation diverses et changeantes le vérin série étant notamment soumis à des conditions climatiques difficiles, telles qu’une forte humidité, un environnement extrêmement sale ou agressif, comme le sable ou le gel, ainsi que des températures extrêmes avec des amplitudes importantes, par exemple entre -40 degrés Celsius (-40°C) à +80°C.By its function, a series cylinder can be arranged inside or outside the cockpit of the rotary wing aircraft according to its architecture. An outdoor installation implies various and changing conditions of use, the series cylinder being notably subjected to difficult climatic conditions, such as high humidity, an extremely dirty or aggressive environment, such as sand or frost, as well as extreme temperatures. with large amplitudes, for example between -40 degrees Celsius (-40 ° C) to + 80 ° C.
En conséquence, la résistance à ces conditions climatiques difficiles impose, entre autres, la mise en place de moyens d’étanchéité particuliers pouvant augmenter le coût et la masse de ce vérin série. De plus, et malgré la mise en place de ces moyens d’étanchéité, la fréquence des opérations de maintenance ou bien de remplacement de ce vérin série peut être augmentée en fonction de ces conditions climatiques difficiles. Par suite, le coût de la maintenance de ce vérin série est également augmenté.Consequently, the resistance to these difficult climatic conditions requires, among other things, the installation of special sealing means which can increase the cost and the mass of this series actuator. In addition, and despite the installation of these sealing means, the frequency of maintenance or replacement of this series actuator can be increased depending on these difficult climatic conditions. As a result, the cost of maintaining this series cylinder is also increased.
Le vérin série doit fournir une puissance suffisante afin de déplacer la timonerie mécanique de la commande de vol qui intègre diverses résistances telles que des efforts de friction et l’inertie des composants à déplacer. L’utilisation d’un vérin série électrique implique alors une consommation de courant électrique importante. De la sorte, les faisceaux électriques alimentant électriquement ces vérins série sont dimensionnés en conséquence et ont des raideurs qui peuvént être importantes, ajoutant des efforts supplémentaires à ceux de cette timonerie mécanique.The series cylinder must provide sufficient power to move the mechanical linkage of the flight control which incorporates various resistances such as friction forces and the inertia of the components to be moved. The use of an electric series actuator then involves a significant consumption of electric current. In this way, the electrical harnesses electrically supplying these series jacks are dimensioned accordingly and have stiffnesses which can be significant, adding additional efforts to those of this mechanical wheelhouse.
De plus, l’intégration de ce vérin série peut être difficile sur la timonerie mécanique de la commande de vol à cause de son encombrement. De même, la masse de chaque vérin peut être relativement importante, par exemple de l’ordre de 800 grammes (800g). Cette masse peut également rendre l’équilibrage des commandes de vol délicat.In addition, the integration of this series cylinder can be difficult on the mechanical wheelhouse of the flight control because of its size. Similarly, the mass of each cylinder can be relatively large, for example of the order of 800 grams (800g). This mass can also make balancing flight controls difficult.
Enfin, les jeux présents dans la timonerie mécanique peuvent dégrader la précision et l’efficacité du vérin série et, par suite, la précision de la stabilisation de l’aéronef.Finally, the clearances present in the mechanical wheelhouse can degrade the precision and efficiency of the series actuator and, as a result, the precision of the stabilization of the aircraft.
En outre, le système d’amplification d’un organe de vol d’un aéronef à voilure tournante est généralement une servocommande. Une telle servocommande comporte de façon connue un actionneur, tel un vérin, au moins un distributeur alimentant l’actionneur en fluide, un moyen de commande agissant sur chaque distributeur afin de piloter les déplacements de l’actionneur et, par suite, d’agir sur un organe de vol, et un moyen d’asservissement en position de l’actionneur et du distributeur.In addition, the amplification system of a flight component of a rotary wing aircraft is generally a servo control. Such a servo-control comprises in known manner an actuator, such as a jack, at least one distributor supplying the actuator with fluid, a control means acting on each distributor in order to control the movements of the actuator and, consequently, to act on a flight member, and a servo means in position of the actuator and the distributor.
Le vérin peut être à simple corps ou bien à double corps en fonction par exemple de l’effort à appliquer pour déplacer l’organe de vol. Un vérin double corps comporte deux corps solidaires l’un de l’autre et ségrégués hydrauliquement l’un de l’autre. Chaque corps comporte deux chambres situées de part et d’autre d’un piston solidaire d’une tige. Une servocommande avec un vérin simple corps comporte un seul distributeur alimentant le corps du vérin. Une servocommande avec un vérin double corps comporte deux distributeurs alimentant respectivement et indépendamment les chambres de chaque corps du vérin.The cylinder can be single-body or double-body depending, for example, on the force to be applied to move the flight member. A double body cylinder has two bodies which are integral with one another and hydraulically segregated from one another. Each body has two chambers located on either side of a piston secured to a rod. A servo drive with a single body cylinder has a single distributor supplying the cylinder body. A servo drive with a double-body cylinder has two distributors supplying the chambers of each cylinder body respectively and independently.
Le vérin comporte donc au moins un corps ainsi qu’une tige mobile par rapport au(x) corps. La tige est généralement mobile en translation parallèlement à un premier axe de la tige. La tige du vérin est par exemple liée à la structure de l’aéronef, de préférence par une liaison à rotule, alors que le corps du vérin est mobile par rapport à cette structure de l’aéronef et est lié à l’organe de vol. L’inverse est également possible, le corps étant alors lié à la structure de l’aéronef, de préférence par une liaison à rotule, et la tige étant mobile par rapport à cette structure et liée à l’organe de vol.The actuator therefore comprises at least one body and a rod movable relative to the (x) body. The rod is generally movable in translation parallel to a first axis of the rod. The rod of the jack is for example linked to the structure of the aircraft, preferably by a ball joint, while the body of the jack is movable relative to this structure of the aircraft and is linked to the flight member. . The reverse is also possible, the body then being linked to the structure of the aircraft, preferably by a ball joint, and the rod being movable relative to this structure and linked to the flight component.
Dans les deux cas, chaque distributeur peut être lié à la structure de l’aéronef par une liaison à rotule. De préférence, chaque distributeur est solidaire du corps du vérin de puissance de la servocommande afin de supprimer les mouvements relatifs de chaque distributeur vis-à-vis du corps du vérin de puissance et, par suite, de limiter les risques de panne.In both cases, each distributor can be linked to the structure of the aircraft by a ball joint. Preferably, each distributor is integral with the body of the power actuator of the servo-control in order to eliminate the relative movements of each distributor vis-à-vis the body of the power actuator and, consequently, to limit the risks of failure.
Chaque distributeur est muni d’une chemise et d’un tiroir, le tiroir étant mobile par rapport à la chemise. Il est à noter que le tiroir est généralement mobile en translation par rapport à la chemise, cette translation étant effectuée parallèlement à un second axe du tiroir. Toutefois, des distributeurs rotatifs sont également utilisés sur certaines commandes de vol d’aéronefs. Le tiroir est alors mobile en rotation par rapport à la chemise, cette rotation étant effectuée autour du second axe du tiroir.Each dispenser is provided with a folder and a drawer, the drawer being movable relative to the folder. It should be noted that the drawer is generally movable in translation relative to the jacket, this translation being carried out parallel to a second axis of the drawer. However, rotary distributors are also used on some aircraft flight controls. The drawer is then movable in rotation relative to the liner, this rotation being carried out around the second axis of the drawer.
Le moyen de commande est relié à un organe de commande de l’aéronef par l’intermédiaire d’un moyen de transfert. Ce moyen de commande agit sur chaque distributeur et pilote le déplacement du tiroir par rapport à la chemise de ce distributeur.The control means is connected to a control member of the aircraft by means of transfer means. This control means acts on each distributor and controls the movement of the drawer relative to the jacket of this distributor.
Une telle servocommande est utilisable aussi bien pour une commande de vol mécanique qu’électrique. En effet, pour une commande de vol mécanique, le moyen de transfert est généralement une timonerie mécanique et le moyen de commande est par exemple une bielle de cette timonerie mécanique liée au tiroir de chaque distributeur. Cette bielle transmet ainsi le déplacement de la timonerie mécanique afin de déplacer le tiroir de chaque distributeur.Such a servo control can be used for both mechanical and electrical flight control. Indeed, for a mechanical flight control, the transfer means is generally a mechanical wheelhouse and the control means is for example a connecting rod of this mechanical wheelhouse linked to the drawer of each distributor. This connecting rod thus transmits the movement of the mechanical wheelhouse in order to move the drawer of each distributor.
Pour une commande de vol électrique, le moyen de transfert comporte par exemple des liaisons électriques et au moins un calculateur, le moyen de commande étant constitué par un actionneur, tel un vérin électrique, piloté par un calculateur et lié au tiroir de chaque distributeur afin de provoquer le déplacement de ce tiroir.For an electric flight control, the transfer means comprises for example electrical connections and at least one computer, the control means being constituted by an actuator, such as an electric actuator, controlled by a computer and linked to the drawer of each distributor so cause this drawer to move.
Ce déplacement du tiroir provoque l’alimentation d’une des chambres de chaque corps du vérin et, en conséquence, un déplacement de la tige du vérin par rapport au(x) corps.This displacement of the slide causes the supply of one of the chambers of each body of the jack and, consequently, a displacement of the rod of the jack with respect to the body (s).
Le moyen d’asservissement en position du tiroir avec le vérin de puissance fournit une information de la position relative de la tige par rapport au(x) corps du vérin à chaque distributeur. De la sorte, lorsque le déplacement de tige par rapport au(x) corps correspond à l’ordre de commande, l’alimentation du vérin par le distributeur est arrêtée et, par suite, le déplacement de la tige est également arrêté. Ce déplacement de la tige du vérin est donc asservi en position par rapport à l’ordre de commande qui a provoqué le déplacement initial du tiroir de chaque distributeur. Le moyen d’asservissement est de préférence mécanique, sans pour autant impacter l’organe de commande, ce retour d’information étant transparent pour le pilote de l’aéronef.The slaving position control means with the power cylinder provides information on the relative position of the rod relative to the cylinder body (s) to each distributor. In this way, when the displacement of the rod relative to the body (s) corresponds to the control order, the supply of the actuator by the distributor is stopped and, consequently, the displacement of the rod is also stopped. This movement of the cylinder rod is therefore controlled in position relative to the control order which caused the initial movement of the drawer of each distributor. The servo means is preferably mechanical, without impacting the control unit, this feedback being transparent to the pilot of the aircraft.
Le moyen d’asservissement est notamment lié au moyen de transfert lorsque chaque distributeur est lié à la structure de l’aéronef. Lorsque chaque distributeur est solidaire du corps du vérin de puissance, ce moyen d’asservissement est formé directement par la liaison de type encastrement entre chaque distributeur et le corps du vérin de puissance, chaque distributeur accompagnant alors les mouvements du corps du vérin de puissance par rapport à la tige du vérin de puissance.The servo means is notably linked to the transfer means when each distributor is linked to the structure of the aircraft. When each distributor is integral with the body of the power cylinder, this control means is formed directly by the recess-type connection between each distributor and the body of the power cylinder, each distributor then accompanying the movements of the body of the power cylinder by relative to the rod of the power cylinder.
Les déplacements du tiroir de chaque distributeur sont généralement très faibles. Ces déplacements autorisent l’alimentation en fluide du vérin de la servocommande. Par contre, les déplacements de la tige du vérin qui assurent les déplacements de l’organe de vol peuvent être plus importants.The displacements of the drawer of each dispenser are generally very small. These movements authorize the supply of fluid to the actuator cylinder. On the other hand, the displacements of the rod of the jack which ensure the displacements of the flight member can be greater.
Par ailleurs, on connaît le document US 4959581 qui décrit une servocommande comportant un étage de pilotage muni d’un moyen électrique et un moyen hydraulique ainsi qu’un étage de puissance. Le moyen électrique est un élément piézoélectrique agencé à l’intérieur du moyen hydraulique et se déformant sous l’application d’une tension électrique afin de modifier l’alimentation hydraulique de l’étage de puissance par le moyen hydraulique.Furthermore, document US Pat. No. 4959581 is known which describes a servo control comprising a control stage provided with electrical means and a hydraulic means as well as a power stage. The electrical means is a piezoelectric element arranged inside the hydraulic means and deforms under the application of an electric voltage in order to modify the hydraulic supply of the power stage by the hydraulic means.
En outre, l’arrière-plan technologique comporte le document US 4101114 qui décrit un distributeur hydraulique facilement démontable afin de modifier en particulier les caractéristiques élastiques d’un moyen d’asservissement et le document US 8066090 qui décrit un dispositif hydraulique de contrôle d’une boîte automatique de vitesse pour motorisation hybride.In addition, the technological background includes document US 4101114 which describes an easily removable hydraulic distributor in order to modify in particular the elastic characteristics of a servo means and document US 8066090 which describes a hydraulic device for controlling an automatic gearbox for hybrid motorization.
La présente invention a pour but de s’affranchir des limitations mentionnées ci-dessus liées à l’implantation d’un vérin série sur une timonerie mécanique d’une commande de vol d’un aéronef en supprimant l’utilisation d’un tel vérin série tout en bénéficiant de la fonction assurée par ce vérin série.The present invention aims to overcome the limitations mentioned above related to the installation of a series actuator on a mechanical wheelhouse of a flight control of an aircraft by eliminating the use of such an actuator series while enjoying the function provided by this series cylinder.
Dans ce cadre, la présente invention a pour objet une servocommande à stabilisation intégrée disposant d’un moyen de pilotage complémentaire du déplacement de la tige du vérin de la servocommande. La présente invention a également pour objet une commande de vol pour aéronef comportant une telle servocommande à stabilisation intégrée et ne comportant pas de vérin série sur son moyen de transfert d’un ordre de pilotage.In this context, the present invention relates to a servo-control with integrated stabilization having a means of complementary control of the displacement of the rod of the actuator cylinder. The present invention also relates to a flight control for an aircraft comprising such a servo-control with integrated stabilization and not comprising a series actuator on its means for transferring a piloting order.
L'invention concerne également un aéronef muni d’au moins une telle commande de vol. L'invention concerne en outre un procédé de déplacement de la tige du vérin d’une servocommande.The invention also relates to an aircraft provided with at least one such flight control. The invention further relates to a method of moving the rod of the actuator cylinder.
Selon l’invention, une servocommande à stabilisation intégrée comporte :According to the invention, an integrated stabilization servo comprises:
-un vérin de puissance muni d’au moins un corps et d’une tige, la tige étant mobile par rapport au(x) corps,-a power cylinder provided with at least one body and a rod, the rod being movable relative to the body (s),
-au moins un distributeur alimentant le vérin de puissance en fluide, chaque distributeur étant muni d’une chemise et d’un tiroir, chaque tiroir d’un distributeur étant mobile par rapport à la chemise de ce distributeur afin de modifier l’alimentation en fluide du vérin de puissance,at least one distributor supplying the power cylinder with fluid, each distributor being provided with a jacket and a drawer, each drawer of a distributor being movable relative to the jacket of this distributor in order to modify the supply power cylinder fluid,
-un moyen de commande pilotant des déplacements de la tige par rapport au(x) corps en déplaçant le tiroir de chaque distributeur par rapport à la chemise de ce distributeur, eta control means controlling movements of the rod relative to the body (s) by moving the drawer of each dispenser relative to the jacket of this dispenser, and
-un moyen d’asservissement en position du tiroir avec le vérin de puissance.-a means of servo-control in the drawer position with the power cylinder.
Cette servocommande à stabilisation intégrée est destinée aux commandes de vol des aéronefs et est plus particulièrement adaptée aux besoins des aéronefs à voilures tournantes.This integrated stabilization servo is intended for flight controls of aircraft and is more particularly adapted to the needs of rotary wing aircraft.
Cette servocommande à stabilisation intégrée selon l’invention est remarquable en ce que la chemise de chaque distributeur est mobile par rapport au tiroir de ce distributeur et au corps du vérin de puissance afin de modifier l’alimentation en fluide du vérin de puissance et la servocommande comporte au moins un moyen de déplacement lié à chaque chemise afin de déplacer la chemise d’un distributeur par rapport au tiroir de ce distributeur et au corps du vérin de puissance et, par suite, de piloter des déplacements de la tige par rapport au(x) corps indépendamment de la position du moyen de commande.This integrated stabilization servo control according to the invention is remarkable in that the jacket of each distributor is movable relative to the drawer of this distributor and to the body of the power cylinder in order to modify the fluid supply of the power cylinder and the servo control. comprises at least one displacement means linked to each liner in order to move the liner of a dispenser relative to the drawer of this dispenser and to the body of the power cylinder and, consequently, to control displacements of the rod relative to ( x) body regardless of the position of the control means.
Chaque moyen de déplacement peut être solidaire de la structure de l’aéronef, par l’intermédiaire d’une liaison de type encastrement ou bien d’une liaison à rotule, De préférence, chaque moyen de déplacement est solidaire du corps du vérin de puissance, par l’intermédiaire d’une liaison de type encastrement, et permet ainsi à la chemise d’un distributeur de se déplacer par rapport au corps du vérin de puissance.Each displacement means may be integral with the structure of the aircraft, by means of a connection of the undercarriage type or else by a ball joint connection. Preferably, each displacement means is integral with the body of the power cylinder. , by means of a built-in type connection, and thus allows the jacket of a distributor to move relative to the body of the power cylinder.
Cette servocommande à stabilisation intégrée est destinée aux commandes de vol mécaniques, le moyen de commande étant par exemple une partie d’une timonerie mécanique, telle une bielle, liée au tiroir de chaque distributeur. Cette servocommande à stabilisation intégrée peut également être utilisée avec des commandes de vol électriques, le moyen de commande étant constitué par un ou plusieurs actionneurs lié respectivement au tiroir de chaque distributeur ainsi qu’à un ou plusieurs calculateurs de la commande de vol électrique.This integrated stabilization servo is intended for mechanical flight controls, the control means being for example a part of a mechanical wheelhouse, such as a connecting rod, linked to the drawer of each distributor. This integrated stabilization servo can also be used with electric flight controls, the control means being constituted by one or more actuators linked respectively to the drawer of each distributor as well as to one or more computers of the electric flight control.
Cette servocommande à stabilisation intégrée permet ainsi un premier déplacement de la tige du vérin de puissance réalisé suite à un déplacement du tiroir de chaque distributeur par rapport à la chemise de ce distributeur piloté par le moyen de commande. Le déplacement du tiroir est effectué par rapport à la chemise du distributeur ainsi que par rapport au(x) corps du vérin de puissance.This servo-control with integrated stabilization thus allows a first displacement of the rod of the power jack carried out following a displacement of the drawer of each distributor relative to the jacket of this distributor controlled by the control means. The drawer is moved relative to the distributor jacket as well as to the body (s) of the power cylinder.
Ce premier déplacement fait suite à une action de pilotage d’un pilote de l’aéronef ou bien d’un pilote automatique de l’aéronef sur un organe de commande d’une commande de vol comportant la servocommande à stabilisation intégrée selon l’invention. Ce premier déplacement génère ainsi un déplacement de l’organe de vol associé à cette commande de vol afin par exemple de réaliser une manœuvre de l’aéronef en vol.This first movement follows an action of piloting an aircraft pilot or else an automatic pilot of the aircraft on a flight control control member comprising the integrated stabilization servo control according to the invention . This first movement thus generates a movement of the flight component associated with this flight command in order, for example, to maneuver the aircraft in flight.
Avantageusement, cette servocommande à stabilisation intégrée permet aussi un second déplacement de la tige du vérin de puissance qui est réalisé suite à un déplacement de la chemise de chaque distributeur par rapport au tiroir de ce distributeur ainsi que par rapport au(x) corps du vérin de puissance indépendamment de la position du moyen de commande.Advantageously, this servo-control with integrated stabilization also allows a second displacement of the rod of the power cylinder which is produced following a displacement of the jacket of each distributor with respect to the drawer of this distributor as well as with respect to the cylinder body (s) regardless of the position of the control means.
Ce second déplacement fait suite à une action d’un pilote automatique de l’aéronef directement sur chaque distributeur de la servocommande à stabilisation intégrée par l’intermédiaire de chaque moyen de déplacement lié à la chemise de chaque distributeur. Ce second déplacement génère alors un déplacement de l’organe de vol afin de stabiliser le vol de l’aéronef indépendamment des actions de pilotage d’un pilote de l’aéronef sur l’organe de commande de la commande de vol comportant la servocommande à stabilisation intégrée.This second displacement follows an action by an automatic pilot of the aircraft directly on each distributor of the integrated stabilization servo control by means of each displacement means linked to the jacket of each distributor. This second movement then generates a movement of the flight member in order to stabilize the flight of the aircraft independently of the piloting actions of a pilot of the aircraft on the flight control control member comprising the servo control to integrated stabilization.
Le vérin de puissance peut être un vérin à simple corps muni d’un seul corps, la servocommande à stabilisation intégrée comportant un seul distributeur. La servocommande à stabilisation intégrée comporte alors un seul moyen de déplacement afin de déplacer la chemise de ce distributeur.The power cylinder can be a single-body cylinder with a single body, the integrated stabilization servo control having a single valve. The integrated stabilization servo then has only one displacement means in order to move the jacket of this distributor.
Le vérin de puissance peut également être un vérin à double corps muni de deux corps, la servocommande à stabilisation intégrée comportant deux distributeurs.The power cylinder can also be a double-body cylinder provided with two bodies, the integrated stabilization servo control comprising two distributors.
Dans ce cas, les tiroirs de ces deux distributeurs sont de préférence solidaires mécaniquement l’un de l’autre et les deux chemises des deux distributeurs sont également solidaires mécaniquement l’une de l’autre. La servocommande à stabilisation intégrée comporte alors un seul moyen de déplacement afin de déplacer simultanément les deux chemises. De la sorte, les deux distributeurs s’ouvrent et se ferment simultanément et de la même façon afin d’éviter l’apparition d’efforts antagonistes entre les deux corps du vérin de puissance.In this case, the drawers of these two distributors are preferably mechanically secured to one another and the two shirts of the two distributors are also mechanically secured to one another. The integrated stabilization servo then has only one displacement means in order to simultaneously move the two liners. In this way, the two distributors open and close simultaneously and in the same way in order to avoid the appearance of antagonistic forces between the two bodies of the power cylinder.
Toutefois, bien que ces tiroirs des deux distributeurs soient solidaires mécaniquement l’un de l’autre, les deux chemises des deux distributeurs peuvent ne pas être liées mécaniquement l’une à l’autre. La servocommande à stabilisation intégrée comporte alors deux moyens de déplacement distincts liés respectivement à la chemise d’un distributeur et permettant de déplacer respectivement et indépendamment les chemises des deux distributeurs.However, although these drawers of the two distributors are mechanically secured to one another, the two shirts of the two distributors may not be mechanically linked to each other. The integrated stabilization servo then comprises two separate displacement means linked respectively to the jacket of a distributor and making it possible to move the shirts of the two distributors respectively and independently.
Les deux moyens de déplacement peuvent alors être commandés afin de déplacer simultanément et de façon identique les chemises des deux distributeurs.The two movement means can then be controlled in order to move the shirts of the two distributors simultaneously and in an identical manner.
Cependant, il est possible de commander les deux moyens de déplacement afin de déplacer les chemises des deux distributeurs avec un décalage. Ce décalage des déplacements des deux chemises peut permettre par exemple d’alimenter de façon désynchronisée les deux corps du vérin de puissance.However, it is possible to control the two displacement means in order to move the shirts of the two distributors with an offset. This shift in displacement of the two liners can make it possible, for example, to supply the two bodies of the power cylinder out of sync.
Par ailleurs, l’utilisation de deux moyens de déplacement et de deux chemises ségréguées mécaniquement peut également permettre de faciliter le réglage de la position du « neutre hydraulique » de l’ensemble formé par les deux distributeurs ainsi que la synchronisation des deux distributeurs. Cette utilisation de deux moyens de déplacement distincts et des chemises ségréguées mécaniquement peut également permettre de compenser une désynchronisation des distributeurs suite notamment à leur usure.Furthermore, the use of two displacement means and two mechanically segregated shirts can also make it possible to facilitate the adjustment of the position of the “hydraulic neutral” of the assembly formed by the two distributors as well as the synchronization of the two distributors. This use of two separate displacement means and mechanically segregated shirts can also make it possible to compensate for a desynchronization of the distributors following in particular their wear.
En outre, le déplacement de chaque chemise n’est soumis qu’à une faible résistance, chaque chemise n’étant liée ni au moyen de transfert de la commande de vol, ni à l’organe de vol. De plus, ces déplacements de la chemise ont également une faible amplitude. En conséquence, le moyen de déplacement a avantageusement des dimensions faibles et une masse réduite.In addition, the movement of each liner is subjected to only low resistance, each liner being neither linked to the flight control transfer means nor to the flight component. In addition, these movements of the shirt also have a small amplitude. Consequently, the displacement means advantageously has small dimensions and a reduced mass.
Chaque moyen de déplacement est par exemple un actionneur électrique, tel un vérin électrique ou bien un actionneur piézo-électrique compact. Chaque moyen de déplacement peut également être une servovalve hydro-électrique.Each displacement means is for example an electric actuator, such as an electric actuator or else a compact piezoelectric actuator. Each displacement means can also be a hydro-electric servovalve.
Par exemple, ce vérin électrique comporte un corps avec un diamètre intérieur de l’ordre de quelques dizaines de millimètres, typiquement 50mm, a une course de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre, typiquement 0.2mm, et développe un effort de quelques dizaines de Newton, typiquement 50 Newton.For example, this electric actuator comprises a body with an internal diameter of the order of a few tens of millimeters, typically 50mm, has a stroke of the order of a few tenths of a millimeter, typically 0.2mm, and develops an effort of a few tens Newtonian, typically 50 Newton.
Par ailleurs, un distributeur peut comporter en plus du tiroir et de la chemise, une chemise extérieure. La chemise est alors agencée entre le tiroir et la chemise extérieure, et peut être désignée « chemise intermédiaire » ou « tiroir intermédiaire ». Ce distributeur permet avantageusement, en cas de grippage du tiroir par rapport à la chemise, de déplacer l’ensemble formé par le tiroir et la chemise par rapport à la chemise externe et de permettre le fonctionnement du distributeur et, par suite, de la servocommande. En fonctionnement normal du distributeur, en l’absence de grippage, la chemise est mobile vis-à-vis du tiroir et de la chemise externe et le tiroir se déplace par rapport à la chemise.Furthermore, a dispenser may include in addition to the drawer and the folder, an outer folder. The folder is then arranged between the drawer and the outer folder, and can be designated "intermediate folder" or "intermediate drawer". This distributor advantageously makes it possible, in the event of the drawer seizing with respect to the jacket, to move the assembly formed by the drawer and the jacket with respect to the external jacket and to allow the operation of the distributor and, consequently, of the servo-control. . In normal operation of the dispenser, in the absence of seizure, the folder is movable with respect to the drawer and the outer folder and the drawer moves relative to the folder.
En conséquence et pour ce type de distributeur, le moyen de déplacement peut être lié indifféremment à la chemise ou bien à la chemise externe, provoquant alors le déplacement respectivement de la chemise ou bien de la chemise externe par rapport au tiroir et au vérin de puissance de la servocommande à stabilisation intégrée.Consequently and for this type of distributor, the displacement means can be linked either to the jacket or to the external jacket, then causing the displacement of the jacket or of the external jacket respectively with respect to the drawer and the power cylinder. of the integrated stabilization servo control.
La présente invention a aussi pour objet une commande de vol d’un aéronef comportant un organe de vol de l’aéronef, une servocommande à stabilisation intégrée telle que précédemment décrite et liée à cet organe de vol, un organe de commande et un moyen de transfert d’un ordre de pilotage.The present invention also relates to a flight control of an aircraft comprising a flight member of the aircraft, a servo-control with integrated stabilization as previously described and linked to this flight member, a control member and a means of transfer of a piloting order.
Le moyen de transfert est lié à l’organe de commande ainsi qu’à la servocommande à stabilisation intégrée et permet de transmettre à la servocommande un ordre de pilotage fourni par un pilote de l’aéronef par l’intermédiaire de l’organe de commande. Le moyen de transfert est plus précisément lié au moyen de commande de la servocommande et pilote le premier déplacement de la tige du vérin de puissance et, par suite, un déplacement de l’organe de vol.The transfer means is linked to the control member as well as to the integrated stabilization servo-control and makes it possible to transmit to the servo-control a piloting order supplied by a pilot of the aircraft via the control member. . The transfer means is more precisely linked to the servo control means and controls the first displacement of the rod of the power cylinder and, consequently, a displacement of the flight component.
Chaque moyen de déplacement de la servocommande à stabilisation intégrée provoque directement un déplacement de la chemise de chaque distributeur par rapport au tiroir de ce distributeur ainsi que par rapport au(x) corps du vérin de puissance et pilote alors le deuxième déplacement de la tige du vérin de puissance et, par suite, un déplacement de l’organe de vol indépendamment d’un ordre de pilotage fourni par l’organe de commande. Ce moyen de déplacement a ainsi une fonction identique au vérin série utilisé traditionnellement sur le moyen de transfert mécanique d’une commande de vol afin de stabiliser le comportement de l’aéronef. Chaque moyen de déplacement est piloté par un pilote automatique de l’aéronef.Each means of displacement of the integrated stabilization servo control directly causes a displacement of the jacket of each distributor with respect to the drawer of this distributor as well as with respect to the body (s) of the power cylinder and then controls the second displacement of the rod of the power cylinder and, consequently, a displacement of the flight component independently of a piloting order supplied by the control component. This displacement means thus has a function identical to the series actuator traditionally used on the mechanical transfer means of a flight control in order to stabilize the behavior of the aircraft. Each means of movement is controlled by an automatic pilot of the aircraft.
Une telle commande de vol d’un aéronef comportant une servocommande à stabilisation intégrée ne nécessite donc pas la présence d’un vérin série pour assurer notamment la stabilisation de l’aéronef. Par contre, cette commande de vol peut comporter un vérin de trim afin qu’un pilote automatique de l’aéronef génère des premiers déplacements de la tige du vérin de puissance et, par suite des déplacements de l’organe de vol.Such an flight control of an aircraft comprising a servo-control with integrated stabilization therefore does not require the presence of a series actuator to ensure in particular the stabilization of the aircraft. On the other hand, this flight control may include a trim actuator so that an automatic pilot of the aircraft generates first displacements of the rod of the power actuator and, as a result of displacements of the flight component.
L’utilisation de chaque moyen de déplacement de la servocommande à stabilisation intégrée à la place d’un vérin série de la commande de vol présente plusieurs avantages.The use of each means of displacement of the integrated stabilization servo control in place of a serial cylinder of the flight control has several advantages.
Tout d’abord, le moyen de déplacement provoquant les déplacements de la chemise de chaque distributeur peut facilement être isolé et/ou protégé de l’environnement extérieur et de ses agressions, augmentant ainsi sa durée de vie et diminuant la fréquence des opérations de maintenance et de fait de leurs coûts.First of all, the means of movement causing the movements of the jacket of each dispenser can easily be isolated and / or protected from the external environment and its aggressions, thereby increasing its service life and reducing the frequency of maintenance operations. and indeed their costs.
De plus, chaque moyen de déplacement fournit moins d’effort pour assurer sa fonction, à savoir déplacer uniquement la chemise de chaque distributeur et non plus une partie de la timonerie mécanique de la commande de vol, ce qui permet d’une part de réduire ses dimensions et sa masse et d’autre part de baisser sa consommation de courant électrique lorsque ce moyen de déplacement est un actionneur électrique.In addition, each means of movement provides less effort to perform its function, namely to move only the jacket of each distributor and no longer a part of the mechanical wheelhouse of the flight control, which allows on the one hand to reduce its dimensions and its mass and on the other hand to lower its consumption of electric current when this means of movement is an electric actuator.
Enfin, cette diminution des efforts à fournir permet l’utilisation de moyens de déplacement ayant des fréquences de fonctionnement plus importantes qu’un vérin série traditionnel, sans augmentation significative des dimensions et de la masse de ce moyen de déplacement. L’augmentation de ces fréquences de fonctionnement entraîne avantageusement une amélioration de la précision et de la réactivité de la course de déplacement de la tige du vérin de puissance et par suite une amélioration de la stabilisation et du confort des vols de l’aéronef.Finally, this reduction in the efforts to be provided allows the use of displacement means having higher operating frequencies than a traditional series actuator, without significant increase in the dimensions and the mass of this displacement means. The increase in these operating frequencies advantageously leads to an improvement in the precision and the reactivity of the displacement stroke of the rod of the power cylinder and consequently an improvement in the stabilization and comfort of the flights of the aircraft.
La servocommande à stabilisation intégrée permet par exemple de doubler la fréquence utilisée traditionnellement pour un vérin série, qui est de l’ordre de 5 Hertz (5 Hz), le moyen de déplacement pouvant avoir une fréquence de l’ordre de 10 Hz.The integrated stabilization servo allows for example to double the frequency traditionally used for a series actuator, which is of the order of 5 Hertz (5 Hz), the displacement means being able to have a frequency of the order of 10 Hz.
La présente invention a aussi pour objet un aéronef comportant plusieurs commandes de vol, dont au moins une commande de vol est munie d’une servocommande à stabilisation intégrée, et un pilote automatique lié à chaque moyen de déplacement de chaque servocommande à stabilisation intégrée. Le pilote automatique agit sur chaque moyen de déplacement afin de stabiliser le comportement de l’aéronef en agissant sur l’organe de vol de chaque commande de vol.The present invention also relates to an aircraft comprising several flight controls, at least one flight control of which is provided with an integrated stabilization servo control, and an autopilot linked to each means of movement of each integrated stabilization servo control. The autopilot acts on each means of movement in order to stabilize the behavior of the aircraft by acting on the flight component of each flight control.
La présente invention a aussi pour objet un procédé de déplacement de la tige du vérin d’une servocommande, la servocommande comportant :The present invention also relates to a method of moving the rod of the cylinder of a servo-control, the servo-control comprising:
-un vérin de puissance muni d’au moins un corps et d’une tige, la tige étant mobile en translation par rapport au(x) corps,a power cylinder provided with at least one body and a rod, the rod being movable in translation relative to the body (s),
-au moins un distributeur alimentant le vérin de puissance en fluide, chaque distributeur étant muni d’une chemise et d’un tiroir, chaque tiroir d’un distributeur étant mobile par rapport à la chemise de ce distributeur,at least one distributor supplying the power cylinder with fluid, each distributor being provided with a jacket and with a drawer, each drawer of a distributor being movable relative to the jacket of this distributor,
-un moyen de commande pilotant des déplacements de la tige du vérin de puissance par rapport au(x) corps, et -un moyen d’asservissement en position du tiroir avec le vérin de puissance.-a control means controlling movements of the rod of the power cylinder relative to the (x) body, and -a servo means in position of the drawer with the power cylinder.
Au cours de ce procédé, un déplacement de la tige du vérin de puissance par rapport au(x) corps est effectué :During this process, the rod of the power cylinder is moved relative to the body (s):
-soit en déplaçant le tiroir de chaque distributeur par rapport à la chemise de ce distributeur par l’intermédiaire du moyen de commande,-or by moving the drawer of each distributor relative to the shirt of this distributor through the control means,
-soit en déplaçant la chemise de chaque distributeur par rapport au tiroir de ce distributeur et au vérin de puissance par l’intermédiaire d’un moyen de déplacement dédié et indépendamment de la position du moyen de commande.-or by moving the jacket of each distributor with respect to the drawer of this distributor and to the power cylinder by means of a dedicated displacement means and independently of the position of the control means.
De la sorte, un premier déplacement de la tige du vérin de puissance est effectué suite à un déplacement du tiroir de chaque distributeur par rapport à la chemise de ce distributeur et au(x) corps du vérin de puissance, ce déplacement du tiroir de chaque distributeur étant commandé par un déplacement du moyen de commande. Ce premier déplacement fait suite à une action de pilotage d’un pilote de l’aéronef ou bien du pilote automatique de l’aéronef et génère un déplacement de l’organe de vol afin par exemple de réaliser une manœuvre de l’aéronef en vol.In this way, a first displacement of the rod of the power cylinder is carried out following a displacement of the drawer of each distributor with respect to the jacket of this distributor and to the body (s) of the power cylinder, this displacement of the drawer of each dispenser being controlled by a movement of the control means. This first movement follows an action of piloting an pilot of the aircraft or else of the automatic pilot of the aircraft and generates a displacement of the flight component in order for example to perform a maneuver of the aircraft in flight .
De même, un second déplacement de la tige du vérin de puissance est effectué suite à un déplacement de la chemise de chaque distributeur par rapport au tiroir de ce distributeur et au(x) corps du vérin de puissance indépendamment de la position du moyen de commande. Un tel déplacement de la chemise de chaque distributeur est commandé par un moyen de déplacement dédié lié à la chemise d’au moins un distributeur. Ce second déplacement fait suite à une action du pilote automatique de l’aéronef et génère un déplacement de l’organe de vol afin de stabiliser le vol de l’aéronef indépendamment des actions de pilotage d’un pilote de l’aéronef et de la manœuvre de vol de l’aéronef.Likewise, a second displacement of the rod of the power cylinder is carried out following a displacement of the jacket of each distributor with respect to the drawer of this distributor and to the body (s) of the power cylinder regardless of the position of the control means. . Such displacement of the jacket of each distributor is controlled by a dedicated displacement means linked to the shirt of at least one distributor. This second displacement follows an action by the automatic pilot of the aircraft and generates a displacement of the flight component in order to stabilize the flight of the aircraft independently of the piloting actions of a pilot of the aircraft and of the flight maneuver of the aircraft.
L’invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent :The invention and its advantages will appear in more detail in the context of the description which follows with examples of embodiment given by way of illustration with reference to the appended figures which represent:
- la figure 1, un aéronef à voilure tournante comportant une commande de vol,FIG. 1, a rotary wing aircraft comprising a flight control,
- la figure 2, une commande vol munie d’une servocommande à stabilisation intégrée- Figure 2, a flight control with a servo control with integrated stabilization
- les figures 3 et 4, deux vues de détail des distributeurs et d’un vérin de puissance double corps d’une servocommande à stabilisation intégrée, etFIGS. 3 and 4, two detailed views of the distributors and of a double-body power cylinder of a servo-control with integrated stabilization, and
- la figure 5, un distributeur comportant deux chemises.- Figure 5, a dispenser comprising two shirts.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d’une seule et même référence.The elements present in several separate figures are assigned a single reference.
Sur la figure 1 est représenté un aéronef 50 comprenant un rotor principal 51 muni de pales principales 55 et positionné audessus d’un fuselage 53 ainsi qu’un dispositif anticouple 52 en lacet, tel un rotor arrière, muni de pales secondaires 56 et positionné à l’extrémité arrière d’une poutre de queue 54. L’aéronef 50 comporte également plusieurs commandes de vol afin de modifier respectivement les pas collectif et cyclique des pales principales 55 du rotor principal 51 ainsi que le pas collectif des pales secondaires 56 du rotor anticouple 52. Une seule commande de vol 10 est représentée sur la figure 1.FIG. 1 shows an aircraft 50 comprising a main rotor 51 provided with main blades 55 and positioned above a fuselage 53 as well as an anti-torque device 52 in yaw, such as a rear rotor, provided with secondary blades 56 and positioned at the rear end of a tail boom 54. The aircraft 50 also comprises several flight controls in order to modify respectively the collective and cyclic pitch of the main blades 55 of the main rotor 51 as well as the collective pitch of the secondary blades 56 of the rotor anticouple 52. A single flight control 10 is shown in FIG. 1.
Cette commande de vol 10 comporte un organe de commande 17, tel une manche de pas cyclique, un moyen de transfert 18 constitué par une timonerie mécanique, une servocommande à stabilisation intégrée 1 et un organe de vol 15. Cette commande de vol 10 permet ainsi de modifier le pas cyclique longitudinal et latéral des pales principales 55 du rotor principal 51 constituant alors l’organe de vol 15.This flight control 10 comprises a control member 17, such as a cyclic step handle, a transfer means 18 constituted by a mechanical linkage, an integrated stabilization servo control 1 and a flight member 15. This flight control 10 thus allows to modify the longitudinal and lateral cyclic pitch of the main blades 55 of the main rotor 51 then constituting the flight member 15.
L’aéronef 50 comporte également un siège 20 pour un pilote 59 afin d’utiliser l’organe de commande 17 ainsi qu’un pilote automatique 8 pouvant agir directement sur la servocommande à stabilisation intégrée 1 de la commande de vol 10. Le pilote automatique 8 peut également agir sur un vérin de trim de la commande de vol 10 non représenté sur les figures.The aircraft 50 also includes a seat 20 for a pilot 59 in order to use the control member 17 as well as an automatic pilot 8 which can act directly on the integrated stabilization servo-control 1 of the flight control 10. The automatic pilot 8 can also act on a flight actuator trim cylinder 10 not shown in the figures.
Les figures 2 à 4 représentent plusieurs modes de réalisation d’une servocommande à stabilisation intégrée 1. De façon commune, une servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte un vérin de puissance 2, au moins un distributeur 3 alimentant le vérin de puissance 2 en fluide, un moyen de commande 4, un moyen d’asservissement 5 en position et au moins un moyen de déplacement 6.FIGS. 2 to 4 represent several embodiments of a servo-control with integrated stabilization 1. In common, a servo-control with integrated stabilization 1 comprises a power cylinder 2, at least one distributor 3 supplying the power cylinder 2 with fluid, a control means 4, a servo means 5 in position and at least one displacement means 6.
Le vérin de puissance 2 peut être un vérin à simple corps muni d’un seul corps 21 comme représenté sur la figure 2, la servocommande à stabilisation intégrée 1 comportant alors un seul distributeur 3 alimentant en fluide les deux chambres 24,25 du corps 21. Selon cette figure 2, le corps 21 est lié à la structure 57 de l’aéronef 50 par une liaison à rotule alors que la tige 22 est liée à l’organe de vol 15 et mobile par rapport au corps 21 et à la structure 57 de l’aéronef 50.The power cylinder 2 can be a single-body cylinder provided with a single body 21 as shown in FIG. 2, the integrated stabilization servo control 1 then comprising a single distributor 3 supplying fluid to the two chambers 24, 25 of the body 21 According to this figure 2, the body 21 is linked to the structure 57 of the aircraft 50 by a ball joint while the rod 22 is linked to the flight member 15 and movable relative to the body 21 and to the structure 57 of aircraft 50.
Le vérin de puissance 2 peut également être un vérin à double corps muni de deux corps 21,21’ comme représenté sur les figures 3 et 4. La servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte alors deux distributeurs 3,3’, chaque distributeur 3,3’ alimentant indépendamment en fluide les deux chambres 24,25,24’,25’ d’un des deux corps 21,21’. Selon ces figures 3 et 4, la tige 22 est liée à la structure 57 de l’aéronef 50 par une liaison à rotule alors que les corps 21,21’ sont liés à l’organe de vol 15 et mobiles par rapport à la tige 22 et à la structure 57 de l’aéronef 50.The power cylinder 2 can also be a double-body cylinder provided with two bodies 21, 21 ′ as shown in FIGS. 3 and 4. The integrated stabilization servo control 1 then comprises two distributors 3.3 ′, each distributor 3.3 'independently supplying fluid to the two chambers 24, 25, 24', 25 'of one of the two bodies 21, 21'. According to these Figures 3 and 4, the rod 22 is linked to the structure 57 of the aircraft 50 by a ball joint while the bodies 21, 21 ′ are linked to the flight member 15 and movable relative to the rod 22 and to the structure 57 of the aircraft 50.
Dans les tous les cas, la tige 22 est mobile en translation par rapport au(x) corps 21,21’ selon un premier axe A1 de la tige 22. Chaque distributeur 3,3’ comporte respectivement une chemise 32,32’ et un tiroir 31,31’ mobile en translation par rapport à la chemise 32,32’ selon un second axe A2 du tiroir 31,31’. Un déplacement de chaque tiroir 31,31’ permet de modifier l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2 et de générer ainsi un déplacement de la tige 22 par rapport au(x) corps 21,21’.In all cases, the rod 22 is movable in translation relative to the body (s) 21, 21 ′ along a first axis A1 of the rod 22. Each distributor 3.3 ′ comprises respectively a jacket 32, 32 ′ and a drawer 31.31 'movable in translation relative to the jacket 32.32' along a second axis A2 of the drawer 31.31 '. A displacement of each drawer 31.31 ’makes it possible to modify the supply of fluid to the power jack 2 and thus generate a displacement of the rod 22 relative to the body 21.21’.
Le moyen de commande 4 déplace le tiroir 31,31’ de chaque distributeur 3,3’ respectivement par rapport à la chemise 32,32’ de chaque distributeur 3,3’ et au(x) corps 21,21’ et pilote ainsi, en modifiant l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2, des déplacements de la tige 22 par rapport au(x) corps 21,21’ et, par suite, des déplacements de l’organe de vol 15, dans le cas présent une variation du pas cyclique des pales principales 55 du rotor principal 51.The control means 4 moves the drawer 31.31 'of each distributor 3.3' respectively with respect to the jacket 32.32 'of each distributor 3.3' and the body (s) 21.21 'and thus controls, by modifying the supply of fluid to the power cylinder 2, displacements of the rod 22 relative to the body (s) 21, 21 ′ and, consequently, displacements of the flight member 15, in this case a variation of the cyclic pitch of the main blades 55 of the main rotor 51.
La commande de vol 10 représentée sur la figure 2 est mécanique et le moyen de commande 4 fait partie du moyen de transfert 18 de cette commande de vol 10. Le moyen de commande 4 est lié à l’organe de commande 17 par une barre de conjugaison 19 du moyen de transfert 18 et transmet ainsi au distributeur 3 les ordres de pilotage correspondant par exemple aux mouvements que le pilote 59 génère sur l’organe de commande 17.The flight control 10 shown in FIG. 2 is mechanical and the control means 4 is part of the transfer means 18 of this flight control 10. The control means 4 is linked to the control member 17 by a bar conjugation 19 of the transfer means 18 and thus transmits to the distributor 3 the piloting orders corresponding for example to the movements that the pilot 59 generates on the control member 17.
Le moyen d’asservissement 5 en position est représenté sur la figure 2, la commande de vol 10 étant visible dans son ensemble. Ce moyen d’asservissement 5 en position permet de façon connue de créer un lien entre la position du tiroir 31 du distributeur 3 et la position de la tige 22 du vérin de puissance 2 par rapport au(x) corps 21,21’. De la sorte, le moyen d’asservissement 5 en position permet d’arrêter l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2 dès que le déplacement de la tige 22 par rapport au corps 21 correspond à l’ordre de commande du pilote 59.The servo-control means 5 in position is shown in FIG. 2, the flight control 10 being visible as a whole. This control means 5 in position makes it possible in a known manner to create a link between the position of the drawer 31 of the distributor 3 and the position of the rod 22 of the power cylinder 2 relative to the body (s) 21.21 ’. In this way, the servo-control means 5 in position makes it possible to stop the supply of fluid to the power cylinder 2 as soon as the movement of the rod 22 relative to the body 21 corresponds to the pilot's control order 59.
Par ailleurs, quel que soit le mode de réalisation, la servocommande 1 comporte au moins un moyen de déplacement 6,6’ lié à la chemise 32,32’ d’un distributeur 3,3’. Chaque moyen de déplacement 6,6’ permet de déplacer au moins une chemise 32,32’ d’un distributeur 3,3’ par rapport au tiroir 31,31’ de ce distributeur 3,3’ ainsi que par rapport au(x) corps 21,21’ du vérin de puissance 2.Furthermore, whatever the embodiment, the servo control 1 comprises at least one displacement means 6.6 ’linked to the sleeve 32.32’ of a 3.3 ’distributor. Each displacement means 6.6 'makes it possible to move at least one shirt 32.32' of a distributor 3.3 'relative to the drawer 31.31' of this distributor 3.3 'as well as with respect to (x) body 21,21 'of the power cylinder 2.
En conséquence, un tel déplacement modifiant la position de la chemise 32,32’ d’un distributeur 3 par rapport au tiroir 31,31’ et au(x) corps 21,21’ modifie l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2 et permet donc de piloter des déplacements de la tige 22 par rapport au(x) corps 21,21’ et, par suite, des déplacements de l’organe de vol 15. Avantageusement, ce déplacement de la chemise 32,32’ par rapport au(x) corps 21,21’ est commandé par le pilote automatique 8 et réalisé sans déplacement du tiroir 31,31’ par rapport au(x) corps 21,21’.Consequently, such a displacement modifying the position of the jacket 32.32 ′ of a distributor 3 relative to the drawer 31.31 ′ and to the body (s) 21.21 ′ modifies the supply of fluid to the power cylinder 2 and therefore makes it possible to control displacements of the rod 22 relative to the body (s) 21, 21 ′ and, consequently, displacements of the flight member 15. Advantageously, this displacement of the jacket 32.32 ′ with respect to the body (s) 21,21 'is controlled by the autopilot 8 and produced without moving the slide 31,31' relative to the body (s) 21,21 '.
Ce déplacement est donc indépendamment de la position du moyen de commande 4 et totalement transparent pour le pilote 59 de l’aéronef 50. Ce déplacement de la chemise 32,32’ par rapport au(x) corps 21,21’ permet ainsi de déplacer l’organe de vol 15 afin de stabiliser le vol de l’aéronef 50 et améliorer notamment le confort de ce vol.This movement is therefore independent of the position of the control means 4 and completely transparent to the pilot 59 of the aircraft 50. This movement of the jacket 32.32 'relative to the body (s) 21.21' thus makes it possible to move the flight member 15 in order to stabilize the flight of the aircraft 50 and in particular improve the comfort of this flight.
Ensuite, le moyen d’asservissement 5 en position étant lié à chaque distributeur 3,3’ et au vérin de puissance 2 provoque un déplacement de chaque tiroir 31,31’ et permet ainsi d’arrêter l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2 dès que le déplacement de la tige 22 par rapport au(x) corps 21,21’ correspond à l’ordre de commande du pilote automatique 8 ayant généré le déplacement de chaque chemise 32,32’.Then, the servo means 5 in position being linked to each distributor 3.3 ′ and to the power cylinder 2 causes a displacement of each drawer 31.31 ′ and thus makes it possible to stop the supply of fluid to the power cylinder 2 as soon as the displacement of the rod 22 relative to the body (s) 21, 21 ′ corresponds to the order of control of the automatic pilot 8 having generated the displacement of each sleeve 32, 32 ′.
Selon la figure 2, la servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte un seul distributeur 3 afin d’alimenter le corps 21 du vérin de puissance 2 et, en conséquence, un seul moyen de déplacement 6 permettant de déplacer la chemise 32. Le moyen de déplacement 6 est lié à la structure 57 de l’aéronef 50 par une liaison à rotule.According to FIG. 2, the integrated stabilization servo control 1 comprises a single distributor 3 in order to supply the body 21 of the power cylinder 2 and, consequently, a single displacement means 6 allowing the jacket 32 to be displaced. The displacement means 6 is linked to the structure 57 of the aircraft 50 by a ball joint.
Selon les figures 3 et 4, la servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte deux distributeurs 3,3’ afin d’alimenter les deux corps 21,21’ du vérin de puissance 2. Les tiroirs 31,31’ des deux distributeurs 3,3’ sont toujours solidaires mécaniquement l’un de l’autre.According to FIGS. 3 and 4, the integrated stabilization servo control 1 comprises two distributors 3.3 ′ in order to supply the two bodies 21.21 ′ of the power cylinder 2. The drawers 31.31 ′ of the two distributors 3.3 ′ are always mechanically attached to each other.
Selon la figure 3, les deux chemises 32,32’ des deux distributeurs 3,3’ sont également solidaires mécaniquement l’une de l’autre, reliées par exemple par une entretoise 35. La servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte alors un seul moyen de déplacement 6 afin de déplacer simultanément et de façon identique les deux chemises 32,32’. Le moyen de déplacement 6 est solidaire du corps 21,21’ du vérin de puissance 2.According to FIG. 3, the two sleeves 32, 32 ′ of the two distributors 3.3 ′ are also mechanically secured to one another, connected for example by a spacer 35. The integrated stabilization servo control 1 then has only one means displacement 6 in order to simultaneously and identically move the two liners 32, 32 ′. The displacement means 6 is integral with the body 21.21 ’of the power cylinder 2.
Selon la figure 4, les deux chemises 32,32’ des deux distributeurs 3,3’ ne sont pas liées mécaniquement l’une de l’autre. En conséquence, la servocommande à stabilisation intégrée 1 comporte deux moyens de déplacement 6,6’ liés respectivement à une chemise 32,32’, les deux moyens de déplacement 6,6’ étant commandés afin de déplacer respectivement les deux chemises 32,32’. Les deux moyens de déplacement 6 sont solidaires des corps 21,21’ du vérin de puissance 2.According to Figure 4, the two shirts 32.32 ’of the two distributors 3.3’ are not mechanically linked from one another. Consequently, the integrated stabilization servo 1 comprises two displacement means 6,6 'linked respectively to a sleeve 32,32', the two displacement means 6,6 'being controlled in order to move the two sleeves 32,32' respectively. . The two displacement means 6 are integral with the bodies 21, 21 ′ of the power cylinder 2.
Le pilote automatique 8 peut alors commander les deux moyens de déplacement 6,6’ afin de déplacer la chemise 32,32’ des deux distributeurs 3,3’ simultanément et de façon identique ou bien avec un décalage provoquant une alimentation désynchronisée des deux corps 31,31’ du vérin de puissance 2 de la servocommande à stabilisation intégrée 1.The autopilot 8 can then control the two displacement means 6,6 'in order to move the jacket 32,32' of the two distributors 3,3 'simultaneously and in the same way or with an offset causing a desynchronized supply of the two bodies 31 , 31 'of the power cylinder 2 of the integrated stabilization servo control 1.
Par ailleurs, un distributeur 3 comportant un tiroir 31, une chemise 32 et une chemise externe 33 est représenté sur la figureFurthermore, a dispenser 3 comprising a drawer 31, a jacket 32 and an external jacket 33 is shown in the figure
5. La chemise 32 est agencée entre le tiroir 31 et la chemise externe 33 et est mobile aussi bien par rapport au tiroir 31 que par rapport à la chemise externe 33. Selon cette figure 5, le moyen de déplacement 6 est solidaire des corps 21,21’ et lié à la chemise 32. Le moyen de déplacement 6 provoque ainsi le déplacement de cette chemise 32 par rapport au tiroir 31 et à la chemise externe 33 ce qui modifie l’alimentation en fluide du vérin de puissance 2 et provoque un second déplacement de la tige 22 par rapport au corps 21 et, par suite, un déplacement de l’organe de vol 15, indépendamment de la position du moyen de commande 4.5. The jacket 32 is arranged between the drawer 31 and the external jacket 33 and is movable both with respect to the drawer 31 and with respect to the external jacket 33. According to this FIG. 5, the displacement means 6 is integral with the bodies 21 , 21 'and linked to the jacket 32. The displacement means 6 thus causes the displacement of this jacket 32 relative to the drawer 31 and to the external jacket 33 which modifies the supply of fluid to the power cylinder 2 and causes a second displacement of the rod 22 relative to the body 21 and, consequently, a displacement of the flight member 15, independently of the position of the control means 4.
Toutefois, un fonctionnement analogue est possible en liant le moyen de déplacement 6 à la chemise externe 33 de ce distributeur 3.However, a similar operation is possible by linking the displacement means 6 to the external jacket 33 of this distributor 3.
Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en œuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu’il n’est pas concevable d’identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.Naturally, the present invention is subject to numerous variations as to its implementation. Although several embodiments have been described, it is understood that it is not conceivable to identify exhaustively all the possible modes. It is of course conceivable to replace a means described by an equivalent means without departing from the scope of the present invention.
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