WO2023152150A1 - Vanne de retard et circuit d'alimentation d'un verin comprenant une telle vanne - Google Patents

Vanne de retard et circuit d'alimentation d'un verin comprenant une telle vanne Download PDF

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WO2023152150A1
WO2023152150A1 PCT/EP2023/053046 EP2023053046W WO2023152150A1 WO 2023152150 A1 WO2023152150 A1 WO 2023152150A1 EP 2023053046 W EP2023053046 W EP 2023053046W WO 2023152150 A1 WO2023152150 A1 WO 2023152150A1
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unlocking
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Jérôme Fraval
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Safran Landing Systems
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    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7052—Single-acting output members

Definitions

  • the invention relates to valves for hydraulic circuits such as supply circuits for cylinders in attachment boxes such as those used in aircraft for retaining, in the retracted position, undercarriages or hatches.
  • Aircraft provided with retractable undercarriages, with compartments intended to receive these undercarriages when the aircraft is in flight, and with hatches for closing these compartments are known.
  • the attachment housing comprises a hook mounted pivoting between a release position and a retaining position of an olive fixed on 1 undercarriage or the hatch, and a locking member which is returned by a spring to a locking position of the hook when the latter is brought into the retaining position, and which is pushed back by an unlocking actuator to allow the hook to switch to a release position and thus release one olive.
  • the unlocking actuator generally comprises a hydraulic cylinder comprising a body inside which can slide a rod associated with a piston.
  • the rod is arranged to act on the locking member with a view to pushing it towards an unlocking position.
  • the proper functioning of the attachment housing, and in particular its performance on unlocking, can be defined by the level of actuation force required by the cylinder to allow the release of the olive. This level of effort is characterized in particular by the friction generated in the connections and contacts between the various parts making up the attachment housing (seals carried by the piston, pivot connection of the locking member and of the hook, contact between the locking member and the hook, etc.).
  • predictive maintenance consisting of measuring the pressure in the cylinder of the attachment box to monitor the actuation force in real time, and to define a threshold pressure from which a maintenance operation must be carried out.
  • the pressure rise rate of a coupling box cylinder is generally very high (greater than 1000 bars per second). This is the result of a low volume of fluid compressed by the piston and has the consequence of causing the hook to unlock very quickly. This rapidity makes it difficult to observe the hook release time and pressure.
  • Figures IA and IB illustrate two examples of evolution of the pressure in a cylinder of attachment box.
  • Figure IA corresponds to a normal operating state of the attachment housing for which the unlocking time and pressure are respectively substantially equal to 1.07 seconds and 60 bars.
  • Figure IB corresponds to a degraded operating state of the attachment box (friction has increased between internal parts making up the attachment box following, for example, a lack of maintenance of said attachment box) for which the unlocking time and pressure are respectively substantially equal to 1.16 seconds and 160 bars.
  • the difference in unlocking time is less than 100 milliseconds, so that an observation frequency greater than 100 Hertz would be necessary at the level of the landing gear computer to guarantee relevant detection of the degradation of the attachment box.
  • the execution frequency of such a computer is generally substantially equal to 12.5 Hertz. Increasing it would have the effect of causing an increase in the load of the computer (we generally speak of CPU load for the English “Central Processing Unit”) and therefore of the dimensioning of the computer. It was thus envisaged, during a release sequence of the hook immobilized in the retained position by the locking member, to carry out the following steps:
  • valves would be useful in any application where it is advantageous to delay feeding a component at full pressure.
  • a delay valve having an inlet port intended to be connected to a source of pressurized fluid, an outlet port intended to be connected to a jack and at least one return port.
  • the delay valve comprises a distributor comprising:
  • a pi lotage chamber connected to the inlet port for moving the mobile drawer.
  • I t therefore appears that before becoming substantially equal to that entering through the inlet port, the pressure of the fluid leaving the outlet port is limited for a period depending on the speed of movement of the drawer.
  • the supply port is connected to the input port via a first restrictor.
  • control chamber is connected to the inlet port via a second restrictor.
  • the supply port is connected to the return port via a third restrictor.
  • the delay valve comprises a first non-return valve allowing the fluid to pass from the supply port to the inlet port.
  • the delay valve comprises a second non-return valve allowing the fluid to pass from the pilot chamber to the inlet port.
  • the delay valve comprises at least two return ports.
  • the drawer comprises an outer surface of frustoconical shape arranged so that said drawer, during its passage from the pressure limiting position to the full pressure position, obstructs the return port in a more progressive manner. if the outer surface were cylindrical in shape.
  • the invention also relates to a hydraulic circuit for supplying a jack comprising such a delay valve.
  • the invention also relates to an unlocking actuator comprising a hydraulic jack connected to such a hydraulic circuit.
  • the invention further relates to an aircraft comprising an attachment box for retaining a retractable undercarriage or a hatch closing a hold intended to receive the undercarriage, the attachment box comprising such an unlocking actuator.
  • Figure IA illustrates the evolution of the pressure in an unlocking cylinder fitted to an attachment box according to the prior art, in a normal operating state
  • Figure IB is similar to Figure IA, the attachment housing being in a degraded operating state;
  • Figure 2 is a schematic view of a locking device of a door of an aircraft undercarriage via a housing attachment
  • FIG.3 is a schematic view of a hydraulic circuit, according to a particular embodiment of the invention, to power an unlocking cylinder of a hooking box, to implement the method illustrated in Figure 7;
  • Figure 4A is a schematic front view of an attachment housing, illustrated while the hook is in the retaining position, the locking member being in the locking position.
  • Figure 4B is a view similar to that of Figure 4A, illustrating the hook in the release position, the locking member being in the unlocking position via the action of the cylinder;
  • Figure 4C is a view similar to that of Figure 4A, illustrating the hook in the release position, the locking member being in the unlocking position via the action of an emergency device;
  • Figure 5 is a schematic view of an unlocking actuator according to a particular embodiment of the invention.
  • Figure 6A is a sectional view of the delay valve shown in Figure 5, in a state of rest;
  • FIG.6B Figure 6B is a view similar to Figure 6A, illustrating the valve in a limited pressure state
  • Figure 6C is a view similar to Figure 6A, illustrating the valve in a full pressure state
  • Figure 7 illustrates a method for diagnosing a state of degradation of an attachment housing, according to a particular embodiment of the invention
  • FIG.8 Figure 8 illustrates the evolution of the pressure in the jack of the unlocking actuator shown in Figure 5, the jack being supplied with pressurized fluid with a first law of evolution;
  • Figure 9 illustrates a second law of evolution of the cylinder supply pressure
  • Figure 10 a sectional view of the delay valve to achieve the second law of evolution of the supply pressure shown in Figure 9, in a state of rest.
  • FIG.11 figure 11 illustrates a third law of evolution of the cylinder supply pressure
  • Figure 12 a sectional view of the delay valve for achieving the third law of evolution of the supply pressure shown in Figure 11, in a state of rest.
  • the invention is here described in relation to an aircraft 1 comprising a landing gear 10 articulated on a structure 2 of the aircraft 1 between a deployed position illustrated here and a retracted position in which 1 landing gear 10 is received in a compartment 3 resealable by a hatch 20.
  • a double-acting jack 11 is coupled to one undercarriage 10 and allows the latter to be maneuvered between the retracted position and the deployed position.
  • the undercarriage 10 is held in the retracted position by a hooking box 13 provided with a hook 14 making it possible to hook an olive 15 integral with the undercarriage 10 when the latter arrives in position retracted.
  • the unhooking of the hook 14 is controlled by a hydromechanical unlocking actuator 12.
  • a double-acting cylinder 21 is coupled to the hatch 20 and allows the latter to be maneuvered between an open position allowing the deployment and retraction of the undercarriage, and a closed position closing the hold 3 .
  • the hatch 20 is held in the closed position by an attachment housing 23 integral with the structure of the aircraft 1 .
  • the hooking box 23 is provided with a hook 24 enabling an olive 25 secured to the hatch 20 to be hooked when said hatch 20 arrives in the closed position.
  • the unhooking of the hook 24 is controlled by an unlocking actuator 22 hydromechanical.
  • the attachment boxes 13 , 23 are here of identical structures, just like the olives 15 , 25 and the unlocking actuators 12 , 22 .
  • the cylinder 11 for maneuvering one undercarriage 10 is controlled by a monostable distributor DU connected to a source of pressurized fluid P.
  • the unlocking actuator 12 makes it possible to deactivate the attachment box 13 and is controlled by a monostable valve V12 connected to the source of pressurized fluid P.
  • the cylinder 21 used to maneuver the hatch 20 is controlled by a monostable distributor D21 connected to the source of pressurized fluid P.
  • the unlocking actuator 22 makes it possible to deactivate the attachment box 23 and is controlled by a monostable valve V22 connected to the source of pressurized fluid P.
  • a monostable isolation valve V ⁇ makes it possible to isolate, in particular during certain phases of flight, the distributors D11, D21 and the valves V12, V22 from the source of pressurized fluid P in order to limit the risk of deployment and retraction untimely 1 'undercarriage 10, but also untimely opening and closing of the hatch 20.
  • the aircraft 1 also comprises a control unit UC arranged to control the distributors D21, D22 connected to the jacks 11, 21 and the valves V12, V22 connected to the unlocking actuators 12, 22, so as to control the deployment and the retraction of 1 undercarriage 10, the locking of said undercarriage 10 in the retracted position, the opening and closing of the hatch 20, and the locking of the hatch 20 in the closed position.
  • a control unit UC arranged to control the distributors D21, D22 connected to the jacks 11, 21 and the valves V12, V22 connected to the unlocking actuators 12, 22, so as to control the deployment and the retraction of 1 undercarriage 10, the locking of said undercarriage 10 in the retracted position, the opening and closing of the hatch 20, and the locking of the hatch 20 in the closed position.
  • the hook 14, 24 is pivotally mounted on the first pivot along the axis XI between a retaining position (FIG. 4A) and a release position towards which it is biased by a spring 17, 27 (FIGS. 4B, 4C).
  • the hook 14, 24 comprises a hooking part in which the olive 15, 25 of one undercarriage 10 (or of the hatch 20) is intended to be retained by the attachment housing 13, 23 to immobilize said undercarriage 10 in retracted position (or said hatch 20 in the closed position). To do this, one undercarriage 10 (or the hatch 20) is moved by the cylinder 11, 21 and the olive 15, 25 pushes the hook
  • a locking member 18, 28 is pivotally mounted on the second pivot along the axis X2 and comprises at one end a roller in support on a profile cam of the hook 14, 24.
  • the locking member 18, 28 pivots between a locking position towards which it is automatically returned by the spring 17, 27 and which it reaches automatically when the hook 14, 24 arrives in the locking position. restraint ( Figure 4A), and an unlock position ( Figures 4B, 4C).
  • the locking member 18, 28 locks the hook 14, 24 in the retaining position.
  • the unlocking actuator 12, 22 pushes the locking member 18, 28 towards the unlocking position, which allows the hook 14, 24 to pivot towards the release position and therefore to the olive 15, 25 to leave the hook 14, 24.
  • the attachment boxes 13, 23 also include a proximity sensor 19, 29 of the inductive type connected to the control unit UC and arranged to detect the presence of the hook 14, 24 in the holding position.
  • the attachment boxes 13, 23 also include an emergency actuator 30 capable of unlocking the hook 14, 24 if the unlocking actuator 12, 22 is inoperative.
  • an unlocking member 31 is pivotally mounted on a third pivot along an axis X3 parallel to the axes XI, X2, and has a roller at one end.
  • the unlocking member 31 pivots between a rest position to which it is automatically returned by a spring 32 (FIGS. 4A, 4B), and an unlocking position in which the roller of the unlocking member 31 bears against the roller of the locking member 18, 28 (FIG. 4C).
  • the emergency actuator 30 pushes the unlocking member 31 which, by reaching its unlocked position, in turn pushes the locking member 18, 28 towards its unlocking position, this which allows the hook 14, 24 to pivot to the position release and therefore the olive 15, 25 to leave the hook 14, 24.
  • the unlocking actuators 12, 22 comprises a hydraulic cylinder V e comprising a body in which a rod T ⁇ slides being associated with a piston which defines with the body a chamber.
  • the locking member 18, 28 is in the locking position when the rod T ⁇ is in the retracted position (FIG. 4A), and is in the unlocking position when the rod Ti is in the extended position (FIG. 4B).
  • the unlocking actuator 12, 22 also comprises a so-called “delay” valve V r connected to the chamber of the jack V e .
  • the delay valve V r comprises:
  • the delay valve V r also comprises a distributor D comprising:
  • the drawer T r ends up reaching its full pressure position in which it completely obstructs the return port R (FIG. 6C).
  • the pressure of the fluid leaving via the outlet port S then results from the pressure drop through the first restrictor RI and thus becomes substantially equal to that entering via the inlet port E.
  • control unit UC is arranged to implement, via the delay valve V r , a method for diagnosing a state of degradation of the attachment housing 13, 23. With reference to Figures 7 and 8, the different steps of the method will now be detailed.
  • valve V12, V22 is first of all controlled to connect, from a moment to, the unlocking actuator 12, 22 to the source of fluid under pressure P.
  • the pressure of the inlet port E of the unlocking actuator is then substantially equal to the pressure P s of the source of fluid under pressure P which is generally equal to 206 bars or 350 bars depending of the nominal pressure of the hydraulic generation of the aircraft, and which is here equal to 206 bars.
  • the pressure of the outlet port S, and therefore that of the cylinder chamber V e is lower than that of the inlet port E and is limited by the valve of delay V r .
  • There delay valve V r and, in particular, its first and third restrictors RI, R3 are arranged so that the pressure of the outlet port S is, until the instant ti, at most equal to a pressure Pi im slightly greater than a maximum unlocking pressure P ma x representative of a maximum level of effort required to release the hook 14, 24 via the cylinder V e under nominal greasing/lubrication conditions of the attachment housing 13, 23.
  • the pressure P ma x is generally between 70 bars and 90 bars, and here is equal to 85 bars.
  • the pressure Pü m is generally between 90 bars and 110 bars, and is here equal to 95 bars.
  • the instants to and ti define a duration T corresponding substantially to the time taken by the slide valve T r of the delay valve V r to pass from its pressure limit position to its full pressure position.
  • the delay valve V r and in particular its second restrictor R2 are arranged so that the duration T is greater than a duration Tmax representative of a maximum unlocking time required to release the hook 14, 24 via the cylinder V e under conditions nominal lubrication/lubrication of the attachment housing 13, 23.
  • the duration T here is between 0.5 seconds and 1 second.
  • the pressure of the outlet port S is thus, for the duration T, substantially constant and equal to the pressure Pn m , then equal to the pressure P s .
  • the control unit UC determines, via the proximity sensor 19, 29, the instant t when the hook 14, 24 leaves the retaining position , in other words the moment t when the rod T ⁇ of the cylinder V e has substantially finished pushing the locking member 18, 28 towards its unlocked position.
  • the instant t corresponds to the moment when the pressure in the chamber of the jack V e reaches a minimum after having dropped suddenly during the displacement of the rod T ⁇ .
  • Time t is then compared to time tl.
  • the unlocking pressure Pdev required by the cylinder V e to release the hook 14, 24 is less than or equal to the maximum unlocking pressure P ma x representative of the level of maximum effort required to release the hook 14, 24 under nominal lubrication/lubrication conditions of the attachment housing 13, 23. It is deduced from this that the attachment housing 13, 23 is in a nominal grease/lubrication condition and does not require the addition of grease or lubricant.
  • a degradation state level Nd of the unlocking performance of the attachment box 13, 23 can also be calculated by the control unit UC via Or :
  • - tu is a predefined instant beyond which a maintenance operation is required (the aircraft 1 is no longer authorized to fly).
  • the degradation state level Nd is recorded in a memory of the control unit UC in order in particular to be able to observe a change in the degradation state level Nd of the attachment box 13, 23 during several successive unlocking sequences of one undercarriage 10 (or of the hatch 20) and thus estimate a number of maximum unlocking sequences authorized before carrying out a maintenance operation.
  • the cylinder supply pressure V e is here substantially constant for the duration T (corresponding to the first phase), it can also increase in stages.
  • the cylinder supply pressure V e can, during the duration T, be equal to a first pressure lower than the pressure Pn m , then be equal to a second pressure higher than the first pressure and lower than the pressure Pn m , then be equal to the pressure Pii m (FIG. 9).
  • Such a law of evolution of the cylinder supply pressure V e can be achieved via a valve V r 'distinguishable from the valve V r in that it comprises not one but three return ports R each provided with a third restrictor R3.1, R3.2, R3.3 (FIG. 10).
  • the drawer T r moves to reach its full pressure position by obstructing in turn the third restrictors R3.1, R3.2, R3.3, of so that the pressure of the fluid exiting through the outlet port S results;
  • the cylinder supply pressure V e can, during the time T, increase linearly until it reaches the pressure Pii m (FIG. 11).
  • Such a law of evolution of the supply pressure of the cylinder V e can be achieved via a valve V r '' differing from the valve V r in that the drawer T r comprises an outer surface S e of frustoconical shape arranged so that said drawer T r obstructs, during its passage from the pressure limiting position to the full pressure position, the return port R more progressively than if the outer surface S e were of cylindrical shape (for a speed displacement data of the drawer Tr ).
  • the drawer T r tends to return to its full pressure position by progressively obstructing the return port R and this until it is completely obstructed.
  • the pressure of the fluid leaving via the outlet port S then results from the pressure drop through the first restrictor RI and thus becomes substantially equal to that entering via the inlet port E. It therefore appears that before becoming substantially equal to the pressure entering through the inlet port E, the pressure of the fluid leaving the outlet port S increases linearly for a period depending on the speed of movement of the drawer T r , which is itself defined by the second restrictor R2.
  • an unlocking pressure Pdev slightly lower or higher than the maximum unlocking pressure P max may be representative of a lack of lubrication/greasing of the attachment housing.
  • an unlocking pressure Pdev much higher than the maximum unlocking pressure P max may be representative of a lack of lubrication/greasing of the attachment unit or a tearing of a surface coating of a part making up the attachment box 13, 23.
  • the actuators can be single or double acting cylinders.
  • the delay valve can be integrated into the cylinder V e .
  • the invention is applicable to any locking box that can be used, for example, for locking hatches on vehicles other than aircraft or on buildings. More broadly, the invention is applicable to any hydraulic circuit element for which it is advantageous to delay the supply at full pressure. For example, the invention can be used on hydraulic systems of thrust reversers for which the simultaneous pressurization of deployment actuators and unlocking devices has the consequence of applying temporary forces to the locking devices.

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Abstract

Circuit hydraulique d'alimentation d'un vérin (Ve) comprenant une vanne de retard (Vr, Vr', Vr'') ayant un port d'entrée (E), un port de sortie (S) et au moins un port de retour (R), la vanne de retard comportant un distributeur comprenant : - un port d'alimentation (A) relié au port d'entrée; - un premier port de service formant le port de sortie; - au moins un deuxième port de service formant le port de retour; - un tiroir (Tr) mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort (Re) et dans laquelle le port d'alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour; et - une chambre de pilotage (Ch) connectée au port d'entrée pour le déplacement du tiroir mobile.

Description

VANNE DE RETARD ET CIRCUIT D'ALIMENTATION D'UN VERIN COMPRENANT UNE TELLE VANNE
L' invention est relative aux vannes pour circuit hydraulique comme les circuits d'alimentation des vérins des boîtiers d'accrochage tels que ceux qui sont utilisés dans les aéronefs pour la retenue, en position escamotée, d' atterrisseurs ou de trappes.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
On connaît des aéronefs munis d' atterrisseurs escamotables, de soutes destinées à recevoir ces atterrisseurs lorsque l'aéronef est en vol, et de trappes pour fermer ces soutes. Le déploiement et la rétraction des atterrisseurs, tout comme l'ouverture et la fermeture des trappes, sont effectués à l'aide d' actionneurs de manœuvre tels que des vérins.
Lorsque 1 ' atterrisseur arrive en position rétractée, il est automatiquement maintenu dans cette position par un ou plusieurs boîtiers d'accrochage. Il en est de même lorsque la trappe arrive en position fermée.
De façon connue en soi, le boîtier d'accrochage comprend un crochet monté pivotant entre une position de libération et une position de retenue d'une olive fixée sur 1 ' atterrisseur ou la trappe, et un organe de verrouillage qui est rappelé par un ressort vers une position de verrouillage du crochet quand celui-ci est amené en position de retenue, et qui est repoussé par un actionneur de déverrouillage pour permettre au crochet de basculer vers une position de libération et ainsi libérer 1 ' olive .
L' actionneur de déverrouillage comprend généralement un vérin hydraulique comportant un corps à l'intérieur duquel peut coulisser une tige associée à un piston. La tige est agencée pour agir sur l'organe de verrouillage en vue de le repousser vers une position de déverrouillage. Le bon fonctionnement du boîtier d'accrochage, et en particulier sa performance au déverrouillage, peut être défini par le niveau d'effort d' actionnement requis par le vérin pour permettre la libération de l'olive. Ce niveau d'effort se caractérise notamment par les frottements générés dans les liaisons et contacts entre les différentes pièces composant le boîtier d'accrochage (joints d'étanchéité portés par le piston, liaison pivot de l'organe de verrouillage et du crochet, contact entre l'organe de verrouillage et le crochet...) .
Il est connu de minimiser ces frottements par un apport de graisse/lubrif iant pour garantir le bon fonctionnement du boîtier d'accrochage mais aussi son intégrité face à l'usure. Cet apport nécessite l'ouverture du boîtier d'accrochage et est généralement effectué selon un programme d'entretien régulier correspondant à une maintenance préventive effectuée selon des critères prédéterminés (durée de mise en service, nombre de cycles effectués...) et dont l'objectif est de réduire la probabilité de défaillance du boîtier d'accrochage. Ce type de maintenance nécessite notamment de connaître le comportement du boîtier d'accrochage, ses modes de dégradation et le temps moyen de bon fonctionnement entre deux avaries, et ne permet pas d'optimiser les fréquences d'opération de maintenance du boîtier d'accrochage. Il faudrait pour cela caractériser précisément le comportement du boîtier d' accrochage dans des environnements variés qui sont dépendants des conditions d'exploitation de l'aéronef par la compagnie qui 1 ' exploite .
Pour pallier à ces inconvénients, il a été envisagé une maintenance prédictive consistant à mesurer la pression dans le vérin du boîtier d'accrochage pour surveiller en temps réel l'effort d' actionnement , et à définir un seuil de pression à partir duquel une opération de maintenance doit être réalisée.
Or, la vitesse de montée en pression d'un vérin de boîtier d' accrochage est généralement très importante (supérieure à 1000 bars par seconde) . Ceci est le résultat d'un faible volume de fluide comprimé par le piston et a pour conséquence d'entraîner un déverrouillage très rapide du crochet. Cette rapidité rend difficile l'observation du temps et de la pression de déverrouillage du crochet.
Les figures IA et IB illustrent deux exemples d'évolution de la pression dans un vérin de boîtier d'accrochage. La figure IA correspond à un état de fonctionnement normal du boîtier d' accrochage pour lequel le temps et la pression de déverrouillage sont respectivement sensiblement égaux à 1,07 seconde et 60 bars. La figure IB correspond à un état de fonctionnement dégradé du boîtier d'accrochage (le frottement s'est accru entre des pièces internes composant le boîtier d' accrochage suite par exemple à un défaut d'entretien dudit boîtier d'accrochage) pour lequel le temps et la pression de déverrouillage sont respectivement sensiblement égaux à 1,16 seconde et 160 bars.
Entre l'état de fonctionnement normal et l'état de fonctionnement dégradé, la différence de temps de déverrouillage est inférieure à 100 millisecondes, de sorte qu'une fréquence d'observation supérieure à 100 Hertz serait nécessaire au niveau du calculateur des atterrisseurs pour garantir une détection pertinente de la dégradation du boîtier d'accrochage.
Or, la fréquence d'exécution d'un tel calculateur est généralement sensiblement égale à 12,5 Hertz. L'augmenter aurait pour effet d'entraîner un accroissement de la charge du calculateur (on parle généralement de charge CPU de l'anglais « Central Processing Unit ») et donc du dimensionnement du calculateur. Il a ainsi été envisagé, lors d'une séquence de libération du crochet immobilisé en position de retenue par l'organe de verrouillage, de réaliser les étapes suivantes :
- alimenter le vérin en fluide sous pression avec une loi d'évolution selon laquelle la pression du fluide est, pendant une durée prédéterminée, inférieure à une pleine pression, puis égale à la pleine pression ;
- déterminer un instant de libération du crochet et le comparer à l'instant où prend fin la durée prédéterminée ; et
- déduire de cette comparaison un état de dégradation du boîtier d'accrochage.
En retardant l'application de la pleine pression dans la chambre du vérin, un tel procédé permet de diagnostiquer une dégradation des performances de déverrouillage du boîtier d' accrochage avant la perte complète de la fonction de déverrouillage, et donc de programmer une maintenance du boîtier d'accrochage permettant de se prémunir d'une panne latente de celui-ci.
Néanmoins, il n'est pas connu de vanne permettant de réaliser une telle loi d'évolution de la pression du fluide alimentant le vérin.
OBJET DE L'INVENTION
Plus généralement, de telles vannes seraient utiles dans toute application dans lesquelles il est avantageux de retarder l'alimentation d'un composant à pleine pression .
RESUME DE L’INVENTION
A cet effet, on propose une vanne de retard ayant un port d'entrée destiné à être relié à une source de fluide sous pression, un port de sortie destiné à être relié à un vérin et au moins un port de retour. Selon l'invention, la vanne de retard comporte un distributeur comprenant :
- un port d'alimentation relié au port d'entrée ; - un premier port de service formant le port de sortie ;
- au moins un deuxième port de service formant le port de retour ;
- un tiroir mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort et dans laquelle le port d' alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour ; et
- une chambre de pi lotage connectée au port d' entrée pour le déplacement du tiroir mobile .
Lorsqu' un fluide sous pression entre dans la vanne de retard par le port d' entrée et que le tiroir est dans sa position de limitation de pression, la pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte de la perte de charge au travers du port d' alimentation et du port de retour, et est donc inférieure à celle entrant par le port d' entrée . Dans le même temps , la pression régnant dans la chambre de pilotage tend à augmenter et donc à entraîner un déplacement du tiroir vers sa position de pleine pression . Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chambre de pilotage , le tiroir finit par rej oindre sa position de pleine pression dans laquelle il obstrue complètement le port de retour . La pression du fluide sortant par le port de sortie résulte alors de la perte de charge au travers du port d' alimentation et devient ainsi sensiblement égale à celle entrant par le port d' entrée .
I l apparaît donc qu' avant de devenir sensiblement égale à celle entrant par le port d' entrée , la pression du fluide sortant du port de sortie se retrouve limitée pendant une durée dépendant de la vitesse de déplacement du tiroir .
De manière particulière , le port d' alimentation est relié au port d' entrée via un premier restricteur .
De manière particulière , la chambre de pilotage est connectée au port d' entrée via un deuxième restricteur .
De manière particulière , le port d' alimentation est relié au port de retour via un troisième restricteur .
De manière particulière , la vanne de retard comprend un premier clapet anti-retour laissant passer le fluide du port d' alimentation vers le port d' entrée .
De manière particulière , la vanne de retard comprend un deuxième clapet anti-retour laissant passer le fluide de la chambre de pilotage vers le port d' entrée .
Selon un mode de réalisation particulier, la vanne de retard comprend au moins deux ports de retour .
Selon un autre mode de réalisation particulier, le tiroir comporte une surface extérieure de forme tronconique agencée pour que ledit tiroir, lors de son passage de la position de limitation de pression à la position de pleine pression, obstrue le port de retour de manière plus progressive que si la surface extérieure était de forme cylindrique .
L' invention concerne également un circuit hydraulique d' alimentation d' un vérin comprenant une telle vanne de retard .
L' invention concerne aussi un actionneur de déverrouillage comprenant un vérin hydraulique relié à un tel circuit hydraulique .
L' invention concerne en outre un aéronef comprenant un boîtier d' accrochage pour la retenue d' un atterrisseur escamotable ou d' une trappe refermant une soute destinée à recevoir 1 ' atterrisseur , le boîtier d' accrochage comportant un tel actionneur de déverrouillage .
BREVE DESCRIPTION DES DESS INS
L' invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit , laquelle est purement illustrative et non limitative , et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles : [Fig.lA] la figure IA illustre l'évolution de la pression dans un vérin de déverrouillage équipant un boîtier d'accrochage selon l'art antérieur, dans un état de fonctionnement normal ;
[Fig.lB] la figure IB est analogue à la figure IA, le boîtier d' accrochage étant dans un état de fonctionnement dégradé ;
[Fig.2] la figure 2 est une vue schématique d'un dispositif de verrouillage d'une trappe d'un atterrisseur d'aéronef via un boîtier d' accrochage ;
[Fig.3] la figure 3 est une vue schématique d'un circuit hydraulique, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, pour alimenter un vérin de déverrouillage d'un boîtier d'accrochage, pour mettre en œuvre le procédé illustré à la figure 7 ;
[Fig.îA] la figure 4A est une vue schématique de face d'un boîtier d'accrochage, illustré alors que le crochet est en position de retenue, l'organe de verrouillage étant en position de verrouillage.
[Fig.4B] la figure 4B est une vue analogue à celle de la figure 4A, illustrant le crochet en position de libération, l'organe de verrouillage étant en position de déverrouillage via l'action du vérin ;
[Fig.4C] la figure 4C est une vue analogue à celle de la figure 4A, illustrant le crochet en position de libération, l'organe de verrouillage étant en position de déverrouillage via l'action d'un dispositif de secours ;
[Fig.5] la figure 5 est une vue schématique d'un actionneur de déverrouillage selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;
[Fig.6A] la figure 6A est une vue en coupe de la vanne de retard illustrée à la figure 5, dans un état de repos ;
[Fig.6B] la figure 6B est une vue analogue à la figure 6A, illustrant la vanne dans un état de pression limitée ; [Fig.6C] la figure 6C est une vue analogue à la figure 6A, illustrant la vanne dans un état de pleine pression ;
[Fig.7] la figure 7 illustre un procédé pour diagnostiquer un état de dégradation d'un boîtier d'accrochage, selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;
[Fig.8] la figure 8 illustre l'évolution de la pression dans le vérin de l'actionneur de déverrouillage illustré à la figure 5, le vérin étant alimenté en fluide sous pression avec une première loi d'évolution ;
[Fig.9] la figure 9 illustre une deuxième loi d'évolution de la pression d'alimentation du vérin ;
[Fig.10] la figure 10 une vue en coupe de la vanne de retard permettant de réaliser la deuxième loi d'évolution de la pression d'alimentation illustrée à la figure 9, dans un état de repos.
[Fig.11] la figure 11 illustre une troisième loi d'évolution de la pression d'alimentation du vérin
[Fig.12] la figure 12 une vue en coupe de la vanne de retard permettant de réaliser la troisième loi d'évolution de la pression d'alimentation illustrée à la figure 11, dans un état de repos.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Comme illustré à la figure 2, l'invention est ici décrite en relation avec un aéronef 1 comprenant un atterrisseur 10 articulé sur une structure 2 de l'aéronef 1 entre une position déployée illustrée ici et une position rétractée dans laquelle 1 ' atterrisseur 10 est reçu dans une soute 3 refermable par une trappe 20.
En référence à la figure 3, un vérin 11 double effet est attelé à 1 ' atterrisseur 10 et permet de manœuvrer celui-ci entre la position rétractée et la position déployée. L' atterrisseur 10 est maintenu en position rétractée par un boîtier d'accrochage 13 muni d'un crochet 14 permettant de crocheter une olive 15 solidaire de 1 ' atterrisseur 10 lorsque ce dernier arrive en position rétractée . Le décrochetage du crochet 14 est commandé par un actionneur de déverrouillage 12 hydromécanique .
De manière similaire , un vérin 21 double ef fet est attelé à la trappe 20 et permet de manœuvrer celle-ci entre une position ouverte permettant le déploiement et la rétraction de 1 ' atterrisseur , et une position fermée refermant la soute 3 . La trappe 20 est maintenue en position fermée par un boîtier d' accrochage 23 solidaire de la structure de l ' aéronef 1 . Le boîtier d' accrochage 23 est muni d' un crochet 24 permettant de crocheter une olive 25 solidaire de la trappe 20 lorsque ladite trappe 20 arrive en position fermée . Le décrochetage du crochet 24 est commandé par un actionneur de déverrouillage 22 hydromécanique .
Les boîtiers d' accrochage 13 , 23 sont ici de structures identiques , tout comme les olives 15 , 25 et les actionneurs de déverrouillage 12 , 22 .
Le vérin 11 servant à manœuvrer 1 ' atterrisseur 10 est commandé par un distributeur monostable DU relié à une source de fluide sous pression P . L' actionneur de déverrouillage 12 permet de désactiver le boîtier d' accrochage 13 et est commandé par une vanne monostable V12 reliée à la source de fluide sous pression P .
Le vérin 21 servant à manœuvrer la trappe 20 est commandé par un distributeur monostable D21 relié à la source de fluide sous pression P . L' actionneur de déverrouillage 22 permet de désactiver le boîtier d' accrochage 23 et est commandé par une vanne monostable V22 reliée à la source de fluide sous pression P .
Une vanne d' isolement V± monostable permet d' isoler, notamment pendant certaines phases de vol , les distributeurs Dl l , D21 et les vannes V12 , V22 de la source de fluide sous pression P afin de limiter le risque de déploiement et de rétraction intempesti fs de 1' atterrisseur 10, mais aussi d'ouverture et de fermeture intempestives de la trappe 20.
On notera qu'en cas de défaillance du boîtier d'accrochage 13, 1 ' atterrisseur 10 serait malgré tout retenu dans la soute 3 par la trappe 20 verrouillée en position fermée via le boîtier d'accrochage 23, de sorte que le verrouillage de la trappe 20 tend à limiter tout déploiement intempestif de 1 ' atterrisseur 10.
L'aéronef 1 comprend également une unité de commande UC agencée pour commander les distributeurs D21, D22 reliés aux vérins 11, 21 et les vannes V12, V22 reliées aux actionneurs de déverrouillage 12, 22, de manière à contrôler le déploiement et la rétraction de 1 ' atterrisseur 10, le verrouillage dudit atterrisseur 10 en position rétractée, l'ouverture et la fermeture de la trappe 20, et le verrouillage de la trappe 20 en position fermée.
En référence à la figure 4A, les boîtiers d'accrochage
13, 23 comportent, de manière connue en soi, un corps 16, 26 portant un premier pivot et un deuxième pivot définissant des axes de pivotement XI, X2 parallèles. Le crochet 14, 24 est monté pivotant sur le premier pivot selon l'axe XI entre une position de retenue (figure 4A) et une position de libération vers laquelle il est rappelé par un ressort 17, 27 (figures 4B, 4C) . Le crochet 14, 24 comporte une partie de crochetage dans laquelle l'olive 15, 25 de 1 ' atterrisseur 10 (ou de la trappe 20) est destinée à être retenue par le boîtier d'accrochage 13, 23 pour immobiliser ledit atterrisseur 10 en position rétractée (ou ladite trappe 20 en position fermée) . Pour ce faire, 1 ' atterrisseur 10 (ou la trappe 20) est déplacé par le vérin 11, 21 et l'olive 15, 25 repousse le crochet
14, 24 vers la position de retenue dans laquelle il retient l'olive 15, 25. A cet effet, un organe de verrouillage 18, 28 est monté pivotant sur le deuxième pivot selon l'axe X2 et comporte à une extrémité un galet en appui sur un profil de came du crochet 14, 24. L'organe de verrouillage 18, 28 pivote entre une position de verrouillage vers laquelle il est rappelé automatiquement par le ressort 17, 27 et qu'il atteint automatiquement quand le crochet 14, 24 arrive en position de retenue (figure 4A) , et une position de déverrouillage (les figures 4B, 4C) . Dans la position de verrouillage, l'organe de verrouillage 18, 28 bloque le crochet 14, 24 en position de retenue. Pour libérer l'olive 15, 25, l'actionneur de déverrouillage 12, 22 repousse l'organe de verrouillage 18, 28 vers la position de déverrouillage, ce qui permet au crochet 14, 24 de pivoter vers la position de libération et donc à l'olive 15, 25 de quitter le crochet 14, 24.
De manière connue, les boîtiers d'accrochage 13, 23 comportent aussi un capteur de proximité 19, 29 de type inductif relié à l'unité de commande UC et agencé pour détecter la présence du crochet 14, 24 en position de retenue .
Les boîtiers d'accrochage 13, 23 comportent également un actionneur de secours 30 à même de déverrouiller le crochet 14, 24 si l'actionneur de déverrouillage 12, 22 est inopérant. A cet effet, un organe de déverrouillage 31 est monté pivotant sur un troisième pivot selon un axe X3 parallèle aux axes XI, X2, et comporte à une extrémité un galet. L'organe de déverrouillage 31 pivote entre une position de repos vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort 32 (figures 4A, 4B) , et une position de déverrouillage dans laquelle le galet de l'organe de déverrouillage 31 est en appui sur le galet de l'organe de verrouillage 18, 28 (figure 4C) . Pour libérer l'olive 15, 25, l'actionneur de secours 30 repousse l'organe de déverrouillage 31 qui, en rejoignant sa position de déverrouillage, repousse à son tour l'organe de verrouillage 18, 28 vers sa position de déverrouillage, ce qui permet au crochet 14, 24 de pivoter vers la position de libération et donc à l ' olive 15 , 25 de quitter le crochet 14 , 24 .
En référence à la figure 5 , les actionneurs de déverrouillage 12 , 22 comporte un vérin Ve hydraulique comprenant un corps dans lequel une tige T± coulisse en étant associée à un piston qui définit avec le corps une chambre . L' organe de verrouillage 18 , 28 est en position de verrouillage quand la tige T± est en position rentrée ( figure 4A) , et est en position de déverrouillage quand la tige Ti est en position sortie ( figure 4B ) .
L' actionneur de déverrouillage 12 , 22 comporte également une vanne Vr dite « de retard » reliée à la chambre du vérin Ve . La vanne de retard Vr comprend :
- un port d' entrée E relié à la source de fluide sous pression P via la vanne de commande V12 , V22 ,
- un port de sortie S relié à la chambre du vérin Ve, et
- un port de retour R relié à un réservoir .
La vanne de retard Vr comprend également un distributeur D comportant :
- un port d' alimentation A relié au port d' entrée E via un premier restricteur RI et un premier clapet antiretour Cl disposés en parallèle l ' un de l ' autre , le premier clapet anti-retour Cl laissant passer le fluide du port d' alimentation A vers le port d' entrée ;
- un premier port de service formant le port de sortie S ,
- un deuxième port de service formant le port de retour R,
- un tiroir Tr mobile entre une position de repos dite « de limitation de pression » vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort Re et dans laquelle le port d' alimentation A est relié au port de sortie S et au port de retour R via un troi sième restricteur R3 , et une position dite « de pleine pression » dans laquelle il obstrue le port de retour R ; et - une chambre de pi lotage CH pour le déplacement du tiroir Tr, connectée au port d' entrée E via un deuxième restricteur R2 et un deuxième clapet anti-retour C2 disposés en parallèle l ' un de l ' autre , le deuxième clapet anti-retour C2 laissant passer le fluide de la chambre de pilotage CH vers le port d' entrée E .
Le fonctionnement de la vanne de retard Vr est le suivant .
Lorsqu' un fluide sous pression entre dans la vanne de retard Vr par le port d' entrée E et que le tiroir Tr est dans sa position de repos ( figure 6A) , le fluide tend à rej oindre , de manière quasi-simultanée , le port de sortie S via le premier restricteur RI , le port de retour R via le premier restricteur RI et le troisième restricteur R3 , et la chambre de pilotage CH du distributeur D via le deuxième restricteur R2 . La pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte alors de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et du troisième restricteur R3 , et est donc inférieure à celle entrant par le port d' entrée E . Dans le même temps , la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à augmenter et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de pleine pression ( figure 6B ) . Cette vitesse de déplacement du tiroir Tr est définie par le deuxième restricteur R2 .
Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chambre de pilotage CH , le tiroir Tr finit par rej oindre sa position de pleine pression dans laquelle il obstrue complètement le port de retour R ( figure 6C ) . La pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte alors de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et devient ainsi sensiblement égale à celle entrant par le port d' entrée E .
I l apparaît donc qu' avant de devenir sensiblement égale à celle entrant par le port d' entrée E , la pression du fluide sortant du port de sortie S se retrouve l imitée pendant une durée dépendant de la vitesse de déplacement du tiroir Tr, qui est elle-même définie par le deuxième restricteur R2.
Lorsque le port d' entrée E de la vanne de retard Vr n'est plus alimenté en fluide sous pression, la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à diminuer et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de limitation de pression sous l'effet du ressort Re . La dépressurisation de la chambre de pilotage CH se fait au travers du deuxième clapet anti-retour C2, et celle du port de sortie S au travers du premier clapet antiretour Cl .
Afin de surveiller l'intégrité du boîtier d'accrochage 13, 23 et ainsi se prémunir d'une panne latente de celui- ci, l'unité de commande UC est agencée pour mettre en œuvre, via la vanne de retard Vr, un procédé pour diagnostiquer un état de dégradation du boîtier d'accrochage 13, 23. En référence aux figures 7 et 8, les différentes étapes du procédé vont maintenant être détaillées .
Lors d'une séquence de déverrouillage de l' atterrisseur 10 ou de la trappe 20, la vanne V12, V22 est tout d'abord commandée pour connecter, à partir d'un instant to, l'actionneur de déverrouillage 12, 22 à la source de fluide sous pression P. La pression du port d'entrée E de l'actionneur de déverrouillage est alors sensiblement égale à la pression Ps de la source de fluide sous pression P qui est généralement égale à 206 bars ou 350 bars en fonction de la pression nominale de la génération hydraulique de l'aéronef, et qui est ici égale à 206 bars.
Jusqu'à un instant ti (correspondant à une première phase) , la pression du port de sortie S, et donc celle de la chambre du vérin Ve, est inférieure à celle du port d'entrée E et est limitée par la vanne de retard Vr. La vanne de retard Vr et, en particulier, ses premier et troisième restricteurs RI, R3 sont agencés pour que la pression du port de sortie S soit, jusqu'à l'instant ti, au plus égale à une pression Piim légèrement supérieure à une pression de déverrouillage maximale Pmax représentative d'un niveau d'effort maximum requis pour libérer le crochet 14, 24 via le vérin Ve dans des conditions nominales de graissage/lubrif ication du boîtier d'accrochage 13, 23. La pression Pmax est généralement comprise entre 70 bars et 90 bars, et est ici égale à 85 bars. La pression Püm est généralement comprise entre 90 bars et 110 bars, et est ici égale à 95 bars.
Les instants to et ti définissent une durée T correspondant sensiblement au temps que met le tiroir Tr de la vanne de retard Vr pour passer de sa position de limite de pression à sa position de pleine pression. La vanne de retard Vr et en particulier son deuxième restricteur R2 sont agencés pour que la durée T soit supérieure à une durée Tmax représentative d'un temps de déverrouillage maximum requis pour libérer le crochet 14, 24 via le vérin Ve dans des conditions nominales de graissage/lubrif ication du boîtier d'accrochage 13, 23. La durée T est ici comprise entre 0,5 seconde et 1 seconde.
Après l'instant ti (correspondant à une deuxième phase) , la pression du port de sortie S, et donc à celle de la chambre du vérin Ve, tendent à devenir sensiblement égale à la pression Ps de la source P.
La pression du port de sortie S est ainsi, pendant la durée T, sensiblement constante et égale à la pression Pnm, puis égale à la pression Ps .
Pendant la séquence de déverrouillage de 1 ' atterrisseur 10 (ou de la trappe 20) , l'unité de commande UC détermine, via le capteur de proximité 19, 29, l'instant t où le crochet 14, 24 quitte la position de retenue, autrement dit le moment t où la tige T± du vérin Ve a sensiblement fini de repousser l'organe de verrouillage 18, 28 vers sa position de déverrouillage. L'instant t correspond au moment où la pression dans la chambre du vérin Ve atteint un minimum après avoir chuté brutalement lors du déplacement de la tige T±.
L'instant t est ensuite comparé à l'instant tl .
Si l'instant t se situe avant l'instant tl comme cela est illustré à la figure 8, alors la pression de déverrouillage Pdev requise par le vérin Ve pour libérer le crochet 14, 24 est inférieure ou égale à la pression de déverrouillage maximale Pmax représentative du niveau d'effort maximum requis pour libérer le crochet 14, 24 dans des conditions nominales de graissage/lubrif ication du boîtier d'accrochage 13, 23. On en déduit que le boîtier d'accrochage 13, 23 est dans un état nominal de graissage/lubrif ication et ne nécessite pas d'apport de graisse ou de lubrifiant.
Au contraire, si l'instant t se situe après l'instant tl, alors la pression de déverrouillage Pdev requise par le vérin Ve pour libérer le crochet 14, 24 est supérieure à la pression de déverrouillage maximale Pmax représentative du niveau d'effort maximum requis pour libérer le crochet 14, 24 dans des conditions nominales de graissage/lubrif ication du boîtier d'accrochage 13, 23. On en déduit que le boîtier d'accrochage 13, 23 est dans un état dégradé et nécessite un apport de graisse ou de lubrifiant .
On comprendra qu'en retardant l'application de la pleine pression dans la chambre du vérin Ve pendant la durée T, un tel procédé permet de diagnostiquer une dégradation des performances de déverrouillage du boîtier d'accrochage 13, 23 avant la perte complète de la fonction de déverrouillage, et donc de programmer une maintenance du boîtier d'accrochage 13, 23 permettant de se prémunir d'une panne latente de celui-ci (apport de lubrif iant/graisse, démontage du boîtier pour inspection et/ou remplacement d'une pièce dudit boîtier...) . La détection de la dégradation des performances de déverrouillage du boîtier d'accrochage 13, 23 se base uniquement sur le temps de libération du crochet 14, 24 et ne nécessite pas l'usage d'un capteur de pression.
Un niveau d' état de dégradation Nd des performances de déverrouillage du boîtier d'accrochage 13, 23 peut en outre être calculé par l'unité de commande UC via
Figure imgf000019_0001
où :
- tmax définit avec to la durée Tmax ; et
- tu est un instant prédéfini au-delà duquel une opération de maintenance est requise (l'aéronef 1 n'est plus autorisé à voler) .
Exprimé en pourcentage, le niveau d'état de dégradation Nd est enregistré dans une mémoire de l'unité de commande UC afin notamment de pouvoir observer une évolution du niveau d' état de dégradation Nd du boîtier d'accrochage 13, 23 au cours de plusieurs séquences de déverrouillage successifs de 1 ' atterrisseur 10 (ou de la trappe 20) et ainsi estimer un nombre de séquences de déverrouillage maximum autorisées avant de procéder à une opération de maintenance.
Bien que la pression d'alimentation du vérin Ve soit ici sensiblement constante pendant la durée T (correspondant à la première phase) , elle peut aussi augmenter par paliers. Par exemple, la pression d'alimentation du vérin Ve peut, pendant la durée T, être égale à une première pression inférieure à la pression Pnm, puis être égale à une deuxième pression supérieure à la première pression et inférieure à la pression Pnm, puis être égale à la pression Piim (figure 9) . Une telle loi d'évolution de la pression d'alimentation du vérin Ve peut être réalisée via une vanne Vr' se distinguant de la vanne Vr en ce qu'elle comprend non pas un mais trois ports de retour R chacun muni d'un troisième restricteur R3.1, R3.2, R3.3 (figure 10) .
Lorsqu'un fluide sous pression entre dans la vanne de retard Vr' par le port d' entrée E et que le tiroir Tr est dans sa position de repos (représentée sur la figure 10) , le fluide tend à rejoindre, de manière quasi-simultanée, le port de sortie S via le premier restricteur RI, les ports de retour R via le premier restricteur RI et les troisièmes restricteurs R3.1, R3.2, R3.3, et la chambre de pilotage CH du distributeur D via le deuxième restricteur R2. La pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte alors de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et des troisièmes restricteurs R3.1, R3.2, R3.3, et est donc inférieure à celle entrant par le port d'entrée E. Dans le même temps, la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à augmenter et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de pleine pression (non illustrée) . Cette vitesse de déplacement du tiroir Tr est définie par le deuxième restricteur R2.
Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chambre de pilotage CH, le tiroir Tr se déplace pour rejoindre sa position de pleine pression en obstruant tour à tour les troisième restricteurs R3.1, R3.2, R3.3, de sorte que la pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte ;
- dans un premier temps, de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et des troisièmes restricteurs R3.1, R3.2, R3.3 (le tiroir Tr obstrue aucun des trois ports de retour R) ;
- dans un deuxième temps, de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et des troisièmes restricteurs R3.2, R3.3 (le tiroir Tr obstrue un des trois port de retour R, plus précisément le port de retour R muni du restricteur R3.1 ) ;
- dans un troisième temps, de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et du troisième restricteur R3.3 (le tiroir Tr obstrue deux des trois ports de retour R, plus précisément les ports de retour R munis des restricteurs R3.1, R3.2 ) ; et
- dans un quatrième temps, de la perte de charge au travers du premier restricteur RI (le tiroir Tr obstrue l'ensemble des ports de retour R) et devient ainsi sensiblement égale à celle entrant par le port d'entrée E.
Il apparaît donc qu'avant de devenir sensiblement égale à la pression entrant par le port d'entrée E, la pression du fluide sortant du port de sortie S se retrouve limitée à une première pression puis à une deuxième pression pendant une durée dépendant de la vitesse de déplacement du tiroir Tr, qui est elle-même définie par le deuxième restricteur R2.
Lorsque le port d' entrée E de la vanne de retard Vr' n'est plus alimenté en fluide sous pression, la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à diminuer et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de limitation de pression sous l'effet du ressort Re . La dépressurisation de la chambre de pilotage CH se fait au travers du deuxième clapet anti-retour C2, et celle du port de sortie S au travers du premier clapet antiretour Cl .
Il peut aussi être prévu que la pression d'alimentation du vérin Ve augmente de manière continue. Par exemple, la pression d'alimentation du vérin Ve peut, pendant la durée T, croître de manière linéaire jusqu'à atteindre la pression Piim (figure 11) . Une telle loi d' évolution de la pression d' alimentation du vérin Ve peut être réalisée via une vanne Vr' ' se distinguant de la vanne Vr en ce que le tiroir Tr comporte une surface extérieure Se de forme tronconique agencée pour que ledit tiroir Tr obstrue , lors de son passage de la position de limitation de pression à la position de pleine pression, le port de retour R de manière plus progressive que si la surface extérieure Se était de forme cylindrique (pour une vitesse donnée de déplacement du tiroir Tr ) .
Lorsqu' un fluide sous pression entre dans la vanne de retard Vr' ' par le port d' entrée E et que le tiroir Tr est dans sa position de repos ( figure 12 ) , le fluide tend à rej oindre , de manière quasi-simultanée , le port de sortie S via le premier restricteur RI , le port de retour R via le premier restricteur RI et le troisième restricteur R3 , et la chambre de pilotage CH du distributeur D via le deuxième restricteur R2 . La pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte alors de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et du troisième restricteur R3 , et est donc inférieure à celle entrant par le port d' entrée E . Dans le même temps , la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à augmenter et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de pleine pression . Cette vitesse de déplacement du tiroir Tr est définie par le deuxième restricteur R2 .
Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chambre de pilotage CH , le tiroir Tr tend à rej oindre sa position de pleine pression en obstruant progressivement le port de retour R et ce j usqu' à l ' obstruer complètement . La pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte alors de la perte de charge au travers du premier restricteur RI et devient ainsi sensiblement égale à celle entrant par le port d' entrée E . Il apparaît donc qu'avant de devenir sensiblement égale à la pression entrant par le port d'entrée E, la pression du fluide sortant du port de sortie S croît de manière linéaire pendant une durée dépendant de la vitesse de déplacement du tiroir Tr, qui est elle-même définie par le deuxième restricteur R2.
Lorsque le port d'entrée E de la vanne de retard Vr' ' n'est plus alimenté en fluide sous pression, la pression régnant dans la chambre de pilotage CH tend à diminuer et donc à entraîner un déplacement du tiroir Tr vers sa position de limitation de pression sous l'effet du ressort Re . La dépressurisation de la chambre de pilotage CH se fait au travers du deuxième clapet anti-retour C2, et celle du port de sortie S au travers du premier clapet antiretour Cl .
En déterminant l'instant t de libération du crochet 14, 24, il est alors possible, avec de telles lois d'évolution de la pression d'alimentation du vérin Ve, de remonter à la pression de déverrouillage Pdev, et de déterminer le niveau d' état de dégradation Nd des performances du boîtier d'accrochage 13, 23 et de programmer une maintenance dudit boîtier d'accrochage 13, 23 en adéquation avec son état de dégradation. Par exemple, une pression de déverrouillage Pdev légèrement inférieure ou supérieure à la pression de déverrouillage maximale Pmax peut être représentative d'un défaut de lubrif ication/graissage du boîtier d'accrochage. A l'inverse, une pression de déverrouillage Pdev largement supérieure à la pression de déverrouillage maximale Pmax peut être représentative d'un défaut de lubrif ication/graissage du boîtier d'accrochage ou d'un arrachement d'un revêtement de surface d'une pièce composant le boiter d'accrochage 13, 23.
En déterminant l'instant t de libération du crochet 14, 24 au cours de plusieurs séquences de déverrouillage de 1 ' atterrisseur 10 (ou de la trappe 20) , il est également possible de déterminer une évolution dudit instant t de libération et donc d'affiner la programmation de la maintenance du boîtier d'accrochage 13, 23. Par exemple, une stabilité de l'instant t de libération pourra permettre de retarder la maintenance du boîtier d'accrochage 13, 23. A l'inverse, une évolution croissante de l'instant t de libération pourra permettre de programmer avec précision la maintenance du boîtier d'accrochage 13, 23. Aussi, une importante diminution de l'instant t de libération pourra confirmer un arrachement d'un revêtement de surface d'une pièce composant le boiter d'accrochage 13, 23.
En déterminant l'évolution le niveau d'état de dégradation Nd des performances de déverrouillage du boîtier d'accrochage 13, 23 au cours de plusieurs séquences de déverrouillage de 1 ' atterrisseur 10 (ou de la trappe 20) , il est aussi possible d'affiner la programmation de la maintenance du boîtier d'accrochage 13, 23. Par exemple, une importante augmentation du niveau d' état de dégradation Nd pourra engendrer une opération de maintenance même si l'instant t est inférieur à tmax.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications .
Bien qu' ici le procédé soit décrit en application à l'actionneur de déverrouillage, il peut aussi être décrit en application à l'actionneur de secours.
Les actionneurs peuvent être des vérins à simple ou double effet.
La vanne de retard peut être intégrée au vérin Ve.
L' invention est applicable à tout boîtier de verrouillage utilisable par exemple pour le verrouillage de trappe sur d'autres véhicules que des aéronefs ou sur des bâtiments. Plus largement, l'invention est applicable à tout élément de circuit hydraulique pour lequel il est avantageux de retarder l'alimentation à pleine pression. Par exemple, l'invention pourra être utilisée sur des systèmes hydrauliques d' inverseurs de poussée pour lesquels la pressurisation simultanée d' actionneurs de déploiement et de dispositifs de déverrouillage a pour conséquence d'appliquer des efforts temporaires sur les dispositifs de verrouillage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit hydraulique d'alimentation d'un vérin (Ve) comprenant une vanne de retard (Vr, Vr' , Vr' ' ) ayant un port d'entrée (E) destiné à être relié à une source de fluide sous pression (P) , un port de sortie (S) destiné à être relié au vérin (Ve) et au moins un port de retour (R) , la vanne de retard comportant un distributeur (D) comprenant :
- un port d'alimentation (A) relié au port d'entrée ;
- un premier port de service formant le port de sortie ;
- au moins un deuxième port de service formant le port de retour ;
- un tiroir (Tr) mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort (Re) et dans laquelle le port d'alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour ; et
- une chambre de pilotage (Ch) connectée au port d'entrée pour le déplacement du tiroir mobile.
2. Circuit hydraulique selon la revendication 1, dans laquelle le port d'alimentation (A) est relié au port d'entrée (E) via un premier restricteur (RI) .
3. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la chambre de pilotage (Ch) est connectée au port d'entrée (E) via un deuxième restricteur (R2)
4. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le port d'alimentation (A) est relié au port de retour (R) via un troisième restricteur (R3, R3.1, R3.2, R3.3) .
5. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un premier clapet anti-retour (Cl) laissant passer le fluide du port d'alimentation (A) vers le port d'entrée (E) .
6. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un deuxième clapet anti-retour (C2) laissant passer le fluide de la chambre de pilotage (Ch) vers le port d'entrée (E) .
7. Circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le tiroir (Tr) comporte une surface extérieure (Se) de forme tronconique agencée pour que ledit tiroir, lors de son passage de la position de limitation de pression à la position de pleine pression, obstrue le port de retour (R) de manière plus progressive que si la surface extérieure était de forme cylindrique .
8. Actionneur de déverrouillage (12, 22) comprenant un vérin (Ve) hydraulique relié à un circuit hydraulique selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Aéronef comprenant un boîtier d'accrochage (13, 23) pour la retenue d'un atterrisseur (10) escamotable ou d'une trappe (20) refermant une soute destinée à recevoir 1 ' atterrisseur , le boîtier d'accrochage comportant un actionneur de déverrouillage (12, 22) selon la revendication 8.
PCT/EP2023/053046 2022-02-08 2023-02-08 Vanne de retard et circuit d'alimentation d'un verin comprenant une telle vanne WO2023152150A1 (fr)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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