Brevet FR2116264A1 — publié le 19720713

La présente invention a trait aux dispositifs de correction de pilotage et concerne plus particulièrement une association ailerons-destructeurs de portance ou spoilers dans une disposition applicable sur aérodyne. On sait qu'à vitesse constante le moment de charnière d'un aileron qui détermine l'effort de commande à fournir par le pilote, a sensiblement l'allure indiquée en trait mixte sur la figure 1 des dessins annexés selon deux incidences telles que par exemple : i = O et i = 100. Sur cette figure qui représente en ordonnée le coefficient C m a du moment de charnière et en abscisse l'angle de braquage a0 de l'aileron, on voit que ce moment croît proportionnellement avec l'angle de braquage et que l'on peut atteindre rapidement des valeurs d'effort pilote dépassant les limites acceptables dans la plupart des cas de la pratique. En effet, dès que la vitesse augmente, le moment de charnière, donc l'effort du pilote, augmente comme le carré de la vitesse V et il arrive un moment où le pilote ne peut plus braquer suffisamment les ailerons pour obtenir une efficacité en accélération ou vitesse de roulis suffisante. D'autre part, un braquage important des ailerons a tendance à donner du lacet inverse à l'avion par le fait que l'aileron baissé du côté de l'aile montante trame plus que l'aileron levé du côté de l'aile descendante. Si l'on veut, sur un avion rapide, corriger simultanément ces.deux effets il est courant de diminuer la surface des ailerons et de les conjuguer avec des destructeurs de portance ou spoilers. Ces spoilers sont souvent des surfaces planes perpendiculaires au plan de la voilure (spoiler "Guillotine ") ou bien des surfaces à pivotement amont (spoiler "Crocodile") et sont normalement escamotés à l'intérieur du profil de l'aile lorsque l'aileron se trouve au neutre et sont sortis lorsque l'aileron se trouve braqué vers le haut. Un sait que de tels spoilers augmentent l'efficacité de la commande de roulis par diminution de portance dans la zone du spoIler levé, en particulier aux basses vitesses où l'on a de grands braquages. On sait encore que ces spoIlers donnent du lacet direct par augmentation de la traînée de l'aile descendante et, dans leur forme guillotine, qu'ils ne requièrent en principe que peu d'effort au pilote pour leur commande hormis les forces dues aux frottements. Pour une efficacité donnée et une vitesse relativement basse, l'effort de braquage de l'aileron est sensiblement plus faible et bien souvent compatible avec un effort pilote raisonnable, mais dès que la vitesse de l'avion croit, on est ramené au problème initial d'effort pilote et l'on constate que, sur tous les avions rapides, Ja première voie demandant l'installation d'une servo-eommande est généralement celle de roulis. la présente invention propose un perfectionnement aux dispositifs destructeurs de portance conjugués avec des ailerons, dispositifs qui ne présentent aucun des inconvénients cités. Be dispositif perfectionné selon l'invention comprend es sentiellement un spoIler d'extrados représenté par une surface à pivotement aval, relié par liaison rigide à un levier pivotant recevant les ordres du pilote, un aileron relié par liaison rigide audit levier et le calage des points de liaison spoiler-levier et aileron-levier est tel que, pour une position du levier correspondant à une position neutre de l'aileron, le spoiler affleure la surface de ltextrados, que, pour une position du levier correspondant à une position baissée de l'aileron, le spoiler pénètre légèrement à l'intérieur de la surface de extrados et enfin que, pour une position du levier correspondant à une position levée de l'aileron, le spoiler présente une ouverture proportionnelle aux calages des points de liaison ainsi qu'aux bras de levier commandant l'ouverture desdits aileron et spolier. Lorsqu'un tel spoIler se lève, le moment de charnière "motueur naturel qui apparat tend à ouvrir davantage ce spoiler et, du fait de la liaison rigide directe avec l'aileron, l'effort fourni par le spoiler vient en déduction de l'effort de braquage de l'aileron, le choix des surfaces relatives aileron-spoiler et de la cinématique de conjugaison permettant bien entendu de régler à volonté effort pilote pour un braquage aileron et une vitesse avion donnée. C'est ainsi que la courbe (A + S) représentée en trait plein sur la figure 1 indique, à titre d'exemple, l'amélioration apportée par l'utilisation du dispositif de conjugaison aileron (A) + spoIler (S) perfectionné selon l'invention. L'invention sera de toutes manières bien comprise dans la suite du texte qui va décrire, à titre d'exemple non limitatif et à l'appui des dessins annexés, une forme de réalisation de cette invention visant un dispositif de conjugaison aileron-spofier pour avion de type rapide. Sur ces dessins la figure 1 est un diagramme représentant les courbes des lois de moment de charnière 100 Cma en fonction du braquage angulaire aO de l'aileron dans trois cas : deux pour aileron seul avec incidence i = O et i = 100et un avec aileron+spoiler (A + S) conjugués selon l'invention la figure 2 est une vue schématique représentant en perspective la partie d'une aile comportant un aileron et un spoIler à pivotement aval les figures 3, 4 et 5 sont des vues schématiques représentant en coupe longitudinale une forme de réalisation possible d'un dispositif de conjugaison aileron-spoiler selon l'invention dans trois positions différentes de fonctionnement correspondant respectivement à l'aileron en position neutre, l'aileron en position baissée et l'aileron en position levée. Si l'on se reporte tout d'abord à la figure 2 qui représente la disposition sur une aile 1 d'un aileron 2 articulé autour d'un axe g et d'un spoiler 3 articulé autour d'un axe aval a, il est aisé de constater que si l'on adapte un dispositif de conjugaison convenable entre ces deux derniers éléments, le spoiler 3 placé "dans le vent fait apparattre un moment de charnière moteur qui pourra être utilisé pour. décharger l'effort de braquage vers le haut de l'aileron 2 et ce, proportionnellement aux angles d'ouverture et aux surfaces desdits spoiler et aileron. Un tel dispositif de conjugaison peut avantageusement affecter la forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur les figures 3, 4 et 5. Selon cette forme de réalisation, le dispositif comprend essentiellement - un levier de forme triangulaire 4 articulé à l'un de ses sommets sur un axe c qui reçoit les ordres du pilote en pivotement au moyen d'une bielle 7 qui s'articule en d sur le deuxième sommet du levier 4 et est commandée à partir d'un renvoi 8 - une bielle 6 qui s'articule, d'une part, en d sur le deuxième sommet du levier 4, d'autre part, en f sur l'aileron 2 articulé lui-même sur l'axe g ; - une bielle 5 qui s'articule, d'une part, en e sur le troisième sommet du levier 4, d'autre part, en b sur le spoIler 3 luimême articulé sur l'axe a. L'ensemble ci-dessus est agencé de façon telle que - lorsque l'aileron 2 est en position neutre, comme représenté sur la figure 3, la droite XX1 reliant les points d'articulation ec fasse avec la droite YY1 reliant les points d'articulation ac un angle ss1 correspondant à une position.sporler 3 fermée, c'est-à-dire affleurant la surface de-ltex-trados - lorsque l'aileron 2 est en position baissée, comme représenté sur la figure 4, la droite XX1 forme avec la droite de un angle p2 sensiblement égal à ss1 mais de signe opposé façon que le spoiler 3 reste en position fermée.En d'autre termes, il faut que les points d'articulation soient positionnés et les longueurs des bielles déterminées de façon que le cercle de rayon ce soit osculateur au cercle de rayon bc - lorsque l'aileron 2 est en position levée, comme représenté sur la figure 5, le point de pivotement e détermine alors un mouvement d'ouverture du spoller 3, de manière que l'action aérodynamique F détermine sur le spoiler 3 un couple b-a venant en déduction du couple d'ouverture d'aileron g-f commandé par la bielle 6. Dans un tel dispositif, les points de pivotement a-b-cd-e-f et g sont bien entendu espacés entre eux et disposés spacialement de telle sorte que 1pour un effort pilote donné sur la bielle 7, 11 efficacité de l'aileron 2 et du spoiler 3 soit rendue optimale. De même, la position rentrée du spoiler 3 à l'intérieur du profil de l'extrados qui apparut lorsque le point e est dans le prolongement des points d'articulation a-c peut dre de même rendue minimale par un choix judicieux du rayon c-e du levier 4. I1 va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qutà titre purement explicatif et nullement limitatif et que tous moyens équivalents de ses éléments constitutifs rentrent dans le cadre de la présente invention, lequel est défini dans les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Procédé de correction de pilotage pour aérodyne, caractérisé en ce qu'il consiste à agencer entre un aileron et un spoiler d'extrados du type à pivotement aval un dispositif de liaison cinématique assurant la conjugaison des mouvements res que pectifs de l'aileron et du spoiler de telle sorte/lorsque l'aileron est soit en position neutre, soit en position baissée, le spoiler est encastré et en affleurement de l'extrados et que lorsque l1ai. leron est en position levée d'ouverture dans le vent l'action aérodynamiqwe produite sur ledit spoiler détermine un couple qui décharge l'action du pilote sur l'aileron. 2. Dispositif de liaison mettant en oeuvre le procédé de correction de pilotage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un spoIler d'extrados à surface à pivotement aval relié par liaison rigide à un levier pivotant recevant les ordres du pilote, un aileron également relié par liaison rigide audit levier pivotant, le calage des points de liaison sporler- levier pivotant et aileron-levier pivotant étant tel que pour une position du levier pivotant correspondant soit à la position neutre, soit à une position baissée de l'aileron, le spoiler affleure la surface de l'extrados et que,pour une position du levier pivotant correspondant à une position levée de l'aileron, le spoIler présente une ouverture qui est proportionnelle au calage des points de liaison ainsi qu'au bras de levier commandant l'ouverture desdits aileron et spoiler.