Brevet FR2088165A1 — publié le 19720107

La présente invention est relative aux vérins hydrauliques destinés à actionner les gouvernes des avions. Ces dispositifs d'actionnement comprennent un ensemble à piston et cylindre, l'un de ces éléments étant fixe et l'autre constituant l'organe de sortie destiné à actionner la gouverne, et un distributeur de commande dont le tiroir peut être déplacé denuis une position neutre, sous la commande du pilote, afin de relier l'une des extrémités du cylindre à un orifice d'admission de fluide sous pression et l'autre extrémité du cylindre à un orifice d'échappement, produisant ainsi- un déplacement relatif du piston et du cylindre. Lorsque le piston est fixe et que le cylindre est mobile, on obtient une réaction automatique en raison du fait que le cylindre se déplace dans la direction voulue pour provoquer le retour du distributeur de commande à sa position neutre par rapport aux orifices que ce distributeur commande. Dans l'autre cas, lorsque le cylindre est fixe, il est habituellement prévu un dispositif de réaction mécanique ou électrique entre l'organe de sortie du dispositif d'actionnement et le distributeur de commande, Lorsqu'on utilise un vérin hydraulique pour actionner une gouverne d'avion résonante, c'est-à-dire insuffisamment amortie, il peut se produire une réaction et une oscillation continue sous l'action d'un couplage entre les écarts du vérin et/ou de l'ossa- ture et l'admission de fluide sous pression commandée par les déplacements du distributeur de commande du vérin Une instabilité peut se produire, que le piston soit animé d'une vitesse nulle ou d'une vitesse finie par rapport au cylindre et les conditions les plus défavorables se produisent lorsque le distributeur de commande est presque fermé, du fait que l'amortissement est alors minimal. On peut, dans certaines conditions, remédier à une telle tendance par un amortissement approprié. I1 a donc été proposé de disposer des amortisseurs entre la gouverne et l'ossature de l'avion et de prévoir un trou dans le piston du vérin pour provoquer une perte d'energie au cours de vibrations. I1 est caractéristique de la résonance dans ces dispositifs connus, que la limite de croissance d'une oscillation instable est habituellement atteinte lorsque la pression régnant dans les chambres du vérin atteint ou approche la pression d'alimentation, et que cet état de choses se produit habituellement alors que l'ouverture automatique du distributeur est relativement faible. Ainsi l'énergie perdue à chaque cycle en modulant l'écoulement dans le distributeur est faible et n'est pas très efficace pour stabiliser le dispositif. On remarquera par exemple qu'aucune énergie ne peut être perdue en faisant passer de l'huile dans un distributeur fermé et qu'une faible quantité correspondante d'énergie est absorbée pour de faibles ouvertures du distributeur. L'invention a pour objet un vérin hydraulique pour actionner une gouverne d'avion, qui comprend un amortisseur relié mécaniquement à l'ensemble à piston et cylindre du vérin etqui agit pour augmenter la stabilité du dispositif. De préférence, un orifice d'amortissement est prévu dans la tige du piston du vérin. Ceci peut souvent être réalisé sans augmenter le diamètre de cette tige, en particulier lorsque l'alésage interne de la tige du piston est relié directement à la source de fluide sous pression ou à la conduite d'échappement. Dans un vérin suivant l'invention, une force s'exerce entre les éléments mobiles et es éléments fixes dans une direction s'opposant au mouvement, cette force étant fonction de la vitesse et proportionnelle au carré de la vitesse si l'on utilise de simples orifices. Cette force est une force d'amortissement et étant donné que les orifices dissipent de 11 énergie lors d'un déplacement relatif entre le piston et le cylindre, que le distributeur de commande soit ouvert ou fermé, et ces orifices sont préférables à des orifices d'amortissement prévus dans les conduites entre le distributeur de commande et le cylindre. D'autres caractéristiques de ltinvention apparattront au cours de la description qui va suivre, faite en se référant au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel les Fig. 1 et 2 sont des vues en coupe de deux modes de réalisation de l'invention. Dans chacun des exemples représenté, le vérin comprend un piston fixe 10, un cylindre mobile ll relié à une gouverne (non représentée) et un distributeur de commande 12 qui commande les communications entre les extrémités opposées 13 et 14 du cylindre et un orifice 15 d'admission fluide sous pression et un orifice d'échappement 16. Les références S1 et S2 désignent les liaisons entre le dispositif et l'environnement qui sont représentées à titre indicatif par un ressort et un amortisseur en parallèle avec le ressort, disposés entre le piston et l'ossature de l'avion et entre le cylindre 11 et la gouverne. Un piston 17, plus petit, fixé au cylindre 11, peut coulisser dans un alésage 18 prévu dans la tige 19 du piston. Dans le cas d'un vérin symétrique tel que représenté à la Fig. 1, un amortissemènt se produit à l'intérieur de l'alésage 18 pour les deux sens de déplacement grace à la présence d'un orifice dtamortisselent 20 prévu dans le piston 17. Des clapets de retenue 22 sont prévus et permettent à l'huile d'être aspirée à partir de l'échappement si la pression dans l'une ou l'autre des extrémités 13 ou 14 du cylindre tombe au-dessous de la pression d'échappement, de telle sorte qu'aucune cavitation ne peut se produire. Des clapets de retenue 23 montés tête-bêche par rapport aux clapets 22 sont prévus en parallèle avec l'orifice d'amortissement 20. Sans la présence des clapets 23, l'orifice 20 peut empêcher l'obtention de la vitesse maximale nécessaire.Un compromis entre les impératifs de stabilité de commande et de vitesse maximale est obtenu en mettant en dérivation l'orifice d'amortissement 20 au moyen des clapets 23 qui sont réglés pour s'ouvrir pour une valeur de pression suffisamment élevée. Dans le cas d'un vérin ayant des surfaces de travail du piston d'aires différentes, comme représenté à la Fig. 2, il est prévu dans le piston 10 un orifice d'amortissement 120. Des clapets de retenue 22 sont également prévus dans les conduites d'échappement et d'autres clapets de retenue 24 et 25 sont prévus respectibement dans le piston 17 et dans le piston 10. Les avantages des deux modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus sont les suivants : - une commande variable de stabilité peut être effectuée en modifiant les dimensions des orifices d'amortissement, ce qui est plus facile que de faire varier la réaction, tenant compte de la déformation de la structure ; - l'introduction d'un amortisseur dans la tige du piston fournit un moyen économique pour économiser de la place dans un dispositif pour avion ; - l'utilisation d'un amortisseur mis sous pression à partir des pressions régnant dans la chambre principale permet d'amorcer facilement un amortisseur à double effet et à deux extrémités, sous une pression suffisamment elevée pour empêcher un phénomène de cavitation dans la plupart des cas. REVENDICATIONS 1. Vérin hydraulique pour actionner une gouverne d'avion, caractérisé en ce qu'il comprend un cylindre et un piston principal associé , fixés respectivement l'un à la structure de l'avion et l'autre à la gouverne, un distributeur de commande extérieur au cylindre et susceptible d'entre déplacé à partir d'une position neutre pour relier les extrémités opposées du cylindre, alternativement à une entrée de fluide sous pression et à une sortie de décharge, un piston plus petit fixé au cylindre et pouvant se déplacer dans un alésage ménagé dans la tige du piston principal, un orifice amortisseur étant prévu, soit dans le piston plus petit, soit dans le piston principal. 2. Vérin hydraulique suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend des clapets anti-retour montés tête-bêche mettant en dérivation l'orifice amortisseur. 3. Vérin hydraulique suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte des clapets anti-retour disposés entre les extrémités opposées du cylindre et l'orifice de sortie, qui permettent au fluide d'être aspiré de l'échappement dans le cylindre pour empêcher des phénomènes de cavitation.