WO2016079270A1 - Actionneur de gouverne de commande de vol d'un aeronef - Google Patents

Actionneur de gouverne de commande de vol d'un aeronef Download PDF

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WO2016079270A1
WO2016079270A1 PCT/EP2015/077165 EP2015077165W WO2016079270A1 WO 2016079270 A1 WO2016079270 A1 WO 2016079270A1 EP 2015077165 W EP2015077165 W EP 2015077165W WO 2016079270 A1 WO2016079270 A1 WO 2016079270A1
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WO
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ring
movable
disk
disc
retaining piece
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PCT/EP2015/077165
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Severin Viennot
Thierry Cartry
Marc Lebrun
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Sagem Defense Securite
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Publication date
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    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/24—Transmitting means
    • B64C13/26—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant
    • B64C13/28—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical
    • B64C13/341—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical having duplication or stand-by provisions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
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    • B64C13/24—Transmitting means
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    • B64C13/28—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical
    • B64C13/34—Transmitting means without power amplification or where power amplification is irrelevant mechanical using toothed gearing
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    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
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    • F16H2001/2881—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output
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    • F16H35/10—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload
    • F16H2035/103—Arrangements or devices for absorbing overload or preventing damage by overload with drive interruption by structural failure of overload preventing means, e.g. using shear pins

Definitions

  • the invention relates to an aircraft flight control steering actuator, and an actuation assembly comprising such an actuator.
  • control surfaces make it possible to modify the flow of the surrounding air on the surface of the aircraft, in order to control the position of the aircraft in space.
  • control surfaces include, for example, the primary flight control surfaces which are actuated in the flight phase, and the secondary flight control surfaces (leading edge flaps, high lift flaps) which are actuated only during certain low speed phases, in particular the takeoff and landing phases.
  • the fins located at the ends of the wings of the aircraft, to control the rolling motion of the aircraft.
  • control surfaces are pivotally mounted relative to the fuselage of the aircraft.
  • Each rudder can be actuated mechanically by several control actuators housed in the wing of the aircraft, so that in case of failure of one of the actuators, another actuator takes the relay.
  • the actuators may be hydraulic actuators or electromechanical, linear or rotary actuators.
  • Electromechanical actuators present risks of seizure that can cause a blockage of the rudder. In the event of jamming of the actuator, it is therefore necessary to uncouple the seized actuator from the rudder in order to allow actuation of the rudder by the other actuator (s), in order to avoid damaging the rudder. or the actuators.
  • decoupling devices are known that comprise a part that is capable of breaking when it is subjected to a torque greater than a predetermined limit torque.
  • Document EP 0 826 902 describes, for example, a rotary actuator comprising a shearing piece providing a connection between an input shaft and a sun gear.
  • the shear piece is subjected to a shear stress between the input shaft and the sun gear.
  • the shear stress exceeds a certain threshold, the shear piece is broken.
  • the rotation of the input shaft relative to the sun gear then causes a displacement in translation of a decoupling nut by means of a screw-nut connection, the displacement of the decoupling nut having the effect of actuate a decoupling mechanism to separate an output ring of the actuator of a movable ring.
  • a disadvantage of this device is that the shear piece must be able to break reliably when subjected to a shear stress greater than a predefined threshold, while being able to both transmit close high torque breaking point, and withstand fatigue stresses. This becomes particularly problematic when the fatigue failure mode becomes predominant.
  • the threshold of rupture of the shearing part depends on the dimensions and characteristics of the material forming the part, this threshold being able to vary according to the operating conditions of the actuator.
  • the predefined break point is not necessarily compatible with all flight control applications. However it is not possible to adjust the threshold according to these applications.
  • the rotary actuator has a large footprint due to the presence of the decoupling mechanism, and the decoupling mechanism itself has a risk of seizure.
  • An object of the invention is to provide an actuator adapted to be decoupled from the rudder reliably in case of seizure while having a small footprint.
  • an aircraft flight control rudder actuator comprising:
  • At least one fixed ring gear adapted to be fixed to the fuselage of the aircraft
  • a coupling mechanism comprising a disk movable in translation relative to the mobile ring in a direction parallel to the axis of rotation, the disc being movable between an engaged position in which the disc is in engagement with both the crown mobile and the output ring so as to make the ring integral with the movable ring, and a disengaged position in which the disc is disengaged from the movable ring, so as to separate the output ring of the ring gear, a piece retainer adapted to retain the disk in the engaged position, and a clean breaking member to be activated to break the retaining piece, so as to allow movement of the movable disk in the disengaged position.
  • the mobile disc In this way, in normal operating mode, it is the mobile disc, and not the retaining piece, which ensures a torque transmission between the movable ring and the output ring.
  • the only purpose of the retaining piece is to hold the mobile disk in the engaged position.
  • the retaining piece can be broken to order by activation of the rupture member, which allows to control precisely the conditions of transition from the normal operating mode to a decoupled operating mode. These conditions may vary depending on flight control applications.
  • the proposed device is compact.
  • the rupture member comprises a block formed of a shape memory material, the block being able to change its shape when it is subjected to an electric or magnetic field so as to apply a tensile stress on the retaining piece, causing the retaining piece to break,
  • the rupture member comprises a pyrotechnic composition able to explode when subjected to an electric current, causing the retaining piece to break,
  • the retaining piece has a zone of weaker resistance that is capable of breaking when the rupture member is activated
  • the zone of least resistance is a thinned zone of the retaining piece
  • the coupling mechanism comprises an elastic return member capable of biasing the movable disk towards the disengaged position
  • the movable ring and the output ring each comprise a set of teeth
  • the mobile disk comprises a clean set of teeth to come into engagement simultaneously with the teeth of the movable ring and of the outlet ring;
  • the teeth of the movable ring, of the output ring and of the mobile disc have a geometry such that the application of a torque between the mobile ring and the outlet ring produces a spreading force which urges the mobile disk towards the disengaged position
  • the mobile crown comprises a first crown portion and a second crown portion
  • the coupling mechanism comprising a first movable disk and a second mobile disk
  • the first mobile disk being in engagement with the first portion of the mobile crown and the output ring so as to make the ring integral with the first part of the mobile ring when the first disk is in the engaged position
  • the second mobile disk being in position. engagement with the second portion of the movable ring and the output ring so as to make the ring integral with the second portion of the ring gear when the second disk is in the engaged position
  • the retaining piece is adapted to retain the first disk and the second disk in the engaged position, the rupture of the retaining piece allowing a disengagement of the output ring, the first part of the movable ring and the second part of the mobile crown,
  • the actuator further comprises an input shaft capable of being rotated by a motor along the axis of rotation, a planet carrier, a plurality of satellites, each satellite being rotatably mounted on the planet carrier and being able to mesh on the one hand with the input shaft, and on the other hand with the fixed crown and the mobile ring, and the fixed ring and the mobile ring have a different number of teeth one of the other so that a rotation of the input shaft relative to the fixed ring, causes a rotation of the ring gear relative to the fixed ring.
  • the invention also relates to an actuating assembly of an aircraft flight control rudder, comprising an actuator as defined above and a motor adapted to drive the rotating input shaft.
  • FIG. 1 schematically represents an aircraft
  • FIG. 2 schematically represents an actuating assembly of a flight control rudder
  • FIG. 3 schematically represents in perspective an actuator according to an embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a front view of the actuator
  • FIG. 5 is a sectional view of the actuator according to a longitudinal AA cutting plane
  • FIG. 6 is a detailed view of the coupling mechanism as represented in zone B of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a perspective view of the coupling mechanism
  • FIG. 8 is a cutaway perspective view of the coupling mechanism.
  • the aircraft 1 shown is an aircraft comprising a fuselage 2 and control surfaces 3 mounted to move relative to the fuselage 2.
  • the control surfaces 3 are fins located at the ends of the wings of the aircraft. These fins 3 control the rolling motion of the aircraft, that is to say the rotational movement of the aircraft around the longitudinal axis of the aircraft.
  • Each fin 3 is rotatably mounted relative to the fuselage 2, about an axis of rotation extending substantially parallel to a trailing edge of the wing. The adjustment of the position of each fin 3 is ensured by an actuation assembly comprising one or more actuator (s) associated with the fin 3.
  • the actuating assembly 60 shown comprises an electronic control unit 61 (ECU), two actuators 4 and two electric motors 62.
  • ECU electronice control unit
  • actuators 4 two actuators 4
  • electric motors 62 two electric motors
  • the actuators 4 are rotary actuators. Each actuator 4 is connected on the one hand to the fuselage 2 and on the other hand to the rudder 3 and is able to drive the rudder in rotation relative to the fuselage 2 about an axis X.
  • Each actuator 4 is adapted to be driven by an associated electric motor 62, to adjust the position of the fin 3 relative to the fuselage 2.
  • the electric motors 62 are controlled in parallel by the electronic control unit 61.
  • the actuator 4 represented comprises an input shaft 5, a planet carrier 6, a plurality of satellites 7 and 8, two fixed rings 9 and 10, a mobile ring 11 and a bushing exit 12.
  • the fixed crowns are fixed to the fuselage 2 of the aircraft, while the output ring 12 is fixed to the control surface 3.
  • the input shaft 5 is rotatably mounted relative to the fixed rings 9 and 10 around the axis of rotation X.
  • the input shaft 5 is adapted to be connected to an electric motor 62 (or to a geared motor) for driving the input shaft 5 in rotation relative to the fixed rings 9 and 10.
  • the input shaft 5 has an end 13 provided with splines 14 connection.
  • the input shaft 5 comprises an outer cylindrical surface 15 having a toothed portion 16.
  • the planet carrier 6 is also rotatably mounted about the axis X.
  • the planet carrier 6 supports the satellites 7 and 8, each satellite being rotatably mounted relative to the planet carrier 6 about an axis of rotation X1 to X6 , parallel to the X axis.
  • Each fixed ring 9, 10 comprises an inner cylindrical surface 17, 18 toothed, have a first number of teeth.
  • the movable ring 1 1 is disposed between the two fixed crowns
  • the movable ring 1 1 is rotatably mounted relative to the fixed rings 9 and 10 about the X axis.
  • the movable ring 1 1 comprises an inner cylindrical surface 19 toothed, having a second number of teeth, different from the first number of teeth.
  • the movable ring 11 comprises a first portion 21 and a second portion 22.
  • the first portion 21 of the movable ring 11 comprises a first inner surface 23 having first teeth.
  • the second portion 22 includes a second inner surface 24 having second teeth.
  • the first portion 21 and the second portion 22 comprise a number of identical teeth. However, the teeth of the second portion 22 are out of phase with the teeth of the first portion 21 with a phase shift equal to half a tooth.
  • Each satellite 7 and 8 comprises an outer surface 25 having teeth, the teeth of each satellite being adapted to mesh on the one hand with the teeth of the input shaft 5, and secondly with the teeth of the fixed crowns 9 and 10 and the movable ring 11.
  • the actuator 4 comprises first satellites 7 and second satellites 8.
  • the satellites 7 and 8 are identical to each other. However, the first satellites 7 are arranged to mesh with the first part 21 of the mobile ring 11 (but not with the second part 22) while the second satellites 8 are arranged to mesh with the second part 22 of the movable ring 11 (but not with the first part 21). For this purpose, the satellites 7 are arranged head to tail relative to the satellites 8.
  • the input shaft 5, the planet carrier 6, the satellites 7 and 8, the fixed rings 9 and 10 and the mobile ring 1 1 together form an epicyclic reduction gear, making it possible to convert the rotation of the input shaft.
  • phase shift between the teeth of the first portion 21 and the teeth of the second portion 22 of the movable ring 1 1 makes it possible to have satellites 7 and 8 with a single tooth configuration.
  • the outlet ring 12 extends around the movable ring 11.
  • the outlet ring 12 comprises orifices 26 and 27, the orifices being arranged in diametrically opposite positions of the outlet ring 12.
  • the actuator 4 comprises a coupling mechanism 30 allowing, in normal operating mode, to make the outlet ring 12 integral with the movable ring 1 1, and in the of decoupled operation, to separate the output ring 12 of the mobile ring 1 1.
  • the coupling mechanism 30 is shown in more detail in FIGS. 6 to 8.
  • the coupling mechanism 30 comprises a first coupling disc 31, a second coupling disc 32, a retaining assembly 33, a rupture member 34 and resilient return members 35 and 36.
  • the first coupling disk 31 extends around the first portion 21 of the mobile ring 11.
  • the second coupling disk 32 extends around the second portion 22 of the movable ring 11.
  • Each coupling disk 31 and 32 comprises a toothing 41 and 42 in the form of an edge having teeth.
  • first portion 21 of the movable ring 11 comprises a toothing 43, also in the form of an edge having teeth.
  • the second portion 22 of the movable ring 11 comprises a toothing 44 in the form of an edge having teeth.
  • the output ring 12 of the actuator 4 also comprises a first toothing 45 (in the form of a first edge having teeth) and a second toothing 46 (in the form of an edge having teeth).
  • the first coupling disk 31 is mounted to move in translation relative to the first portion 21 of the mobile ring 1 1 in a direction parallel to the axis of rotation X of the actuator.
  • the first coupling disc 31 is movable between an engaged position (illustrated in the figures) in which the toothing 41 of the first disc 31 is engaged both with the toothing 43 of the first portion 21 of the movable ring 11 and with the first toothing 45 the outlet ring 12, and a disengaged position (not shown) in which the toothing 41 of the first disk 31 is disengaged from the toothing 43 of the first portion 21 of the movable ring 5 and with the first toothing 45 of the output ring 12.
  • the second coupling disc 32 is mounted to move in translation relative to the second part 22 of the mobile ring 1 1 in a direction parallel to the axis of rotation X of the actuator.
  • the second coupling disc 32 is movable between an engaged position (illustrated in the figures) in which the toothing 42 of the second disc 32 is engaged both with the toothing 44 of the second part 22 of the movable ring 11 and with the second toothing 46 the outlet ring 12, and a disengaged position (not shown) in which the toothing 42 of the second disk 32 is disengaged from the toothing 44 of the second portion 22 of the movable ring 5 and with the second toothing 46 of the output ring 12.
  • the coupling discs 31 and 32 when the coupling discs 31 and 32 are in the engaged position, the coupling discs 31 and 32 join the output ring 12 with the two parts 21 and 22 of the mobile ring 11.
  • the outlet ring 12 is integral in rotation with the movable ring 11.
  • the coupling discs 31 and 32 provide a transmission of the torque between the movable ring 11 and the outlet ring 12.
  • the teeth 41 to 46 of the mobile ring gear 1 1, the output ring 12 and coupling discs 31 and 32 have a geometry such that the application of a torque between the movable ring 1 1 and the output ring 12 produces a spreading force which urges the coupling discs 31 and 32 to their disengaged position (arrows A and B).
  • the restraint assembly 33 includes a first retainer
  • the first retaining piece 47 comprises a hollow cylindrical portion 49 and a flange 50.
  • the second retaining piece 48 comprises a cylindrical rod 51 and a flange 52.
  • the rod 51 of the second piece is adapted to be inserted into the first orifice 26 of the outlet ring 12.
  • the hollow cylindrical portion 49 of the first retaining piece 47 is adapted to be screwed or crimped onto the rod 51 of the second retaining piece 48 so that the flange 50 of the first piece 47 restraint retains the first disc 31 in the engaged position and the flange 52 of the second piece 48 holds the second disc 32 in the engaged position.
  • the flange 50 of the first retaining piece 47 prevents the first disc 31 from moving to the disengaged position.
  • the flange 52 of the second retaining piece 48 prevents movement of the second disc 32 to the disengaged position.
  • the rod 51 of the second retaining piece 48 has a zone
  • Zone 53 of least resistance is formed by a thinned portion of the rod 51 of the second retaining piece 48, that is to say a portion having a diameter smaller than the diameter of the rest of the rod.
  • This area 53 of least resistance constitutes a preferred breaking zone of the retaining assembly 33 when the latter is subjected to tensile stress in the direction of the axis X.
  • the rupture member 34 is a member adapted to be activated by an electrical or magnetic signal to break the second retaining piece 48.
  • the rupture member 34 comprises two blocks 54 and 55, each block having a section C-shaped cross section. The blocks
  • each block 54, 55 is arranged on either side of the rod 51 of the second retaining piece 48. More specifically, the blocks 54 and 55 are disposed on either side of the area 53 of least resistance. Each block 54, 55 is formed of a shape memory material. Thus, each block 54, 55 is able to change shape when it is subjected to an electric or magnetic activation field so as to exert a tensile stress on the second retaining piece 48, this stress being sufficient to cause a rupture of the second retaining piece 48.
  • the blocks 54, 55 are designed so that the tensile stress exerted on the second retaining piece 48 is directed parallel to the X axis.
  • the rupture member 34 may comprise a pyrotechnic composition capable of exploding when it is subjected to an activation electric current, causing the second retaining piece 48 to rupture.
  • the resilient return members 35 and 36 consist of a first spring 35 disposed between the first portion 21 of the movable ring 11 and the first coupling disk 31, and a second spring 36 disposed between the second portion 22 of the the movable ring 12 and the second coupling disk 32.
  • the spring 35 and 36 may be compression spring.
  • the first spring 35 is arranged to bias the first coupling disk 31 to the disengaged position. In other words, the first spring 35 exerts on the first coupling disc 31 a force tending to move the first coupling disc 31 away from the output ring 12 (in the direction of the arrow A).
  • the second spring 36 is arranged to bias the second coupling disk 32 to the disengaged position.
  • the second spring 36 exerts on the second coupling disk 32 a force tending to move the second coupling disk 32 away from the output ring 12 (in the direction of the arrow B opposite the direction of the arrow A).
  • the coupling mechanism 30 also comprises a second retaining assembly 33 ', a second rupture member 34' and second elastic return members 35 'and 36', which are identical to the retaining assembly 33, the rupture member 34 and the elastic return members 35 and 36 described above.
  • the retaining assembly 33 is inserted into the first orifice 26 of the outlet ring 12 while the retaining assembly 33 'is inserted into the second orifice 27 of the outlet ring 12.
  • the two retaining assemblies 33 and 33 retain the coupling discs 31 and 32 in the engaged position.
  • the input shaft 5 of the actuator 4 is rotated about the X axis relative to the fixed rings 9 and 10 by the electric motor.
  • the rotation of the input shaft 5 causes a concomitant rotation of the satellites 7 and 8 with respect to the fixed crowns 9 and 10. Due to the difference in the number of teeth between the fixed rings 9, 10 and the mobile ring 1 1, the rotation of the satellites 7, 8 causes a rotation of the movable ring 1 1 relative to the fixed rings 9 and 10.
  • the outlet ring 12 is also rotated relative to the fixed rings 9 and 10.
  • the rotation of the outlet ring 12 has the effect of moving the control rudder flight 3 with respect to the fuselage 2 of the aircraft.
  • the actuator 4 In case of detection of jamming of one of the parts of the actuator 4, the actuator 4 is controlled to switch from the normal operating mode to a decoupled operating mode.
  • the rupture members 34 and 34 ' are activated by an electrical or magnetic signal.
  • Blocks 54 and 55 subjected to an electric or magnetic field change shape, thereby exerting a tensile stress on the second retaining piece 48.
  • the tensile stress exerted by the blocks 54 and 55 has the effect of breaking the part 48 in its zone 53 of least resistance.
  • each of the disks 31, 32 moves from the engaged position to the disengaged position.
  • the disc 21 moves in the direction of the arrow A while the disc 22 moves in the direction of the arrow B, opposite.
  • the actuator 4 is then disconnected from the flight control rudder 3, and the flight control rudder 3 can thus be moved by other actuators.
  • the proposed device provides a disconnection of the actuator regardless of the coin seized in the transmission chain.

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Abstract

L'invention concerne un actionneur (4) de gouverne de commande de vol (3) d'un aéronef, comprenant: - une couronne fixe (9, 10)propre à être fixée à un fuselage (2) de l'aéronef, - une couronne (11) mobile en rotation par rapport à la couronne fixe (9, 10) autour d'un axe de rotation (X), - une bague de sortie (12) propre à être fixée à la gouverne de commande de vol (3), et - un mécanisme d'accouplement (30) comprenant un disque (31, 32) mobile en translation par rapport à la couronne mobile (11) selon une direction parallèle à l'axe de rotation (X), le disque (31, 32) étant mobile entre une position engagée dans laquelle le disque (31, 32) est en engagement à la fois avec la couronne mobile (11) et la bague de sortie (12) de manière à rendre la bague de sortie (12) solidaire de la couronne mobile (11), et une position désengagée dans laquelle le disque (31, 32) est désengagé d'avec la couronne mobile (11), de manière à désolidariser la bague de sortie (12) de la couronne mobile (11), une pièce de retenue (47, 48) propre à retenir le disque (31, 32) en position engagée, et un organe de rupture (34) propre à être activé pour rompre la pièce de retenue (47, 48), de manière à autoriser un déplacement du disque (31, 32) en position désengagée.

Description

ACTIONNEUR DE GOUVERNE DE COMMANDE DE VOL D'UN
AERONEF
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un actionneur de gouverne de commande de vol d'un aéronef, et un ensemble d'actionnement comprenant un tel actionneur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans les avions, les gouvernes (volets ou ailerons mobiles) permettent de modifier l'écoulement de l'air environnant sur la surface de l'avion, afin de piloter la position de l'avion dans l'espace.
Les gouvernes incluent par exemple les gouvernes de vol primaires qui sont actionnées en phase de vol, et les gouvernes de vol secondaires (becs de bord d'attaque, volets hypersustentateurs) qui ne sont actionnées que lors de certaines phases de vitesse réduite, notamment les phases de décollage et d'atterrissage.
Parmi les gouvernes de vol primaires, les ailerons situés aux extrémités des ailes de l'avion, permettent de contrôler le mouvement de roulis de l'avion.
Ces gouvernes sont montées pivotantes par rapport au fuselage de l'avion.
Chaque gouverne peut être actionnée mécaniquement par plusieurs actionneurs de commande logés dans l'aile de l'avion, de sorte qu'en cas de panne de l'un des actionneurs, un autre actionneur prend le relai.
Les actionneurs peuvent être des actionneurs hydrauliques ou des actionneurs électromécaniques, linéaires ou rotatifs.
Les actionneurs électromécaniques présentent cependant des risques de grippage pouvant entraîner un blocage de la gouverne. En cas de grippage de l'actionneur, il est donc nécessaire de découpler l'actionneur grippé de la gouverne afin d'autoriser un actionnement de la gouverne par le ou les autre(s) actionneurs, afin d'éviter d'endommager la gouverne ou les actionneurs. A cet effet, on connaît des dispositifs de découplage comprenant une pièce propre à se rompre lorsqu'elle est soumise à un couple supérieur à un couple limite prédéterminé.
Le document EP 0 826 902 décrit par exemple un actionneur rotatif comprenant une pièce de cisaillement assurant une liaison entre un arbre d'entrée et un pignon planétaire. En cas de grippage de l'actionneur, la pièce de cisaillement est soumise à une contrainte de cisaillement entre l'arbre d'entrée et le pignon planétaire. Lorsque la contrainte de cisaillement dépasse un certain seuil, la pièce de cisaillement est rompue. La rotation de l'arbre d'entrée par rapport au pignon planétaire entraine alors un déplacement en translation d'un écrou de découplage par le biais d'une liaison vis-écrou, le déplacement de l'écrou de découplage ayant pour effet d'actionner un mécanisme de découplage afin de désolidariser une bague de sortie de l'actionneur d'une couronne mobile.
Un inconvénient de ce dispositif est que la pièce de cisaillement doit être en mesure de se rompre de manière fiable lorsqu'elle est soumise à une contrainte de cisaillement supérieure à un seuil prédéfini, tout en étant capable à la fois de transmettre des couples élevées proches du seuil de rupture, et de résister aux sollicitations en fatigue. Ceci devient particulièrement problématique lorsque le mode de rupture par fatigue devient prépondérant.
Or, le seuil de rupture de la pièce de cisaillement dépend des dimensions et des caractéristiques du matériau formant la pièce, ce seuil pouvant varier en fonction des conditions de fonctionnement de l'actionneur.
De plus, le seuil de rupture prédéfini n'est pas nécessairement compatible avec toutes les applications de commande de vol. Or il n'est pas possible d'ajuster le seuil en fonction de ces applications.
Enfin, l'actionneur rotatif présente un encombrement important du fait de la présence du mécanisme de découplage, et le mécanisme de découplage présente lui-même un risque de grippage. RESUME DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un actionneur adapté pour être découplé de la gouverne de manière fiable en cas de grippage tout en présentant un encombrement réduit.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un actionneur de gouverne de commande de vol d'un aéronef, comprenant :
- au moins une couronne fixe propre à être fixée au fuselage de l'aéronef,
- au moins une couronne mobile en rotation par rapport à la couronne fixe autour d'un axe de rotation,
- une bague de sortie propre à être fixée à la gouverne de commande de vol, et
- un mécanisme d'accouplement comprenant un disque mobile en translation par rapport à la couronne mobile selon une direction parallèle à l'axe de rotation, le disque étant mobile entre une position engagée dans laquelle le disque est en engagement à la fois avec la couronne mobile et la bague de sortie de manière à rendre la bague solidaire de la couronne mobile, et une position désengagée dans laquelle le disque est désengagé d'avec la couronne mobile, de manière à désolidariser la bague de sortie de la couronne mobile, une pièce de retenue propre à retenir le disque en position engagée, et un organe de rupture propre à être activé pour rompre la pièce de retenue, de manière à autoriser un déplacement du disque mobile en position désengagée.
De cette manière, en mode de fonctionnement normal, c'est le disque mobile, et non la pièce de retenue, qui assure une transmission de couple entre la couronne mobile et la bague de sortie. La pièce de retenue a pour seule fonction de retenir le disque mobile en position engagée.
Par ailleurs, la pièce de retenue peut être rompue sur commande par activation de l'organe de rupture, ce qui permet de contrôler avec précision les conditions de passage du mode de fonctionnement normal à un mode de fonctionnement découplé. Ces conditions peuvent varier en fonction des applications de commande de vol. Enfin, du fait de sa simplicité, le dispositif proposé est peu encombrant.
L'actionneur proposé peut en outre présenter les caractéristiques suivantes :
- selon une première possibilité, l'organe de rupture comprend un bloc formé en un matériau à mémoire de forme, le bloc étant propre à changer de forme lorsqu'il est soumis à un champ électrique ou magnétique de manière à appliquer une contrainte de traction sur la pièce de retenue, entraînant la rupture de la pièce de retenue,
- selon une deuxième possibilité, l'organe rupture comprend une composition pyrotechnique propre à exploser lorsqu'elle est soumise à un courant électrique, entraînant la rupture de la pièce de retenue,
- la pièce de retenue présente une zone de moindre résistance propre à se rompre en cas d'activation de l'organe de rupture,
- la zone de moindre résistance est une zone amincie de la pièce de retenue,
- le mécanisme d'accouplement comprend un organe élastique de rappel propre à solliciter le disque mobile vers la position désengagée,
- la couronne mobile et la bague de sortie comprennent chacune une denture, et le disque mobile comprend une denture propre à venir en engagement simultanément avec les dentures de la couronne mobile et de la bague de sortie,
- les dentures de la couronne mobile, de la bague de sortie et du disque mobile présentent une géométrie telle que l'application d'un couple entre la couronne mobile et la bague de sortie produit une force d'écartement qui sollicite le disque mobile vers la position désengagée,
- la couronne mobile comprend une première partie de couronne et une deuxième partie de couronne, le mécanisme d'accouplement comprenant un premier disque mobile et un deuxième disque mobile, le premier disque mobile étant en engagement avec la première partie de la couronne mobile et la bague de sortie de manière à rendre la bague solidaire de la première partie de la couronne mobile lorsque le premier disque est en position engagée, et le deuxième disque mobile étant en engagement avec la deuxième partie de la couronne mobile et la bague de sortie de manière à rendre la bague solidaire de la deuxième partie de la couronne mobile lorsque le deuxième disque est en position engagée,
- la pièce de retenue est propre à retenir le premier disque et le deuxième disque en position engagée, la rupture de la pièce de retenue autorisant une désolidarisation de la bague de sortie, de la première partie de la couronne mobile et de la deuxième partie de la couronne mobile,
- l'actionneur comprend en outre un arbre d'entrée propre à être entraîné en rotation par un moteur selon l'axe de rotation, un porte-satellite, une pluralité de satellites, chaque satellite étant monté à rotation sur le porte-satellite et étant propre à engrener d'une part avec l'arbre d'entrée, et d'autre part avec la couronne fixe et la couronne mobile, et la couronne fixe et la couronne mobile présentent un nombre de dents différent l'une de l'autre de sorte qu'une rotation de l'arbre d'entrée par rapport à la couronne fixe, entraine une rotation de la couronne mobile par rapport à la couronne fixe.
L'invention concerne également un ensemble d'actionnement d'une gouverne de commande de vol d'aéronef, comprenant un actionneur tel que défini précédemment et un moteur propre à entraîner l'arbre d'entrée en rotation.
PRESENTATION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 représente de manière schématique un aéronef,
- la figure 2 représente de manière schématique un ensemble d'actionnement d'une gouverne de commande de vol,
- la figure 3 représente de manière schématique en perspective un actionneur conforme à un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 4 est une vue de face de l'actionneur,
- la figure 5 est une vue en coupe de l'actionneur selon un plan de coupe A-A longitudinal, - la figure 6 est une vue de détail du mécanisme d'accouplement tel que représenté dans la zone B de la figure 5,
- la figure 7 est une vue en perspective du mécanisme d'accouplement,
- la figure 8 est une vue en perspective coupée du mécanisme d'accouplement.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
Sur la figure 1 , l'aéronef 1 représenté est un avion comprenant un fuselage 2 et des gouvernes 3 montées mobiles par rapport au fuselage 2. Les gouvernes 3 sont des ailerons situés aux extrémités des ailes de l'avion. Ces ailerons 3 permettent de contrôler le mouvement de roulis de l'avion, c'est-à-dire le mouvement de rotation de l'avion autour de l'axe longitudinal de l'avion. Chaque aileron 3 est monté mobile en rotation par rapport au fuselage 2, autour d'un axe de rotation s'étendant sensiblement parallèlement à un bord de fuite de l'aile. L'ajustement de la position de chaque aileron 3 est assuré par un ensemble d'actionnement comprenant un ou plusieurs actionneur(s) de commande associé(s) à l'aileron 3.
Sur la figure 2, l'ensemble d'actionnement 60 représenté comprend une unité de contrôle électronique 61 (UCE), deux actionneurs 4 et deux moteurs électriques 62.
Les actionneurs 4 sont des actionneurs rotatifs. Chaque actionneur 4 est relié d'une part au fuselage 2 et d'autre part à la gouverne 3 et est propre à entraîner la gouverne en rotation par rapport au fuselage 2 autour d'un axe X.
Chaque actionneur 4 est propre à être entraîné par un moteur électrique 62 associé, pour ajuster la position de l'aileron 3 par rapport au fuselage 2. Les moteurs électriques 62 sont pilotés en parallèle par l'unité de contrôle électronique 61 .
Sur les figures 3 à 5, l'actionneur 4 représenté comprend un arbre d'entrée 5, un porte-satellite 6, une pluralité de satellites 7 et 8, deux couronnes fixes 9 et 10, une couronne mobile 1 1 et une bague de sortie 12. Les couronnes fixes sont fixées au fuselage 2 de l'aéronef, tandis que la bague de sortie 12 est fixée à la gouverne 3.
L'arbre d'entrée 5 est monté rotatif par rapport aux couronnes fixes 9 et 10 autour de l'axe de rotation X. L'arbre d'entrée 5 est propre à être relié à un moteur électrique 62 (ou à un motoréducteur) pour entraîner l'arbre d'entrée 5 en rotation par rapport aux couronnes fixes 9 et 10. A cet effet, l'arbre d'entrée 5 présente une extrémité 13 munie de cannelures 14 de raccordement.
Par ailleurs, l'arbre d'entrée 5 comprend une surface cylindrique externe 15 ayant une portion 16 dentée.
Le porte-satellite 6 est également monté rotatif autour de l'axe X. Le porte-satellite 6 supporte les satellites 7 et 8, chaque satellite étant monté rotatif par rapport au porte-satellite 6 autour d'un axe de rotation X1 à X6, parallèle à l'axe X.
Chaque couronne fixe 9, 10 comprend une surface cylindrique interne 17, 18 dentée, présentent un premier nombre de dents.
La couronne mobile 1 1 est disposée entre les deux couronnes fixes
9 et 10.
La couronne mobile 1 1 est montée rotative par rapport au couronnes fixes 9 et 10 autour de l'axe X. La couronne mobile 1 1 comprend une surface cylindrique interne 19 dentée, présentant un deuxième nombre de dents, différent du premier nombre de dents.
Plus précisément, la couronne mobile 1 1 comprend une première partie 21 et une deuxième partie 22. La première partie 21 de la couronne mobile 1 1 comprend une première surface interne 23 présentant des premières dents. La deuxième partie 22 comprend une deuxième surface interne 24 présentant des deuxièmes dents. La première partie 21 et la deuxième partie 22 comprennent un nombre de dents identiques. Cependant, les dents de la deuxième partie 22 sont déphasées par rapport aux dents de la première partie 21 avec un déphasage égal à une demi- dent.
Chaque satellite 7 et 8 comprend une surface externe 25 présentant des dents, les dents de chaque satellite étant propre à engrener d'une part avec les dents de l'arbre d'entrée 5, et d'autre part avec les dents des couronnes fixes 9 et 10 et de la couronne mobile 1 1 .
Plus précisément, l'actionneur 4 comprend des premiers satellites 7 et des deuxièmes satellites 8.
Les satellites 7 et 8 sont identiques entre eux. Cependant, les premiers satellites 7 sont agencés de manière à engrener avec la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 (mais pas avec la deuxième partie 22) tandis que les deuxièmes satellites 8 sont agencés de manière à engrener avec la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 (mais pas avec la première partie 21 ). A cet effet, les satellites 7 sont disposés tête-bêche par rapport aux satellites 8.
La rotation de l'arbre d'entrée 5 par rapport aux couronnes fixes 9 et
10 a pour effet d'entraîner une rotation des satellites 7 et 8 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10. Du fait de la différence de nombre de dents entre les couronnes fixes 9, 10 d'une part et la couronne mobile 1 1 d'autre part, la rotation des satellites 7 et 8 entraine une rotation de la couronne mobile 1 1 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10.
L'arbre d'entrée 5, le porte-satellite 6, les satellites 7 et 8, les couronnes fixes 9 et 10 et la couronne mobile 1 1 forment ensemble un réducteur épicycloïdal, permettant de convertir la rotation de l'arbre d'entrée
5 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10 en une rotation de la couronne mobile 1 1 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10 à une vitesse inférieure à celle de l'arbre d'entrée 5.
Le déphasage entre les dents de la première partie 21 et les dents de la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 permet d'avoir des satellites 7 et 8 à configuration de denture unique.
La bague de sortie 12 s'étend autour de la couronne mobile 1 1 . La bague de sortie 12 comprend des orifices 26 et 27, les orifices étant ménagés en des positions diamétralement opposées de la bague de sortie 12.
Par ailleurs, l'actionneur 4 comprend un mécanisme d'accouplement 30 permettant, en mode de fonctionnement normal, de rendre la bague de sortie 12 solidaire de la couronne mobile 1 1 , et en mode de fonctionnement découplé, de désolidariser la bague de sortie 12 de la couronne mobile 1 1 .
Le mécanisme d'accouplement 30 est représenté plus en détails sur les figures 6 à 8.
Le mécanisme d'accouplement 30 comprend un premier disque de couplage 31 , un deuxième disque de couplage 32, un ensemble de retenue 33, un organe de rupture 34 et des organes élastiques de rappel 35 et 36.
Le premier disque de couplage 31 s'étend autour de la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 . De même, le deuxième disque de couplage 32 s'étend autour de la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 . Chaque disque de couplage 31 et 32 comprend une denture 41 et 42 sous la forme d'un bord présentant des dents.
Par ailleurs, la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 comprend une denture 43, également sous la forme d'un bord présentant des dents. De même, la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 comprend une denture 44, sous la forme d'un bord présentant des dents.
La bague de sortie 12 de l'actionneur 4 comprend également une première denture 45 (sous la forme d'un premier bord présentant des dents) et une deuxième denture 46 (sous la forme d'un bord présentant des dents).
Le premier disque de couplage 31 est monté mobile en translation par rapport à la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 selon une direction parallèle à l'axe de rotation X de l'actionneur. En outre, le premier disque de couplage 31 est mobile entre une position engagée (illustrée sur les figures) dans laquelle la denture 41 du premier disque 31 est engagée à la fois avec la denture 43 de la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 et avec la première denture 45 la bague de sortie 12, et une position désengagée (non représentée) dans laquelle la denture 41 du premier disque 31 est désengagée d'avec la denture 43 de la première partie 21 de la couronne mobile 5 et d'avec la première denture 45 de la bague de sortie 12.
De manière symétrique, le deuxième disque de couplage 32 est monté mobile en translation par rapport à la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 selon une direction parallèle à l'axe de rotation X de l'actionneur. En outre, le deuxième disque de couplage 32 est mobile entre une position engagée (illustrée sur les figures) dans laquelle la denture 42 du deuxième disque 32 est engagée à la fois avec la denture 44 de la deuxième partie 22 de la couronne mobile 1 1 et avec la deuxième denture 46 la bague de sortie 12, et une position désengagée (non représentée) dans laquelle la denture 42 du deuxième disque 32 est désengagée d'avec la denture 44 de la deuxième partie 22 de la couronne mobile 5 et d'avec la deuxième denture 46 de la bague de sortie 12.
De cette manière, lorsque les disques de couplage 31 et 32 sont en position engagée, les disques de couplage 31 et 32 solidarisent la bague de sortie 12 avec les deux parties 21 et 22 de la couronne mobile 1 1 . Ainsi, en fonctionnement normal, la bague de sortie 12 est solidaire en rotation de la couronne mobile 1 1 .
Du fait qu'ils sont en prise avec la couronne mobile 1 1 et la bague de sortie 12, les disques de couplage 31 et 32 assurent une transmission du couple entre la couronne mobile 1 1 et la bague de sortie 12.
Les dentures 41 à 46 de la couronne mobile 1 1 , de la bague de sortie 12 et des disques de couplage 31 et 32 présentent une géométrie telle que l'application d'un couple entre la couronne mobile 1 1 et la bague de sortie 12 produit une force d'écartement qui sollicite les disques de couplage 31 et 32 vers leur position désengagée (flèches A et B).
Cependant, les disques de couplage 31 et 32 viennent buter contre l'ensemble de retenue 33 qui empêche le déplacement des disques de couplage 31 et 32 vers la position découplée.
L'ensemble de retenue 33 comprend une première pièce de retenue
47 et une deuxième pièce de retenue 48 (ou goupille).
La première pièce de retenue 47 comprend une partie cylindrique 49 creuse et une collerette 50. La deuxième pièce de retenue 48 comprend une tige 51 cylindrique et une collerette 52. La tige 51 de la deuxième pièce est propre à être insérée dans le premier orifice 26 de la bague de sortie 12. De plus, la partie cylindrique 49 creuse de la première pièce de retenue 47 est propre à être vissés ou sertie sur la tige 51 de la deuxième pièce de retenue 48 de sorte que la collerette 50 de la première pièce 47 de retenue retient le premier disque 31 en position engagée et la collerette 52 de la deuxième pièce 48 retient le deuxième disque 32 en position engagée.
Autrement dit, la collerette 50 de la première pièce de retenue 47 empêche un déplacement du premier disque 31 vers la position désengagée. De même, la collerette 52 de la deuxième pièce de retenue 48 empêche un déplacement du deuxième disque 32 vers la position désengagée.
La tige 51 de la deuxième pièce de retenue 48 présente une zone
53 de moindre résistance. La zone 53 de moindre résistance est formée par une portion amincie de la tige 51 de la deuxième pièce de retenue 48, c'est- à-dire une portion présentant un diamètre inférieur au diamètre du reste de la tige. Cette zone 53 de moindre résistance constitue une zone de rupture privilégiée de l'ensemble de retenue 33 lorsque celui-ci est soumis à une contrainte de traction selon la direction de l'axe X.
L'organe de rupture 34 est un organe propre à être activé par un signal électrique ou magnétique pour rompre la deuxième pièce de retenue 48. A cet effet, l'organe de rupture 34 comprend deux blocs 54 et 55, chaque bloc présentant une section transversale en forme de C. Les blocs
54 et 55 sont disposés de part et d'autre de la tige 51 de la deuxième pièce de retenue 48. Plus précisément, les blocs 54 et 55 sont disposés de part et d'autre de la zone 53 de moindre résistance. Chaque bloc 54, 55 est formé en un matériau à mémoire de forme. Ainsi, chaque bloc 54, 55 est propre à changer de forme lorsqu'il est soumis à un champ électrique ou magnétique d'activation de manière à exercer une contrainte de traction sur la deuxième pièce de retenue 48, cette contrainte étant suffisante pour entraîner une rupture de la deuxième pièce de retenue 48. Les blocs 54, 55 sont conçus pour que la contrainte de traction exercée sur la deuxième pièce de retenue 48 soit dirigée parallèlement à l'axe X.
Dans une variante de réalisation, l'organe de rupture 34 peut comprendre une composition pyrotechnique propre à exploser lorsqu'elle est soumise à un courant électrique d'activation, entraînant la rupture de la deuxième pièce de retenue 48. Les organes élastiques de rappel 35 et 36 sont constitués d'un premier ressort 35 disposé entre la première partie 21 de la couronne mobile 1 1 et le premier disque de couplage 31 , et d'un deuxième ressort 36 disposé entre la deuxième partie 22 de la couronne mobile 12 et le deuxième disque de couplage 32. Les ressort 35 et 36 peuvent être des ressort de compression.
Le premier ressort 35 est agencé de manière à solliciter le premier disque de couplage 31 vers la position désengagée. Autrement dit, le premier ressort 35 exerce sur le premier disque de couplage 31 une force tendant à éloigner le premier disque de couplage 31 de la bague de sortie 12 (dans le sens de la flèche A).
De même, le deuxième ressort 36 est agencé de manière à solliciter le deuxième disque de couplage 32 vers la position désengagée. Autrement dit, le deuxième ressort 36 exerce sur le deuxième disque de couplage 32 une force tendant à éloigner le deuxième disque de couplage 32 de la bague de sortie 12 (dans le sens de la flèche B, opposé au sens de la flèche A).
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 8, le mécanisme d'accouplement 30 comprend également un deuxième ensemble de retenue 33', un deuxième organe de rupture 34' et des deuxièmes organes élastiques de rappel 35' et 36', qui sont identiques à l'ensemble de retenue 33, à l'organe de rupture 34 et aux organes élastiques de rappel 35 et 36 décrits précédemment.
L'ensemble de retenue 33 est inséré dans le premier orifice 26 de la bague de sortie 12 tandis que l'ensemble de retenue 33' est inséré dans le deuxième orifice 27 de la bague de sortie 12. Les deux ensembles de retenue 33 et 33' retiennent les disques de couplage 31 et 32 en position engagée.
En fonctionnement normal de l'actionneur 4, l'arbre d'entrée 5 de l'actionneur 4 est entraîné en rotation autour de l'axe X par rapport aux couronnes fixes 9 et 10 par le moteur électrique. La rotation de l'arbre d'entrée 5 entraine une rotation concomitante des satellites 7 et 8 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10. Du fait de la différence de nombre de dents entre les couronnes fixes 9, 10 et la couronne mobile 1 1 , la rotation des satellites 7, 8 entraine une rotation de la couronne mobile 1 1 par rapport aux couronnes fixes 9 et 10.
La bague de sortie 12 étant solidaire de la couronne mobile 1 1 , la bague de sortie 12 est également entraînée en rotation par rapport aux couronnes fixes 9 et 10. La rotation de la bague de sortie 12 a pour effet de déplacer la gouverne de commande de vol 3 par rapport au fuselage 2 de l'avion.
En cas de détection d'un grippage de l'une des pièces de l'actionneur 4, l'actionneur 4 est commandé pour passer du mode de fonctionnement normal à un mode de fonctionnement découplé.
A cet effet, les organes de rupture 34 et 34' sont activés par un signal électrique ou magnétique. Les blocs 54 et 55 soumis à un champ électrique ou magnétiques changent de forme, exerçant de ce fait une contrainte de traction sur la deuxième pièce de retenue 48. La contrainte de traction exercée par les blocs 54 et 55 a pour effet de rompre la pièce de retenue 48 dans sa zone 53 de moindre résistance.
Une fois la deuxième pièce de retenue 48 rompue, le premier disque de couplage 31 et le deuxième disque de couplage 32 ne sont plus retenus en position engagée.
Sous l'effet de la force de rappel exercée par le premier organe de rappel 35 (respectivement le deuxième organe de rappel 36) sur le premier disque de couplage 31 (respectivement sur le deuxième disque de couplage 32), chacun des disques 31 , 32 se déplace de la position engagée vers la position désengagée. Le disque 21 se déplace dans le sens de la flèche A tandis que le disque 22 se déplace dans le sens de la flèche B, opposé.
Ce déplacement vers la position désengagée est également favorisé par la géométrie des dentures 41 à 46 de la couronne mobile 1 1 , de la bague de sortie 12 et des disques de couplage 31 et 32 qui produit une force d'écartement qui vient s'ajouter à la sollicitation des organes de rappel 35 et 36 pour éloigner les disques de couplage 31 et 32 de la bague de sortie 12. Une fois les disques 31 et 32 en positions désengagée, la bague de sortie 12 se trouve désolidarisée de la couronne mobile 1 1 .
De plus, les deux parties 21 et 22 de la couronne mobile 1 1 sont désolidarisées l'une de l'autre.
L'actionneur 4 se trouve alors déconnecté de la gouverne de commande de vol 3, et la gouverne de commande de vol 3 peut ainsi être déplacée par d'autres actionneurs.
Comme les ensembles de retenue 33 et 33' sont agencés en sortie de la chaîne de transmission de l'actionneur 4, le dispositif proposé permet d'obtenir une déconnexion de l'actionneur quelle que soit la pièce grippée dans la chaîne de transmission.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Actionneur (4) de gouverne de commande de vol (3) d'un aéronef, comprenant :
- une couronne fixe (9, 10) propre à être fixée à un fuselage (2) de l'aéronef,
- une couronne (1 1 ) mobile en rotation par rapport à la couronne fixe (9, 10) autour d'un axe de rotation (X),
- une bague de sortie (12) propre à être fixée à la gouverne de commande de vol (3), et
- un mécanisme d'accouplement (30) comprenant un disque (31 , 32) mobile en translation par rapport à la couronne mobile (1 1 ) selon une direction parallèle à l'axe de rotation (X), le disque (31 , 32) étant mobile entre une position engagée dans laquelle le disque (31 , 32) est en engagement à la fois avec la couronne mobile (1 1 ) et la bague de sortie (12) de manière à rendre la bague de sortie (12) solidaire de la couronne mobile (1 1 ), et une position désengagée dans laquelle le disque (31 , 32) est désengagé d'avec la couronne mobile (1 1 ), de manière à désolidariser la bague de sortie (12) de la couronne mobile (1 1 ), une pièce de retenue (47, 48) propre à retenir le disque (31 , 32) en position engagée, et un organe de rupture (34) propre à être activé pour rompre la pièce de retenue (47, 48), de manière à autoriser un déplacement du disque (31 , 32) en position désengagée.
2. Actionneur selon la revendication 1 , dans lequel l'organe de rupture (34) comprend un bloc (54, 55) formé en un matériau à mémoire de forme, le bloc (54, 55) étant propre à changer de forme lorsqu'il est soumis à un champ électrique ou magnétique de manière à appliquer une contrainte de traction sur la pièce de retenue (47, 48), entraînant la rupture de la pièce de retenue.
3. Actionneur selon la revendication 1 , dans lequel l'organe rupture (34) comprend une composition pyrotechnique propre à exploser lorsqu'elle est soumise à un courant électrique, entraînant la rupture de la pièce de retenue.
4. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la pièce de retenue (47, 48) présente une zone (53) de moindre résistance propre à se rompre en cas d'activation de l'organe de rupture (34).
5. Actionneur selon la revendication 4, dans lequel la zone de (53) moindre résistance est une zone amincie de la pièce de retenue (47, 48).
6. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le mécanisme d'accouplement (30) comprend un organe élastique de rappel (35, 36) propre à solliciter le disque mobile (31 , 32) vers la position désengagée.
7. Actionneur selon l'une des revendications qui précèdent, dans lequel la couronne mobile (1 1 ) et la bague de sortie (12) comprennent chacune une denture (43-46), et le disque mobile (31 , 32) comprend une denture (41 , 42) propre à venir en engagement simultanément avec les dentures (43, 44, 45, 46) de la couronne mobile (1 1 ) et de la bague de sortie (12).
8. Actionneur selon la revendication 7, dans lequel les dentures (41 - 46) de la couronne mobile (1 1 ), de la bague de sortie (12) et du disque mobile (31 , 32) présentent une géométrie telle que l'application d'un couple entre la couronne mobile (1 1 ) et la bague de sortie (12) produit une force d'écartement qui sollicite le disque mobile (31 , 32) vers la position désengagée.
9. Actionneur selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la couronne mobile (1 1 ) comprend une première partie de couronne (21 ) et une deuxième partie de couronne (22), le mécanisme d'accouplement (30) comprenant un premier disque mobile (31 ) et un deuxième disque mobile (32), le premier disque mobile (31 ) étant en engagement avec la première partie (21 ) de la couronne mobile (1 1 ) et la bague de sortie (12) de manière à rendre la bague (12) solidaire de la première partie (21 ) de la couronne mobile (1 1 ) lorsque le premier disque (31 ) est en position engagée, et le deuxième disque mobile (32) étant en engagement avec la deuxième partie (22) de la couronne mobile (1 1 ) et la bague de sortie (12) de manière à rendre la bague (12) solidaire de la deuxième partie (22) de la couronne mobile (12) lorsque le deuxième disque (32) est en position engagée.
10. Actionneur selon la revendication 9, dans lequel la pièce de retenue (47, 48) est propre à retenir le premier disque (31 ) et le deuxième disque (32) en position engagée, la rupture de la pièce de retenue (47, 48) autorisant une désolidarisation de la bague de sortie (12), de la première partie (21 ) de la couronne mobile (1 1 ) et de la deuxième partie (22) de la couronne mobile (1 1 ).
1 1 . Actionneur selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant en outre :
- un arbre d'entrée (5) propre à être entraîné en rotation par un moteur selon l'axe de rotation (X),
- un porte-satellite (6),
- une pluralité de satellites (7, 8), chaque satellite (7, 8) étant monté à rotation sur le porte-satellite (6) et étant propre à engrener d'une part avec l'arbre d'entrée (5), et d'autre part avec la couronne fixe (9, 10) et la couronne mobile (1 1 ),
dans lequel la couronne fixe (9, 10) et la couronne mobile (1 1 ) présentent un nombre de dents différent l'une de l'autre de sorte qu'une rotation de l'arbre d'entrée (5) par rapport à la couronne fixe (9, 10), entraine une rotation de la couronne mobile (1 1 ) par rapport à la couronne fixe (9, 10).
12. Ensemble (60) d'actionnement d'une gouverne de commande de vol d'aéronef, comprenant un actionneur (4) conforme à la revendication 1 1 et un moteur (62) propre à entraîner l'arbre d'entrée (5) en rotation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3656663A4 (fr) * 2017-07-18 2021-05-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Système de direction d'aéronef équipé d'un actionneur électromécanique

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3061135B1 (fr) * 2016-12-23 2019-05-24 Safran Electronics & Defense Surface mobile de vol ayant au moins un actionneur integre
FR3066004B1 (fr) * 2017-05-04 2020-09-11 Safran Trans Systems Reducteur de vitesse debrayable
EP3739230B1 (fr) * 2019-05-16 2022-04-27 Ratier-Figeac SAS Actionneur comportant un levier de sortie débrayable
US11260960B2 (en) * 2019-07-09 2022-03-01 The Boeing Company Flap actuation system for aircraft
WO2021052908A1 (fr) 2019-09-17 2021-03-25 Airbus Operations Gmbh Agencement d'actionneur pour un élément de bord d'attaque fixe d'un aéronef, ensemble aile et aéronef équipé dudit agencement d'actionneur
JP2021081007A (ja) * 2019-11-20 2021-05-27 シンフォニアテクノロジー株式会社 不思議遊星歯車機構
DE102020112625A1 (de) 2020-05-11 2021-11-11 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Antriebssystem für Landeklappen
TR202011720A1 (tr) * 2020-07-23 2022-02-21 Tusaş Türk Havacilik Ve Uzay Sanayi̇i̇ Anoni̇m Şi̇rketi̇ Bir hareket ettirme mekanizması.
US11932378B2 (en) * 2022-02-09 2024-03-19 The Boeing Company Actuated assemblies, kits, aircraft, and methods of utilizing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5518466A (en) * 1994-11-29 1996-05-21 Curtiss Wright Flight Systems Inc. Jam-tolerant rotary actuator
EP0826902A2 (fr) * 1996-08-30 1998-03-04 Curtiss-Wright Flight Systems, Inc. Actuateur rotatif tolérant au bourrage

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4856379A (en) * 1987-09-22 1989-08-15 Allied-Signal Inc. Non-jamming rotary mechanical actuator
US7101297B2 (en) * 2004-06-10 2006-09-05 Moog Inc. Compact actuator
FR2972774B1 (fr) * 2011-03-15 2016-01-01 Airbus Operations Sas Actionneur a puissance electrique et procede de commande d'un tel actionneur.
US9016623B2 (en) * 2011-11-30 2015-04-28 The Boeing Company Jam protection and alleviation for control surface linkage mechanisms
US8839926B2 (en) * 2012-03-30 2014-09-23 General Electric Company Jam tolerant actuator decoupler

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5518466A (en) * 1994-11-29 1996-05-21 Curtiss Wright Flight Systems Inc. Jam-tolerant rotary actuator
EP0826902A2 (fr) * 1996-08-30 1998-03-04 Curtiss-Wright Flight Systems, Inc. Actuateur rotatif tolérant au bourrage

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3656663A4 (fr) * 2017-07-18 2021-05-19 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Système de direction d'aéronef équipé d'un actionneur électromécanique

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