Brevet FR2130366A1 — publié le 19721103

-1- 2130366 Dans un système classique de commande d'environnement pour avion dans lequel une source d'énergie auxiliaire telle qu'une turbine à gaz alimente en air de ventilation dérivé le système de conditionnement d'air, la turbine à gaz tourne à sa puissance maxi-5 maie à tous moments en cours de marche indépendamment des besoins du système de conditionnement d'air. Puisque le système de conditionnement d'air ne nécessite la quantité maximale d'air dérivé de la turbine à gaz que pendant des périodes intermittentes, un fonctionnement uniforme de la turbine à gaz à la puissance maximale se 10 traduit par un mauvais rendement. Une séparation et une indépendance de fonctionnement du système de conditionnement d'air et de la source d'énergie auxiliaire ne permettent pas d'obtenir des performances d'ensemble optimal es» L'invention concerne un système automatique de commande d'in-15 terface prévu entre un système "ECS" de commande d'environnement ("Environmental Control System") et une source d'énergie auxiliaire "APU' " ("Auxiliary Power Unit") dans un avion. Le système"ECS" et la source "APU" sont intégrés de façon à obtenir une commande partielle de la source "APU" en réponse à des impératifs du systè-20 me "ECS". L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés, qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention. 25 La figure 1 représente schématiquement un système de commande d'environnement "ECS" et une source d'énergie auxiliaire "APU" installés dans un fuselage d'avion. La figure 2 est un schéma synoptique du système fondamental de commande automatique d'interface suivant l'invention. 30 La figure 3 est une coupe schématique d'une source d'énergie auxiliaire "APU" utilisable avec le système de commande d'interface de la figure 2. La figure 4 est un schéma synoptique des fonctions de commande de la source "APU" de la figure 3. 35 La figure 5 est un graphique donnant la pression de la source "APU" en fonption de l'écoulement d'air dérivé de la source "APU" pour le système de commande d'interface de la figure 2. La figure 6 est un schéma synoptique du système de commande d'interface de la figuge 2. 72 09360 -2- 2130366 La figure 7 est un graphique montrant les caractéristiques de proportionnalité + intégration de la commande de température de zone de la figure 6. La figure 8 est un schéma synoptique de l'ensemble du système 5 de commande automatique d'interface. La figure 9 est un schéma du circuit de la commande de température de zone 39' de la figure 8. La figure 10 est un schéma du circuit de la commande d'interface 52* de la figure 8. 10 Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un système de commande d'environnement "SCS" pour un avion à fuselage large et à trois réacteurs. L'air dérivé de chacun de ces trois réacteurs et de la source d'énergie auxiliaire "APU* est fourni à chacune de cinq zones de commande de température et à trois groupes de condi-15 tionnement d'air par l'intermédiaire de conduits de distribution d'air chaud. Les cinq zones de commande de température comprennent la zone de poste de pilotage I, la zone de volume sous plancher II, la zone avant de cabine III, la zone centrale de cabine IV, et la zone arrière de cabine V. 20 Les groupes de conditionnement d'air peuvent être constitués par l'une des unités de réfrigération classiques employées dans des systèmes "ECS" d'avion. Par exemple on peut employer une unité comportant un seul échangeur de chaleur, un séparateur d'eau,une commande de température de séparateur d'eau, une soupape de dériva-25 tion de turbine ainsi que des commandes d*entrée et de sortie d'air dynamique. Le compresseur à circuit fermé et le ventilateur d'air de refroidissement de l'unité de réfrigération peuvent être montés sur un arbre commun qui est entraîné par la turbine de réfrigération. 30 De l'air sortant de l'unité de commande d'écoulement est comprimé dans le compresseur précité et est refoulé dans 1'échangeur de chaleur oîi la température de l'air est réduite jusqu'à une valeur proche de la température ambiante par l'écoulement d'air de refroidissement envoyé dans 11échangeur de chaleur par le ventilateur.L'air 35 comprimé et refroidi est détendu dans la turbine et il est réfrigéré du fait de l'énergie extraite de l'air pour entraîner l'arbre de l'unité de réfrigération. L'air réfrigéré pénètre dans le séparateur d'eau où la majeure partie de 1'humidité libre contenue 72 Ô93fcû 2130366 dans l'air est enlevée. Une soupape de commande de point de rosée qui est solidaire de l'unité de réfrigération permet d'empêcher l'humidité libre de geler. Aussitôt que de la glace commence à se former sur un écran placé dans le conduit de refoulement de la tur-5 bine, l'augmentation de la perte de charge de part et d'autre de l'écran produit l'ouverture d'une soupape introduisant directement l'air dérivé dans le manchon de dégivrage placé à la sortie de la turbine. Il en résulte une augmentation de la température du mélange d'air et une élimination de la glace formée® 10 La température de l'air conditionné fourni aux zones de la ca bine est commandée par une soupape de dérivation de turbine qui décharge l'imité de réfrigération ainsi que par des volets d'entrée et de sortie d'air dynamique qui réduit le débit d'air de refroidissement dans 1'échangeur de chaleur. Les volets d'entrée et de 15 sortie d'air et la soupape de dérivation de turbine peuvent être programmés mécaniquement et commandés par un dispositif électronique de'commande de réfrigération qui maintient une température déterminée d'air conditionné qui est définie par des signaux reçus en provenance des commandes de températures de zones de cabine. 20 Comme le montre la figure 1, l'air refroidi est distribué à chacune des cinq zones de commande de température par l'intermédiaire des conduits de distribution d'air conditionné. Le système fondamental de commande automatique d'interface utilisable entre un système de commande d'environnement "ECS" et une 25 source d'énergie auxiliaire "APU" d'un avion est représenté schéma-tiquement sur la figure 2. La source "APU" et les commandes 10 reçoivent du carburant et exercent une charge sur l'arbre en addition à l'augmentation de la pression et de la température de l'air dérivé fourni aux groupes de conditionnement d'air et aux comman-30 des 11 qui assurent l'alimentation en air à la température correcte des zones de cabine de l'avion et des commandes 12 du système "ECS". La commande d'interface 14 reçoit les signaux de demande de chauffage et de refroidissement en provenance des zones de cabine et des commandes 12 et produit en corrélation un signal d'augmenta-35 tion de vitesse transmis à la source "APU" ainsi qu'aux commandes 10 et un signal d'augmentation de température d'air de sortie transmis aux groupes de conditionnement d'air et aux commandes 11. De cette manière, le signal de détection de température de zones de cabine excite la commande de vitesse de la source "APU" par l'inter-40 médiaire de la commande d'interface 14 afin de régler les groupes 72 09360 2130366 de conditionnement d'air ainsi que la pression, le débit et la température de l'air en vue du réglage de la commande de température de zones. Pour maintenir une température constante sélectionnée de 24°C 5 lorsque la zone passe d'une condition de refroidissement maximal à une condition d'échauffement maximal et d'une charge minimale à une charge maximale, ladite zone doit être alimentée en air à une température d'entrée variable et/ou un débit variable» Pour satisfaire la commande de température de zones, les capacités des grou-10 pes de conditionnement d'air sont modulées initialement de la condition de refroidissement maximal à la condition d'échauffement maximal tout en maintenant la source "APU" au réglage minimal de puissance.Lorsqu'une augmentation additionnelle de capacité est requise, le signal de commande de température de zones de cabine as-15 sure automatiquement une augmentation de la puissance de la source "APU" par l'intermédiaire de la commande d'interface 14. Comme indiqué sur la figure 3, une source "APU" 29 appropriée peut comprendre un compresseur basse-pression 15, un compresseur haute-pression 16, une turbine haute-pression 17 et une turbine 20 basse-pression 18. Le compresseur haute-pression 16 et la turbine haute-pression 17 sont montés sur un arbre commun d'un groupe haute-pression 19 qui est utilisé pour entraîner un générateur de courant alternatif 20 et une pompe hydraulique 21. La vitesse de l'arbre 19 est réglée 25 à une valeur constante Ng par une commande de dosage de carburant qui fournit du carburant par l'intermédiaire d'injecteurs 22 à la chambre de combustion 23 dont les gaz d'échappement entraînent les turbines 17 et 18. Le compresseur basse-pression 15 et la turbine basse-pression 30 18 sont montés sur un arbre commun d'un groupe basse-pression 24.Be l'air dérivé sort du groupe basse-pression 24 en un point situé entre le compresseur basse-pression 15 et le compresseur haute-pres-sion 16 et il est réglé à l'aide d'une valve de commande d'alimentation 25 et d'une soupape de décharge 26. Le premier étage de la 35 turbine basse-pression 18 est pourvu de tuyères réglables 27 de manière que la vitesse du groupe basse-pression 24 soit variable et puisse être réglé en concordance avec les besoins du système de conditionnement d'air ou du système de démarrage de moteur. 12 09360 -5- 2130366 Des commandes "APU" appropriées pour la source "APU" 29 de la figure 3 ont été représentées sur la figure 4» Une commande électronique de la vitesse , désignée par 30, qui reçoit un signal d'entrée correspondant aux besoins du système "ECS", est utilisé 5 pour comparer les signaux de vitesse imposée provenant du limi-teur de référence N^-31 quand le système "ECS" est en service, et du limiteur de référence 32 lorsque le système "ECS" n'est pas en service, avec la vitesse réelle et qui utilise le signal d'erreur pour repositionner les aubes directrices d'entrée de tur-10 bine des tuyères réglables 27 à l'aide d'un dispositif d'actionne-ment de tuyère 33« La source "APU" 29 réagit à ce changement de géométrie par un changement de la vitesse La commande de vitesse ^£-34 correspondant au groupe haute-pression 19 se compose d'un régulateur (non représenté) qui module la quantité de carburant 15 passant dans les tuyères 22. Le diagramme pression-débit d'air de la source "APU" donné' sur la figure 5 montre l'interface réelle existant entre les groupes de conditionnement d'air du système "ECS" et de la source "APU"o Le diagramme ABCD représente la pression en fonction du débit d'air 20 pour deux groupes de conditionnement d'air en service tandis que le diagramme EFGH représente la pression en fonction du débit d'air pour trois groupes de conditionnement d'air en service. La courbe J représente une condition minimale de la vitesse de la source "APU" correspondant à 5&f° du maximum tandis que la courbe 25 K représente une condition minimale de du système "ECS" correspondant à une valeur de 78 fo du maximum. La condition maximale du système " ECS " correspondant à une valeur de 93 % pour est représentée par la ligne L tandis que la condition maximale de la source "APU" correspondant à une vitesse de 100 fo est représen-30 tée par la ligne M. Le point I de la courbe de vitesse K définit le mode de fonctionnement typique. La vitesse de la source "APU" est de 78 tfo et le débit d'air de décharge sortant de la source "APU" est d'environ 135 kg par minute,. Le long de cette courbe,les groupes de conditionnement d'air sont modulés entre la condition 35 de refroidissement maximal et la condition de chauffage maximal^ tout en maintenant la source "APU" à sa vitesse minimale "APU" de 78 La courbe de commande des groupes de conditionnement d'air correspond à une moyenne entre la condition de refroidissement maximal et la condition de chauffage maximal. La condition de re- 12 09360 -6- 2130366 froidissement mATimal impose une réduction maximale de pression de la source "APU" tandis que la condition de chauffage maximal impose une réduction minimale de pression de la source "APU" , de sorte que le débit augmente avec le mode de chauffage. 5 Lorsqu'une simple modulation entre la condition de refroidisse ment maximal et la condition de chauffage maximal pour une vitesse de la source "APU" de 78 tfo ne peut plus satisfaire aux impératifs de chauffage et /ou de refroidissement des groupes de conditionnement d'air, la vitesse de la source "APU" est augmentée de 10 la courbe K vers la courbe L. Lorsque les groupes de conditionnement d'air fonctionnent suivant le mode de chauffage maximal pour une vitesse de 78 %, cette vitesse est augmentée en direction du point G- où l'étranglement des groupes de conditionnement d'air augmente rapidement une fois que le débit d'air est limité à 15 environ 200 kg par minute. Le point III sur la courbe L représente la condition de chauffage maximal par la source "APII" lorsqu'il est nécessaire d'augmenter la température de l'air d'alimentation. Par exemple, pendant une journée à -43°C et pour une vitesse de la source "APU" de 78 la température de l'air d'alimentation est 20 de l'ordre de 10°C, c'est-à-dire bien inférieure à ce qui est nécessaire pour chauffer la cabine. Dans de telles conditions, il est nécessaire d'augmenter la vitesse de la source "APU", en vue d'accroître la pression d'air d'alimentation et par conséquent la température d'air. 25 Le point II sur la courbe L définit le mode de refroidissement maximal pendant une journée très chaude correspondant à une température de l'ordre de 43°C. Dans ce cas la source "APÏÏ" est capable de fournir 180 kg d'air dérivé par minute à la pression maximale pour assurer le refroidissement maximal lorsque la vitesse de la 30 source "APU" est augmentée à 93$» Le tableau ci-dessous donne la consommation de carburant en chacun des points de fonctionnement I, II, III et il indique l'économie sensible réalisée sur la consommation de carburant par modulation de la vitesse au lieu de fonctionner à une vitesse fixe 35 de 93 72 09360 -7- 2130366 Temp.am- Débit d'air Charge Mode Consomma- Yites- CV tion carbu- se N, °c rant kg/h j. I 18° C 135 100 normal 130 78 £ II 18° C 167 100 refroidissement 188 maximal 93 * III 18° C 204 100 Chauffage maxi- 198 93 fo mal La figure 6 montre schématiquement le système de commande auto-10 matique d'interface prévu entre le système "ECS" et la source "APU". Ce système de commande comprend fondamentalement une commande de températures de zones 39, une commande d'interface 52,une commande de source "APU" 60 et line commande de températures de groupes de conditionnement d'air 61. Bien que le système soit représenté sous 15 sa forme la plus simple pour améliorer la compréhension du dessin, il va de soi qu'il peut exister dans un autre système similaire plusieurs commandes de températures de zones 39, à, savoir une commande pour chaque zone de cabine qui comporte ses, propres éléments associés. De même, il peut exister plusieurs commandes de tempéra-20 tures de groupes de conditionnement d'air 61, à savoir une commande pour chaque groupe de conditionnement d'air, pourvue de son propre détecteur de température. Les commandes de groupes de conditionnement d'air sont commandées en fonction des commandes de températures de zones par l'intermédiaire d'une seule unité de commande 25 d'interface 52. La commande d'interface 52 reçoit les signaux de demande de chauffage et/ou de refroidissement provenant de toutes les zones respectives et elle produit des signaux correspondants représentant un refroidissement maximal et/ou un chauffage maximal dans un 30 mode normal de fonctionnement correspondant à une vitesse de source "APU" de 78 $« Le signal de demande de refroidissement maximal est utilisé pour régler la température désirée de l'air de sortie du groupe de conditionnement d'air correspondant dans une plage présélectionnée, par exemple entre -7°C et + 73°C. Les groupes de 35 conditionnement d'air fonctionnent par conséquent en parallèle en fournissant de l'air d'alimentation à une température identique de manière à satisfaire au moins aux besoins de l'une des différentes zones de commande de température. S'il se produit de légères variations de charge thermique entre les zones de telle sorte 40 qu'une zone exige un air plus chaud de quelques degrés par rapport 72 09360 -s- 2130366 à celui demandé par une autre zone, de petites soupapes d'équilibrage de fourniture de chaleur sont automatiquement réglées sur la position désirée en augmentant ainsi la température de l'air d'alimentation par rapport à celle de l'air fourni par les groupes de 5 conditionnement. Chaque zone comporte par conséquent un dispositif de commande indépendant permettant d'ajouter de la chaleur par modulation des petites valves d'équilibrage de fourniture de chaleur. C'est seulement lorsque ces valves d'équilibrage de fourniture de chaleur sont incapables de satisfaire aux commandes de température 10 de zones qu'il est nécessaire d'augmenter la vitesse de la source "APU" au delà de 78$ et d'augmenter la capacité disponible en vue d'une adaptation aux accroissements des impératifs de charge. Dans sa forme la plus simple, la commande de température 39 de la zone I utilise un sélecteur de température de zone 40 et un 15 capteur de température de zone 41 reliés à un sommateur 42 de manière à produire un signal d'erreur. Ce signal d'erreur est simplifié par l'intermédiaire d'un canal d'intégration 43 ou bien d'un canal de proportionnalité 44 de façon à produire un signal de demande de refroidissement appliqué à la commande d'interface 52. 20 Ce même signal est appliqué à un limiteur 45 de façon à produire un signal de demande de température d'entrée de zone compris dans une plage présélectionnée, par exemple entre -6°C et + 73°C« Ce signal limité est ensuite appliqué à un sommateur 46 qui le compare à un signal de sortie du détecteur 47 pour fournir un signal de 25 demande de chauffage à la commande d'équilibrage de fourniture de chaleur 48 qui assure la commande de la valve d'équilibrage de fourniture de chaleur 49. le signal de demande de chauffage pour la zone I est également appliqué au discriminateur de chauffage maximal 56 de la eom-30 mande d'interface 52 qui reçoit également des signaux de demande de chauffage provenant de chacune des autres zones en vue dé produire un signal de commande correspondant au chauffage maximal nécessaire. Sur les figures, on a mis en évidence quatre autres entrées de zones, le signal de sortie du filtre de vitesse de mode 35 de chauffage 53, qui reçoit le signal de commande sortant du discriminateur 56, est appliqué au réseau de stabilisation 50 puis au discriminateur de vitesse maximale 58 qui fournit un signal d'ordre d'augmentation de vitesse à la commande de vitesse désignée par 30, de l'unité de commande 60 de la source "APU*. 72 09360 -9- 2130366 Les signaux de demande de refroidissement provenant de toutes les commandes de température de zones 39 sont également transmis à la commande d'interface 52» Le signal de demande de refroidissement provenant de la zone I, ainsi que les signaux de demande 5 de refroidissement provenant des zones II, III, IV et V, sont appliqués à un discriminateur de refroidissement maximal 57 pour produire un signal d'excitation de la commande de groupes de conditionnement d'air 51 faisant partie de la commande de température de groupes de conditionnement d'air 61 afin de la régler en cor-10 respondance à la demande de refroidissement maximal requise (température minimale d'air d'alimentation),, La commande de groupes de conditionnement d'air 51 reçoit ce signal d'excitation par l'intermédiaire du limiteur 76. Par exemple, si la demande la plus faible de température 15 d'entrée de zone correspond à une température de 7,5°C,la commande de température de groupes 51 faisant partie du dispositif de commande de température 61 règle les volets d'air de commande et de dérivation de turbine 62 de façon à établir une température d'air de 7,5°C . Dans le cas où une autre commande de température de 20 zone demande une température d'air d'entrée de zone légèrement supérieure, par exemple de 10°C, la compensation nécessaire est effectuée par réglage indépendant de la soupape d'équilibrage thermique 49 en vue d'augmenter ainsi la température d'entrée de zone de 2,5°G. 25 Le signal de commande provenant du discriminateur 57 est éga lement fourni au discriminateur de vitesse 58 par l'intermédiaire du filtre 59. Le discriminateur 58 effectue une sélection entre les signaux reçus en provenance du réseau 50 et du filtre 59 afin d'envoyer un signal d'augmentation de vitesse à la commande de vi-30 tesse désignée par 30> La commande 30 règle la vitesse de la source "APU" 29. Les caractéristiques de "proportionnalité plus intégration" de la commande de température de zone 39 ont été représentées graphiquement sur la figure 7. La commande de température de zone 39 35 comporte un canal de proportionnalité 44 et un canal d'intégration 43® Par exemple, une commande de température de zone comporte seulement un canal de proportionnalité fournissant -un signal d'erreur amplifié proportionnellement„ 72 09360 -10- 2130366 D'une façon générale, une erreur de 0,5°C peut être amplifiée d'un facteur désiré mais, plus le degré d'amplification est élevé, moins le système de commande de température est stable.Un canal de proportionnalité présentant un gain de 11, ce qui signi-5 fie qu'une variation de 0,5°C produit seulement une variation de 5,5°C à l'entrée de zone, n'est pas approprié pour effectuer une commande précise de température de zone. D'autre part la caractéristique du canal d'intégration est qu'il intègre une erreur donnée à son entrée en fonction du temps 10 de sorte que, pour me erreur de 0,5°C à son entrée, un intégrateur présentant un gain de 1/17 par seconde fournit un signal de sortie de 0,5°C au bout de 17 secondes. En conséquence,pour compenser la faible précision d'un canal de proportionnalité de faible gain, on peut utiliser l'intégrateur pour éliminer toute er-15 reur proportionnelle dans le temps. Cette compensation permet d'obtenir un système de commande de température qui soit stable et précis dans l'ensemble, comme indiqué schématiquement par le graphique. La sortie de l'intégrateur est limitée à la plage de demandes/le températures d'entrée normales comprise entre un minimum de 20 5°C et un maximum de 70°C. De cette manière, on peut empêcher des fluctuations indésirables de température après redémarrage du système et pendant que la sortie de l'intégrateur se trouve à sa valeur limite de réglage. Le système électronique de commande d'interface de la figure 25 6a été représenté d'une façon plus détaillée sur la figure 8.Le sommateur 42' produit un signal d'erreur à la sortie du sélecteur de température de zone I désigné par 40* et du détecteur de température de zone I désigné par 41' et il transmet ce signal d'erreur au canal d'intégration 43' et au canal de proportionnalité 44'.Le 30 canal d'intégration 43' comprend un intégrateur à remise à zéro 67 et un limiteur de remise à zéro d'intégrateur 68. Le canal de proportionnalité 44' comprend un amplificateur 65 et un sommateur 66 pour régler le signal de sortie du canal de proportionnalité à une température présélectionnée, par exemple de 21°C. Les canaux de 35 proportionnalité et d'intégration utilisent ensemble le sommateur 69 qui produit le signal de demande de température d'entrée de zone. Ce signal est appliqué au discriminateur de refroidissement maximal 57' de la commande d'interface 52' pour la condition "plus de froid" et également au limiteur de demande de température d'en 72 09360 -ii- 2130366 trée de zone 45' correspondant à la condition "plus de chaleur". Le sommateur 46' reçoit le signal de sortie du limiteur 45' et le signal de sortie du limiteur de température d'entrée de zone 47' de façon à produire tin signal de demande de chaleur (plus de cha-5 leur) qui est appliqué au discriminateur de chauffage maximal 56' de la commande d'interface 52' ainsi qu'à l'amplificateur de puissance 48' qui commande la valve d'équilibrage thermique 49'. Le discriminateur de chauffage maximal 56' reçoit le signal "plus de chaleur" provenant de chacune des zones et sélectionne le 10 signal de chauffage maximal afin d'assurer sa transmission au filtre de mode de chauffage en fonction de la vitesse de source "APU", désigné par 53* et qui produit un signal destiné au réseau de stabilisation 50' » De môme le discriminateur de refroidissement maximal 57' re-15 çoit les signaux "plus de froid" provenant de chacune des zones et il sélectionne le signal de refroidissement maximal qui est appliqué au ïiltre de vitesse de mode de refroidissement 59' et au limiteur 76' de la commande de température de groupes de conditionnement d'air I désigné par 61' ainsi qu'à d'autres commandes de tem-20 pérature de groupes de conditionnement d'air (groupes II et III). Le discriminateur de vitesse maximale "APU" 58' reçoit le signal de sortie du réseau de stabilisation 50' et du filtre de vitesse "APU" de mode de refroidissement 59' afin de produire un signal d'augmentation de vitesse appliqué à la commande 30' qui commande 25 la vitesse îï^ de la source "APU" 291. Le limiteur 76' produit un signal appliqué à la commande de température 51* du dispositif de commande de groupes de conditionne- • ment d'air 61'. La commande 51* reçoit également un signal provenant du détecteur de température d'air de sortie de groupes de 30 conditionnement d'air 79'• Le groupe de conditionnement d'air 178 reçoit l'air dérivé de la source "APU" 29* plus de l'air ambiant de façon à produire de l'air de refroidissement de la zone I.L'air dérivé de la source "APU" 29' est transmis à la commande de débit d'air du groupe de conditionnement d'air 78 afin de limiter la 35 quantité totale d'air de décharge utilisée» Une partie de cet écoulement est ensuite transmise par l'intermédiaire de la valve d'équilibrage thermique 49' tandis que la fraction restante est conditionnée dans le groupe 78. 72 09360 -i2- 2130366 Comme indiqué sur la figure 9, le sommateur 421 peut comprendre un circuit formé de résistances 84, 85, 86 et 87 plus un amplificateur de sommation 88» Le canal d'intégration 431 et le canal de proportionnalité 44' peuvent comprendre ensemble un circuit 80 5 comportant des résistances 89, 90, 91, 95, 97, 98, 99, 101 et 102 un condensateur 92, des diodes 93 et 94 et des amplificateurs opérationnels 96 et 100. Le circuit du limiteur de commande de température 45' comprend une diode 105 et des diodes Zener 103 et 104. Le sommateur 10 46', comprenant les résistances 107 et 112 et l'amplificateur de sommation 108, est relié au circuit 80 par l'intermédiaire de la résistance 106. L'amplificateur opérationnel 111 reçoit des signaux provenant du sommateur 42' par l'intermédiaire d'une résistance 110 et un signal provenant du capteur de température d'en-15 trée de zone 47* par l'intermédiaire d'une résistance 109 afin de fournir un signal au sommateur 46' qui produit un signal appliqué à l'amplificateur de puissance 48' et au discriminateur de chauffage maximal 56' par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 114. Le discriminâteur de refroidissement maximal 57' reçoit 20 un signal par l'intermédiaire de l'amplificateur* de puissance 113. Comme indiqué sur la figure 10, le discriminateur de refroidissement maximal 57' comprend des résistances 120, 121, 122, « 123 et 124 branchées en parallèle plus des diodes 125, 126, 127, 128 et 129. Chaque résistance reçoit un signal de demande "plus 25 de froid" provenant d'une des cinq zones. Le filtre de vitesse "APU" de mode de refroidissement 59' comprend des résistances 130, 131, 133, 134, un amplificateur opérationnel 132 et des diodes 135, 136a Le discriminateur de chauffage maximal 56' comprend également 30 vin réseau en parallèle de résistances 150, 151, 152, 153 et 154, plus des diodes 155, 156, 157, 158 et 159 et il reçoit des signaux de commande "plus de chaleur" provenant, des cinq zones précitées. Le réseau de stabilisation 50' comprend une résistance 145 et un condensateur 146 et il est branché en parallèle au filtre 53* qui 3 5 comprend les résistances 140, 141, 142, et 143,1'amplificateur opérationnel 144 et une diode 137. Les diodes 135 et 137 comprennent également le discriminateur de vitesse maximale "APU" de mode 58'. Des signaux de sortie du filtre de vitesse "APU" de mode de COPY 12 Ô9360 -i3- 2130366 refroidissement 59* et du. filtre de vitesse "APU" de mode de chauffage 53' sont appliqués à un amplificateur opérationnel 160 par l1intermédiaire d'une résistance 165. L1amplificateur 160 est également relié à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 5 166„ Un signal d'augmentation de vitesse appliqué à la commande de vitesse de la source "APU" , désignée par 30' , est fourni par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 161. D'une façon générale, on peut régler la température d'entrée de zone de trois manière séparées. En premier lieu, elle peut être 10 réglée par modulation de la température de sortie des groupes de conditionnement d'air; en second lieu, elle peut être réglée à l'aide de la valve d'équilibrage thermique et de ses commandes associées et en troisième lieu la température désirée d'entrée de zone peut être obtenue par réglage de la vitesse "APU" entre 78 15 et 93 1o. Dans le mode de commande de température de groupes de conditionnement d'air, la demande de température de zone est discriminée en fonction de cinq signaux différents de température d'entrée de zone, le signal de demande de température minimale est ap-20 pliqué simultanément à toutes les commandes de groupes de conditionnement d'air et il est comparé avec les températures réelles de sortie des groupes. Une différence résultant de cette comparai- * son module les soupapes de commande de groupes de conditionnement d'air, la soupape de dérivation de turbine règle le degré de re-25 froidissement exercé dans la turbine tandis que le volet de commande d'air de réglage modifie le degré de refroidissement obtenu par l'intermédiaire de 1'échangeur de chaleur et du circuit d'air de refroidissement. Dans le mode d'équilibrage thermique, chaque signal de deman-30 de de température d'entrée de zone est appliqué à la commande correspondante et cette température demandée est comparée à la température réelle d'entrée de zone. L'erreur résultante est amplifiée et la valve d'équilibrage thermique est amenée automatiquement dans une nouvelle position désirée. 35 Dans le cas où la température de l'air fourni par la source "APU" est trop basse et où la valve d'équilibrage est déjà ouverte complètement en faisant persister l'erreur entre la température demandée et la température réelle d'entrée à une valeur supérieure à une valeur nominale de 1,5°C, la vitesse de la source "APU" est COP^ 72 09360 -m- 2130366 alors augmentée» Le réglage de 1,5°C est maintenu pour que l'augmentation de vitesse de la source "APU" soit utilisée seulement lorsque cela est absolument nécessaire. Si l'erreur augmente de 1,5°C jusqu'à environ 7,5°C, la vitesse de la source "APU" aug-5 mente proportionnellement de 78% à 93#» Dans le mode de refroidissement, le signal d'erreur de température de cabine, indiquant qu'un débit d'air plus important à basse température est demandé, est également utilisé comme moyen d'augmentation de la vitesse de la source "APU". Aussitôt que la 10 demande de température d'entrée de cabine tombe en-dessous de -6,5°C ,on suppose que toute la capacité de refroidissement exercée par l'intermédiaire des groupes de conditionnement d'air fonctionnant à 78$ de la vitesse "APU" est épuisée» Puisque les groupes de conditionnement d'air ne fournissent plus d'air à des 15 températures inférieures à -4 à 1,5°C, en fonction de l'humidité de l'air, on peut seulement obtenir une augmentation de la capacité de refroidissement par augmentation du débit d'air. Une fois que la demande de température d'entrée de zone est tombée à - 15°C ,1a vitesse de la source "APU" est programmée de manière à 20 atteindre 93 $ et le débit maximal d'air est fourni à la zone. Pour augmenter la vitesse N-^ de la source "APU" ,des signaux sont fournis par les cinq commandes de température de zone. Chaque commande de température de zone fournit deux signaux, à savoir un signal pour le chauffage et l'autre signal pour le refroidissement 25 Ces dix signaux de commande de température sont appliqués à la com mande d'interface. Les signaux sont d'abord discriminés en fonction de la demande de chauffage maximal ou de refroidissement maximal. Les signaux de chauffage et de refroidissement maximal sont ensuite discriminés entre eux de façon à déterminer celui qui 30 nécessite la vitesse maximale. De cette façon, on élimine toute incompatibilité entre des capacités désirées de chauffage et de refroidissement. La commande de température de zone qui est soumise à la charge maximale de chauffage ou de refroidissement produit le signal de demande correspondant à la vitesse maximale "APU" et 35 établit les valeurs maximales de débit d'air "APU", de pression et de température. De cette manière, toutes les autres commandes de températures de zones disposent d'une capacité supérieure à la valeur appropriée de refroidissement ou de chauffage. Ces autres zones sont automatiquement réglées par l'intermédiaire de leurs 72 09360 2130366 commandes respectives de températures d1entrée de zones ou de leurs commandes de températures de groupes de conditionnement d'air afin de maintenir une température de zone constante et sélectionnée. De cette manière, la consommation de carburant par la 5 source "APU" est réduite au minimum et sa fiabilité et sa durée de service sont augmentées. L'interface entre le système "EGS" et la source "APU" est relativement simple et réduit au minimum l'attention de l'opérateur tout en maintenant une réponse maximale à des demandes de refroidissement et de chauffage. 10 Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. 12 09360 _i6- 2130366 -HEVENDICATIONS- 1«- Système de commande automatique d'interface, caractérisé en ce qu'il comprend une turbomachine pour produire une puissance de sortie et de l'air de ventilation dérivé, un système de commande d'environnement pour recevoir et conditionner l'air dérivé de la 5 turbomachine et pour fournir de l'air conditionné à au moins une zone commandée en température, et des moyens de commande d'interface associés fonctionnellement à ladite turbomachine et audit système de commande d'environnement afin de faire varier la vitesse de la turbomachine en réponse à un signal de demande provenant 10 desdites zones commandées en température. 2,- Système de commande automatique d'interface d'avion,caractérisé en ce qu'il comprend une turbomachine montée sur l'avion de façon à produire une puissance de sortie et de l'air de ventilation dérivé, ladite turbomachine comportant un groupe haute 15 pression et un groupe basse pression, au moins un dispositif de conditionnement d'air agencé pour recevoir et conditionner de l'air dérivé de la turbomachine, au moins une zone commandée en température dans l'avion de manière à recevoir de l'air conditionné en provenance du dispositif de conditionnement, et des moyens 20 de commande d'interface coopérant avec ladite turbomachine, ledit dispositif de conditionnement d'air et ladite zone commandée en température afin de fournir un signal de demande au dispositif de conditionnement d'air et de faire varier la vitesse du groupe basse-pression de la turbomachine si le dispositif de conditionnement 25 d'air ne peut pas satisfaire le signal de demande. 3«- Système de commande automatique d'interface d'avion,caractérisé en ce qu'il comprend une turbomachine montée sur l'avion de manière à produire une puissance de sortie et de l'air de ventilation dérivé, ladite turbomachine comportant un groupe haute-30 pression et un groupe basse-pression, ledit groupe à basse-pression comportant des moyens pour commander sa vitesse, au moins un dispositif de conditionnement d'air pour recevoir et conditionner de l'air dérive de ladite turbomachine, au moins une zone commandée en température dans l'avion de manière à recevoir l'air condition-35 né provenant du dispositif de conditionnement et l'air dérivé provenant de la turbomachine, un dispositif de commande de température 72 09340 213036(, de chaque zone pour produire des signaux de commande de refroidissement et de chauffage de chaque zone, des moyens réagissant au signal de demande de chauffage pour commander l'écoulement d'air dérivé entre la turbomachine et lesdites zones et des moyens de 5 commande d'interface associés fonctionnellement à la turbomachine, au dispositif de conditionnement d'air et auxdits moyens de commande de température de zone pour recevoir les signaux de demande de refroidissement et de chauffage provenant de chacun desdits moyens de commande de température afin de produire un signal de 10 commande du dispositif de conditionnement d'air et un signal de commande de vitesse du groupe basse pression de la turbomachine. 4.- Système de commande automatique d'interface d'avion suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de commande d'interface comprend un dispositif de chauffage maximal 15 recevant un signal de demande de chauffage provenant du dispositif de commande de température de chaque zone commandée en température et pour sélectionner le signal de demande de chauffage maximal, un discriminateur de refroidissement maximal recevant un signal de demande de refroidissement provenant du dispositif 20 de commande de température de chaque zone et pour sélectionner le signal de demande de refroidissement maximal qui est appliqué ensuite au dispositif de conditionnement d'air, un filtre de vitesse de mode de chauffage recevant le signal de demande de chauffage maximal sortant du discriminateur de chauffage maximal et 25 pour produire un signal de commande de vitesse compris dans des limites présélectionnées, un filtre de vitesse de mode de refroidissement recevant le signal de demande de refroidissement maximal provenant du discriminateur de refroidissement maximal et produisant un signal de commande de vitesse compris dans des limites 30 présélectionnées, un réseau de stabilisation recevant le signal de commande de vitesse provenant du filtre de vitesse de mode de chauffage et produisant un signal de commande de vitesse de mode de chauffage compensé et un discriminateur de vitesse recevant le signal de commande de vitesse sortant du filtre de vitesse de 35 mode de refroidissement et le signal de commande de vitesse compensé sortant du filtre de vitesse de mode de chauffage et sélectionnant le signal de commande de vitesse de mode maximale correspondant au groupe basse pression de la turbomachine. 72 09360 -18- 2130366 5«- Système de commande automatique d'interface d'avion, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs zones individuelles commandées en température à l'intérieur de l'avion, plusieurs capteurs de température d'air, un capteur détectant la température de 5 l'air dans chaque zone de manière à produire un. signal la représentant, plusieurs sélecteurs de température d'air, un sélecteur produisant pour chaque zone un signal correspondant à la température d'air sélectionnée pour chaque zone, plusieurs dispositifs de commande de température recevant chacun les signaux du capteur de 10 température d'air et du sélecteur de température d'air correspondant à chaque zone de manière à produire un signal de demande de refroidissement et un signal de demande de chauffage de chaque zone, une turbomachine montée sur l'avion de manière à produire une puissance de sortie et de l'air dérivé, ladite turbomachine 15 comportant un groupe haute pression et un groupe basse pression,le groupe basse-pression comportant des moyens de commande de sa vitesse,plusieurs dispositifs de conditionnement d'air pour recevoir et conditionner l'air de décharge de la turbomachine et pour fournir de l'air conditionné à chacune desdites zones commandées en 20 température, plusieurs dispositifs de commande de l'air dérivé de la turbomachine assurant le mélange de cet air dérivé avec de l'air conditionné provenant desdits dispositifs de conditionnement d'air avant que ledit air conditionné soit fourni à chacune des zones commandées en température, chacun des dispositifs de 25 commande d'air de décharge recevant le signal de demande de chauffage provenant d'un des dispositifs de commande de température, et dispositif de commande d'interface associé fonctionnellement à la turbomachine, aux dispositifs de conditionnement d'air et aux dispositifs de commande de température de manière à recevoir 30 un signal de demande de refroidissement et un signal de demande de chauffage provenant de chacun des dispositifs de commandé de température en vue de produire un signal de commande appliqué à chacun des dispositifs de conditionnement d'air et un signal de commande de vitesse du groupe basse-pression de la turbo-machine. 35 6.- Système de commande automatique d'interface d'avion sui vant la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de commande de température comprend un premier sommateur recevant le signal d'un détecteur de température d'air et le signal d'un sélecteur de température d'air pour produire un signal d'erreur,un 72 09360 _i9_ 2130366 canal de proportionnalité et un canal d'intégration branchés en parallèle de manière à recevoir le signal d'erreur provenant du premier sommateur pour produire le signal de demande de refroidissement destiné au dispositif de commande d'interface, un limiteur 5 recevant également le signal de demande de refroidissement,un capteur de température d'air placé dans le courant d'air conditionné fourni à la zone correspondante pour produire un signal le représentant et un second sommateur pour recevoir le signal de sortie du limiteur et le signal de sortie du capteur de température en 10 vue de produire le signal de demande de chauffage» 7.- Système de commande automatique d'interface d'avion suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le canal d'intégration comprend, en série, un intégrateur de remise à zéro, un limiteur contrôlé de remise à zéro d'intégrateur et un troisième som- 15 mateur et en ce que ledit canal de proportionnalité comprend en série un amplificateur, un sommateur de sollicitation ainsi que le troisième sommateur du canal d'intégration. 8.- Système de commande automatique d'interface d'avion suivant la revendication 5» caractérisé en ce que le dispositif de 20 commande d'interface comprend un discriminateur de chauffage maximal recevant un signal de demande de chauffage provenant du dispositif de commande de température de chaque zone et sélectionnant le signal de demande maximal, un discriminateur de refroidissement maximal recevant un signal de demande de refroidissement provenant 25 du dispositif de commande de température de chaque zone et sélectionnant le signal de demande de refroidissement maximal, ledit signal de demande de refroidissement maximal étant appliqué au dispositif de conditionnement d'air, un filtre de vitesse de mode de chauffage pour recevoir le signal de demande de chauffage maximal 30 provenant du discriminateur de chauffage maximal et pour produire un signal de commande de vitesse compris dans des limites présélectionnées, un filtre de vitesse de refroidissement destiné à recevoir le signal de demande de refroidissement maximal provenant du discriminateur de refroidissement maximal et à produire un si-35 gnal de commande de vitesse compris dans des limites présélectionnées, un réseau de stabilisation destiné à recevoir le signal de commande de vitesse provenant du filtre de vitesse de mode de chauffage et à produire un signal de commande de vitesse de mode de chauffage compensé et un discriminateur de vitesse recevant le si-40 gnal de commande de vitesse provenant du filtre de vitesse du mode 72 09360 -20- 2130366 de refroidissement et le signal de commande de vitesse compensé provenant du filtre de vitesse de mode de chauffage et sélectionnant le signal de commande de vitesse maximale de mode pour le groupe basse-pression de la turbomachine,, 5 9.- Système de commande automatique d'interface d'avion sui vant la revendication 8, caractérisé en ce que le discriminateur de chauffage maximal comprend un premier réseau de résistances et de diodes, en ce que le discriminateur de refroidissement maximal comprend un second réseau de résistances et de diodes, en ce que 10 le filtre de vitesse de mode de chauffage comprend un réseau de résistances, un amplificateur eifane diode, en ce que le réseau de stabilisation comprend une combinaison-série d'une résistance et d'un condensateur branchée en parallèle avec une partie du réseau du filtre de vitesse de mode de chauffage, en ce que le limiteur 15 de vitesse de mode de refroidissement comprend un réseau comportant des résistances, un amplificateur, une diode ordinaire et une diode Zener et en ce que le discriminateur de vitesse comprend la diode du filtre de vitesse du mode de chauffage et.la diode du filtre dè vitesse de mode de refroidissement.. 20 10.- Système de commande automatique d'interface d'avion sui vant la revendication 5» caractérisé en ce que la turbomachine comprend un groupe basse pression à une extrémité duquel est monté un compresseur basse-pression et à l'autre extrémité duquel est montée une turbine basse-pression, ladite turbine basse-pression 25 comportant des tuyères réglables pour commander la vitesse du groupe basse-pression, un groupe haute-pression placé concentrique-ment au groupe basse-pression entre le compresseur basse-pression et la turbine basse-pression, ledit groupe basse-pression portant à une extrémité un compresseur haute-pression associé au compres-30 seur basse-pression et à son autre extrémité une turbine haute-pression associée à la turbine basse-pression, et en ce qu'il est prévu des moyens pour prélever l'air dérivé d'une zone comprise entre le compresseur basse-pression et le compresseur haute-pression.