FR3137661A1 - Actionneur comprenant une connexion fusible et un dispositif d’éjection de ladite connexion fusible, et véhicule, notamment aéronef, muni dudit actionneur - Google Patents

Actionneur comprenant une connexion fusible et un dispositif d’éjection de ladite connexion fusible, et véhicule, notamment aéronef, muni dudit actionneur Download PDF

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Abstract

Actionneur (20) agencé pour être relié à une chaîne mécanique de commande de vol d’un véhicule, comprenant un moteur (22), un arrangement de sortie (23) entraîné en rotation par le moteur (22) selon un axe de rotation (X-X) et un levier de sortie (24) solidaire en rotation de l’arrangement de sortie (23) par une connexion fusible (25) monté dans un premier emplacement (24a) pratiqué dans le levier de sortie (24) et dans un deuxième emplacement (23a) pratiqué dans l’arrangement de sortie (23), le premier et le deuxième emplacements (24a, 23a) étant configurés pour coupler le levier de sortie (24) et l’arrangement de sortie (23) lorsque la connexion fusible (25) est en place. L'actionneur (20) comprend un dispositif d’éjection (30) configuré pour éjecter la connexion fusible (25) hors du premier emplacement (24a) et/ou du deuxième emplacement (23a). Figure pour l’abrégé : Fig 3

Description

: Actionneur comprenant une connexion fusible et un dispositif d’éjection de ladite connexion fusible, et véhicule, notamment aéronef, muni dudit actionneur Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine des systèmes aérodynamiques ou mécaniques configurés pour maintenir une gouverne dans une position permettant l’équilibre d’un véhicule, notamment d’un aéronef, plus particulièrement d’un hélicoptère.
Plus particulièrement, l’invention concerne les actionneurs ou compensateurs agencés en parallèle ou en série par rapport aux chaînes de commandes de vol.
 Etat de la technique antérieure
Les actionneurs ou compensateurs agencés en parallèle d’une chaîne de commandes de vol sont couramment désignés par le terme « trim » en anglais.
Tel qu’illustré sur la , un actionneur « trim » 1 est généralement agencé au sein d’un système mécanique d’un véhicule, notamment d’un aéronef 10 comprenant une commande de vol 11, par exemple un manche mobile par rapport à un plancher 12, manœuvrable par un pilote, reliée par une chaîne mécanique 13 de commande de vol à un organe 14 de pilotage de l’aéronef, tel qu’une pale d’un rotor de sustentation, une pale d’un rotor de contrôle du mouvement en lacet ou un volet ou équivalent.
De manière générale, un actionneur « trim » 1 peut être agencé au sein de tout système mécanique de tout véhicule nécessitant un actionneur à section fusible.
Un actionneur « trim » comprend généralement un moteur muni d’un rotor et d’un stator, le rotor étant relié à un levier de sortie en prise sur la chaîne mécanique de commande de vol.
Lorsque le moteur est sollicité, le levier de sortie effectue une rotation et déplace au moins un organe de la chaîne mécanique de commande de vol.
Dans des conditions de fonctionnement normales, lorsque le pilote manœuvre la commande de vol, la chaîne mécanique de commande de vol entraîne en rotation le levier de sortie, l’actionneur « trim » ne bloquant pas la chaîne mécanique de commande de vol.
Toutefois, en cas de blocage de l’actionneur « trim », toute la chaîne de commande de vol peut être immobilisée.
Pour éviter cela, il est connu d’équiper un actionneur « trim » d’un système de désaccouplement afin d’être désolidarisé de la chaîne mécanique de commande de vol en cas de blocage dudit actionneur « trim ».
Parmi les systèmes de désaccouplement, on connaît les systèmes fusibles dimensionnés pour rompre lorsque l’actionneur « trim » est bloqué lorsque le pilote applique un effort important sur la commande de vol.
A cet effet, dans l’exemple illustré sur la , un actionneur « trim » comprend un moteur 2 entraînant en rotation selon un axe de rotation X1-X1 via une chaîne mécanique de transmission de puissance interne (non référencée) un arrangement de sortie 3 en prise sur la chaîne mécanique 13 de commande de vol. Ledit arrangement de sortie 3 est rendu solidaire en rotation d’un arbre ou levier de sortie 4 par une goupille fusible 5. Le levier de sortie 4 est relié mécaniquement à la chaîne mécanique de commande de vol.
Le moteur 2 et l’arrangement de sortie 3 sont logés dans un carter 6, et l’arbre de sortie 4 est disposé partiellement dans ledit carter 6 et s’étend partiellement à l’extérieur de celui-ci.
En fonctionnement normal, c’est-à-dire sans blocage ou grippage de l’actionneur « trim » 1, la goupille fusible 5 permet de transmettre un couple mécanique entre le levier de sortie 4 et le moteur 2.
En cas de blocage de l’actionneur « trim » 1, par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, le pilote ressent physiquement que la chaîne mécanique 13 de commande de vol est bloquée. Le pilote doit générer un effort sur la commande de vol 11 afin de rompre la goupille fusible 5 et ainsi libérer en rotation le levier de sortie 4 par rapport à l’arrangement de sortie 3.
Bien que satisfaisante, une telle solution nécessite un dimensionnement précis de la goupille 5 afin que son seuil de rupture soit suffisant pour garantir la résistance mécanique de la goupille durant le vol de l’aéronef, tout en étant adapté pour que tous les pilotes puissent produire les efforts nécessaires pour rompre ladite goupille.
Cela induit des niveaux de couple pour déclencher la goupille fusible de l’ordre de 30 N.m.
L’effort à exercer par le pilote pour rompre la goupille fusible implique un mouvement du manche, le pilote se retrouvant embarqué dans son mouvement. Cela peut s’avérer problématique en vol car le pilote doit donner des à-coups sur les commandes vol.
De plus, la libération brutale de la commande de couple peut générer une modification brutale de l’assiette de l’aéronef.
On connaît le document FR3110945 qui propose un actionneur muni d’un système fusible à amortissement fluidique. Toutefois, une telle solution augmente considérablement l’encombrement de l’actionneur.
D’autre part, en cas de rupture de la goupille, la partie cisaillée de la goupille est susceptible de frotter contre le levier de sortie lors de la rotation de celui-ci, générant une friction parasite.
Il existe un besoin d’améliorer la connexion fusible entre l’arbre de sortie d’un actionneur « trim » et la chaîne de commande de vol, sans exercer d’effort mécanique par le pilote.
La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients précités.
L’objectif de l’invention est d’éviter l’application d’un effort pour désolidariser le levier de sortie relié à la chaîne de commande de vol de l’arrangement de sortie du moteur et ainsi d’éviter de devoir cisailler la goupille fusible en cas de blocage de l’actionneur.
L’invention a pour objet un actionneur agencé pour être relié à une chaîne mécanique de commande de vol d’un véhicule, comprenant un moteur, un arrangement de sortie entraîné en rotation par le moteur selon un axe de rotation et un levier de sortie solidaire en rotation de l’arrangement de sortie par une connexion fusible monté dans un premier emplacement pratiqué dans le levier de sortie et dans un deuxième emplacement pratiqué dans l’arrangement de sortie. Le premier et le deuxième emplacements sont configurés pour coupler le levier de sortie et l’arrangement de sortie lorsque la connexion fusible est en place.
L’actionneur comprend un dispositif d’éjection configuré pour éjecter la connexion fusible, de préférence sans rupture, hors du premier emplacement et/ou du deuxième emplacement.
Ainsi, on peut déconnecter mécaniquement le levier de sortie de l’arrangement de sortie de l’actionneur sans la nécessité d’appliquer un effort mécanique.
Le moteur est configuré pour mettre en mouvement le levier de sortie via l’arrangement de sortie de l’actionneur.
Par « arrangement de sortie », on entend un dispositif comprenant un arbre de sortie intégré au moteur ou relié via une chaîne mécanique interne au moteur.
Avantageusement, le dispositif d’éjection comprend un interrupteur configuré pour ouvrir ou fermer un circuit électrique relié via au moins un dispositif, par exemple, un fil, de commande à un organe d’éjection monté à proximité de la connexion fusible dans le levier de sortie.
En cas de blocage de l’actionneur, par exemple de grippage ou de toute défaillance interne, le pilote actionne l’interrupteur, ce qui va générer le déclenchement de l’organe d’éjection et ainsi éjecter la connexion fusible de son emplacement.
Une fois la connexion fusible éjectée de son emplacement, le levier de sortie est désaccouplé de l’arrangement de sortie.
Par exemple, le dispositif d’éjection comprend un connecteur monté, par exemple par vissage, sur le levier de sortie, le dispositif de commande étant relié audit connecteur.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’éjection est une charge pyrotechnique.
Par exemple, la charge pyrotechnique est logée dans un logement pratiqué dans le levier de sortie.
Le logement entourant la charge pyrotechnique permet de contenir le souffle produit par l’explosion de ladite charge.
En variante de la charge pyrotechnique, on pourrait utiliser un actionneur à commande électrique configuré pour pousser la goupille fusible hors de son emplacement lors de l’activation par le pilote du dispositif d’éjection. Dans ce cas, on pourrait utiliser un moteur électrique, une vis à bille pour transformer le mouvement de rotation en mouvement de translation et une unité électronique de commande configurée pour commander ledit moteur électrique.
Selon un mode de réalisation, la connexion fusible est sous la forme d’une goupille.
Par exemple, la connexion fusible s’étend selon un axe perpendiculaire à l’axe de rotation ou selon un axe parallèle à l’axe de rotation.
La connexion fusible est avantageusement montée en force dans le premier emplacement et dans le deuxième emplacement.
Par exemple, le premier et le deuxième emplacements sont coaxiaux.
Le deuxième emplacement est avantageusement débouchant afin de permettre l’éjection de la connexion fusible.
Par exemple, l’actionneur comprend un carter dans lequel sont montés au moins le moteur, l’arrangement de sortie et l’organe d’éjection, l’arbre de sortie étant disposé au moins partiellement dans ledit carter et s’étendant partiellement à l’extérieur de celui-ci.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un véhicule, notamment un aéronef, par exemple un hélicoptère, comprenant un actionneur tel que décrit précédemment.
Avantageusement, le véhicule comprend une commande de vol, par exemple un manche mobile par rapport à un plancher, manœuvrable par un pilote, un organe de pilotage du véhicule, par exemple une pale d’un rotor de sustentation, une pale d’un rotor de contrôle du mouvement en lacet ou un volet ou équivalent, et une chaîne mécanique de commande de vol reliant l’organe de pilotage à la commande de vol, l’actionneur, et notamment le levier de sortie, étant relié mécaniquement à la chaîne mécanique de commande de vol.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
est une vue schématique d’un système mécanique de commande d’un véhicule comprenant un actionneur selon l’art antérieur ;
est une vue de détails en coupe partielle de l’actionneur de la ; et
sont des vues schématiques d’un actionneur selon l’invention, respectivement dans une position couplée et dans une position désaccouplée.
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
Dans la suite de la description, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à un axe de rotation X-X du levier de sortie 24 de l’actionneur 20.
L’actionneur 20 est un actionneur « trim » configuré pour être agencé en série par rapport une chaîne de commandes de vol d’un aéronef, notamment d’un hélicoptère.
L’actionneur 20 comprend un moteur 22 entraînant en rotation selon un axe de rotation X-X un arrangement de sortie 23 via une chaîne mécanique de transmission de puissance interne (non référencée).
Ledit arrangement de sortie 23 est solidaire en rotation d’un arbre ou levier de sortie 24 au moyen d’une connexion fusible 25, ici sous la forme d’une goupille.
En d’autres termes, l’arrangement de sortie 23 et le levier de sortie 24 sont conjointement mobiles en rotation autour de l’axe de rotation X-X via la connexion fusible 25.
Le levier de sortie 24 est relié mécaniquement à la chaîne mécanique 13 de commande de vol visible sur la .
Ainsi, le moteur 22 est configuré pour mettre en mouvement le levier de sortie 24 via l’arrangement de sortie 23 de l’actionneur.
Par « arrangement de sortie », on entend un dispositif comprenant un arbre de sortie intégré au moteur ou relié via une chaîne mécanique interne au moteur.
La goupille fusible 25 s’étend ici selon un axe perpendiculaire à l’axe de rotation X-X.
En variante, on pourrait prévoir que la goupille fusible 25 s’étend selon un axe parallèle à l’axe de rotation X-X.
En position couplée, visible sur la , la goupille fusible 25 est logée dans un premier emplacement 24a pratiqué sur la surface cylindrique extérieure du levier de sortie 24 et dans un deuxième emplacement 23a pratiqué sur l'arrangement de sortie 23.
La goupille fusible 25 est montée en force dans le premier et le deuxième emplacement 24a, 23a.
De manière nullement limitative, le premier et le deuxième emplacements 24a, 23a sont ici coaxiaux.
De manière générale, le premier et le deuxième emplacements 24a, 23a sont configurés pour coupler le levier de sortie 24 et l’arrangement de sortie 23 lorsque la connexion fusible 25 est en place.
Le deuxième emplacement 23a est ici débouchant afin de permettre l’éjection de ladite goupille 25.
Le moteur 22 et l’arrangement de sortie 23 sont logés dans un carter 26, et l’arbre de sortie 24 est disposé partiellement dans ledit carter 26 et s’étend partiellement à l’extérieur de celui-ci.
En fonctionnement normal, c’est-à-dire sans blocage ou grippage de l’actionneur « trim » 20, la goupille fusible 25 permet de transmettre un couple mécanique entre le levier de sortie 24 et le moteur 22, via l’arrangement de sortie 23.
Tel qu’illustré sur les figures 3 et 4, l’actionneur 20 comprend un dispositif d’éjection 30 configuré pour éjecter la goupille fusible 25, de préférence, sans rupture hors de ses emplacements 24a, 23a.
Ainsi, on peut déconnecter mécaniquement le levier de sortie 24 de l’arrangement de sortie 23 de l’actionneur 20 sans la nécessité d’appliquer un effort mécanique.
Le dispositif d’éjection 30 comprend ici un interrupteur (non représenté), monté par exemple sur le manche de commande 11, configuré pour fermer un circuit électrique (non représenté) et transmettre une impulsion électrique, par exemple de 1 à 10 Ampères pendant 10 à 20 millisecondes, via un dispositif de commande 38, par exemple un fil de commande, à une charge pyrotechnique 32 logée dans un logement 34 prévu dans le levier de sortie 24. De manière générale, la charge pyrotechnique est un organe d’éjection monté à proximité de la connexion fusible 25 dans le levier de sortie 24.
Le dispositif d’éjection 30 vise à éjecter la goupille fusible 25 du premier emplacement 24a et/ou du deuxième emplacement 23a pour libérer la chaîne mécanique 13 de commande de vol.
Le dispositif d’éjection 30 comprend en outre un connecteur 36 vissé sur une extrémité 24b du levier de sortie 24 s’étendant à l’extérieur du carter 26. Le dispositif de commande 38 est relié audit connecteur 36.
En cas de blocage de l’actionneur, par exemple de grippage ou de toute défaillance interne, le pilote actionne l’interrupteur, ce qui va générer le déclenchement de la charge pyrotechnique 32 et ainsi éjecter la goupille fusible 25 de son emplacement 24a, 23a.
Le logement 34 entourant la charge pyrotechnique 32 permet de contenir le souffle produit par l’explosion de ladite charge 32.
Une fois la goupille 25 éjectée de son emplacement 24a, 23a, le levier de sortie 24 est désaccouplé de l’arrangement de sortie 23, comme visible sur la .
En variante de la charge pyrotechnique, on pourrait un actionneur à commande électrique configuré pour pousser la goupille fusible hors de son emplacement 23a, 24a lors de l’activation par le pilote du dispositif d’éjection 30.
Grace à l’invention, en cas de blocage de l’actionneur « trim » 20, par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, par exemple un grippage, il est possible de rompre la liaison mécanique entre le levier de sortie et l’arrangement de sortie lié au rotor du moteur électrique de l’actionneur, sans appliquer d’effort.

Claims (10)

  1. Actionneur (20) agencé pour être relié à une chaîne mécanique (13) de commande de vol d’un véhicule (10), comprenant un moteur (22), un arrangement de sortie (23) entraîné en rotation par le moteur (22) selon un axe de rotation (X-X) et un levier de sortie (24) solidaire en rotation de l’arrangement de sortie (23) par une connexion fusible (25) monté dans un premier emplacement (24a) pratiqué dans le levier de sortie (24) et dans un deuxième emplacement (23a) pratiqué dans l’arrangement de sortie (23), le premier et le deuxième emplacements (24a, 23a) étant configurés pour coupler le levier de sortie (24) et l’arrangement de sortie (23) lorsque la connexion fusible (25) est en place, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif d’éjection (30) configuré pour éjecter la connexion fusible (25) hors du premier emplacement (24a) et/ou du deuxième emplacement (23a).
  2. Actionneur (20) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif d’éjection (30) comprend un interrupteur configuré pour ouvrir ou fermer un circuit électrique relié via au moins un dispositif de commande (38) à un organe d’éjection (32) monté à proximité de la connexion fusible (25) dans le levier de sortie (24).
  3. Actionneur (20) selon la revendication 2, dans lequel le dispositif d’éjection (30) comprend un connecteur (36) monté, sur le levier de sortie (24), le dispositif de commande (38) étant relié audit connecteur (36).
  4. Actionneur (20) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l’organe d’éjection (32) est une charge pyrotechnique.
  5. Actionneur (20) selon la revendication 4, dans lequel la charge pyrotechnique est logée dans un logement (34) pratiqué dans le levier de sortie (24).
  6. Actionneur (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la connexion fusible (25) est sous la forme d’une goupille.
  7. Actionneur (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la connexion fusible (25) s’étend selon un axe perpendiculaire à l’axe de rotation (X-X) ou selon un axe parallèle à l’axe de rotation (X-X).
  8. Actionneur (20) selon la revendication 2 en combinaison avec l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un carter (26) dans lequel sont montés au moins le moteur (22), l’arrangement de sortie (23) et l’organe d’éjection (32), l’arbre de sortie (24) étant disposé au moins partiellement dans ledit carter (26) et s’étendant partiellement à l’extérieur de celui-ci.
  9. Véhicule (10), notamment un aéronef, comprenant un actionneur selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. Véhicule selon la revendication 9, comprenant une commande de vol (11), un organe de pilotage (14) du véhicule et une chaîne mécanique de commande de vol (13) reliant l’organe de pilotage (14) à la commande de vol (11), l’actionneur (20) étant relié mécaniquement à la chaîne mécanique (13) de commande de vol.
FR2207080A 2022-07-11 2022-07-11 Actionneur comprenant une connexion fusible et un dispositif d’éjection de ladite connexion fusible, et véhicule, notamment aéronef, muni dudit actionneur Pending FR3137661A1 (fr)

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