Brevet FR2130309A1 — publié le 19721103

1. 2130309 La présente invention est relative à un système de correction aérodynamique destiné à combattre le battement ou autres mouvements oscillatoires et, plus particulièrement, à un système de correction comprenant des paires de surfaces correctrices des 5 bords d'attaque et de fuite, chaque paire de surfaces étant action née en synchronisme par un système d'amélioration de stabilité, dans le but d'amortir la torsion et la flexion de l'élément oscil-lanto Dans le cas de grands avions commerciaux courants et, en particulier, dans celui d'engins tels que les avions de transport 10 supersoniques, le handicap du poids, subi lorsqu'on augmente la rigidité structurale dans le but d'éviter les difficultés résultant du battement, fait en sorte qu'une telle solution est hautement dispendieuse, sinon prohibitive» Un système correcteur aérodynamique, qui combat le battement d'une manière active, se présente 15 comme la solution de rechange la plus intéressante, tant du point de vue de la réduction du poids que de celui de la résistance à la fatigueo Cependant, on fait appel à un tel système en vue de la suppression du battement, de l'atténuation de l'effet des rafales et de la correction de l'instabilité du véhicule, en dépit de l'in-20 fluence de variables telles que la fréquence des oscillations, le mode de vibration, le nombre Mach subsonique, la masse, la rigidité, la position de l'axe d'élasticité ou la position du centre de gravité du système. Le battement consiste normalement à la fois en un mouve-25 ment de torsion(ou de gauchissement) et un mouvement de flexion (ou de déviation vers le haut et vers le bas)» Jusqu'à présent, la correction active du battement des ailes, par exemple, impliquait l'emploi d'une surface correctrice de bord de fuite, montée à l'articulation. L'inaptitude d'un élément correcteur urique de 30 bord de fuite (ou d'un élément correcteur unique de bord d'attaque) à amortir simultanément certaines combinaisons de mouvements de torsion et de flexion de l'élément soumis au battement a amené à réaliser un système correcteur de bord d'attaque et de bord de fuite à action conjointe. Lorsque - comme il sera exposé dans 35 la suite - le braquage de l'élément de correction unique de bord de fuite est amorcé en vue de s'opposer à la flexion, ce braquage est susceptible en réalité de renforcer le mouvement de torsion. 09125 2. 2130309 Dans le cas de paires de surfaces de correction coopérante de bord d'attaque et de bord de fuite, le braquage d'une surface de correction peut servir à combattre la flexion, tandis que le braquage simultané de l'autre surface de correction peut servir à combattre le mouvement de torsion. Ainsi, les surfaces correctrices coopérantes de bord d'attaque et de bord de fuite permettent de combattre à la fois le mouvement de torsion et le mouvement de flexion propres au battement. Le système actif de correction aérodynamique comprend au moins une paire de surfaces de correction situées sur le bord d'attaque et sur le bord de fuite de l'élément soumis au battemento On prévoit au moins deux capteurs disposés sur l'élément soumis au battement, à proximité des surfaces de correction, en vue de capter les effets du battement sur l'élément considéré, cela en termes de déviations de torsion ou de flexion ou de dérivées de ces déviations par rapport au temps. L'information ainsi captée est transmise à un sydème d'amélioration de stabilité, sous la forme de signaux d'entrée électriques» Ces signaux d'entrée sont convertis en braquages de correction des surfaces correctrices de bord d'attaque et de bord de fuite. Une boucle de réaction assure l'exécution des braquages obtenus par le calcul d'un ordinateur. Les facteurs de conversion qui permettent la transformation des signaux d'entrée en signaux de braquage de correction sont obtenus par un processus d'optimalisation théorique, qui sera exposé dans la suiteo Certains de ces facteurs de conversion affectent principalement la réponse correctrice au battement, tandis que certains autres facteurs de conversion prédominent dans l'atténuation de l'effet de rafales ou dans l'amélioration de la stabilité du véhicule. Un avion qui est représenté dynamiquement par n modes de vibration peut nécessiter tout au plus n/2 paires d'éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite. Le contrôle du facteur de conversion établissant la relation entre les angles d'attaque des surfaces principales, dus au battement, et les angles de braquage des surfaces correctrices de bord d'attaque empêche une interaction de battement défavorable entre tronçons rigides de l'élément subissant le battement et tronçons de cet élément qui portent les surfaces correctrices de bord d'attaque et 09125 3. 2130309 de bord de fuite, montées à articulation. Le battement d'une aile présentant un tronçon de corde déformable peut être corrigé grâce à une disposition étudiée des capteurs de battement. Le fait de placer les capteurs angulaires sur les surfaces de correction mêmes, en vue de mesurer les déviations des éléments correcteurs d-jes à la déformation dans le sens de la corde, fournit une référence pour la boucle de commande du système d'amélioration de stabilité. Les signaux de braquage provenant du système d'amélioration de stabilité sont comparés avec la déviation des surfaces correctrices due à la déformation dans le sens de la corde, pour déterminer le braquage de correction nécessaire. La stabilisation des modes de vibration de corps rigide du véhicule peut être commandée en disposant attentivement les paires de surfaces correctrices par x-apport au centre de gravité du véhicule et en utilisant de telles surfaces conjuguées à la fois sur les éléments de queue et les éléments de voilureo Une brève analyse de la puissance exigée pour la commande a révélé que la puissance requise pour faire fonctionner un tel système ie surfaces correctrices est à la portée des systèmes actuels. L'invention sera mieux appréciée et les avantages qui en résultent seront mieux mis en évidence, grâce à une meilleure compréhension qu5 sera obtenue si l'on se reporte à la description détaillée ci-après, considérée en regard des dessins annexés, dans lesquels : La figure 1a représente un profil d'aile symétrique (cambrure zéro) dans une position correspondant à un angle d'attaque zéro, ce profil présentant des surfaces correctrices de bord d'attaque et de bord de fuite, montées à pivotement ; La figure 1b représente le même profil d'aile, mais où l'élément correcteur de bord de fuite est braqué vers le bas, d'où cambrure positive et angle d'attaque effectif positif ; La figure 1c représente le même profil d'ai/3, l'élément correcteur de bord d'attaque étant braqué vers le bas, d'où cambrure positive et angle d'attaque effectif négatif ; La figure 1d représente le même profil d'aile, les éléments correcteurs étant braqués dans des directions opposées, 09125 2130309 de sorte que la cambrure effective est égale à zéro et que l'angle d'attaque effectif est positif ; La figure 2 est une représentation schématique d'un profil d'aile pourvu de surfaces correctrices de bord d'attaque et qui a été décalé d'une certaine distance et d'un certain angle par rapport à une corde de référence ; La figure 3a est une représentation schématique des fonctions d'un système d'amélioration de stabilité, qui convertit des signaux de mouvement de battement et de fréquence, obtenus à partir de deux accéléroffiètres linéaires, prévus sur l'aile soumise au battement, en signaux qui provoquent le braquage de la surface correctrice de bord d'attaque et de bord de fuite, pour combattre efficacement le battement ; La figure 3b est une représentation schématique d'un système d'amélioration de stabilité qui convertit les signaux de mouvement de battement, fournis par des accéléromètres, angulaire et linéaire, en signaux destinés à s'opposer aux braquages des surfaces correctrices basés sur une fréquence de référence constante : -v- r ' La figure k est une vue en plan d'une aile munie de plusieurs paires de surfaces correctrices de bord d'attaque et de bord de fuite, disposées le long de l'envergure ; La figure 5 est une vue en plan d'un véhicule à ailes en flèche, quicomprend deux surfaces correctrices de bord d'attaque et de bord de fuite montées extérieurement, à proximité du bout de l'aile et nettement en arrière par rapport au centre de gravité du véhicule ; La figure 6a est une représentation schématique d'un pro fil d'aile à corde aérodynamique déformable, décalée par rapport à une corde de référence ; et La figure 6b est uns représentation schématique simplifiée d'un profil d'aile à corde déformable, décalée -oar rapport à une corde de référence, ce profil étant pourvu de surfaces correctrices de bord d'attaque et de bord de fuite. Dans les différentes figures A désigne le vent relatif B - la ligne de corde ; C - la corde de référence ; D - le bord 09125 5<> 2130309 d'attaque;et E - le bord de fuite» D'autre part, dans la figure 1a l'angle d'attaque est égal à zéro, la cambrure étant également égale à zéro ; dans la figure 1b l'angle d'attaque ^ et la cambrure sont positifs ; dans la figure 1c l'angle d'attaque c-\ est négatif, tandis que la cambrure est positive dans la figure 1d l'angle d'attaque est positif et la cambrure est égale à zéro. On se reportera ci-après plus particulièrement aux dessins, dans lesquels les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes éléments dans toutes les différentes vues, et plus spécialement à la figure 1, où l'on voit un profil symétrique d'aile d'avion 10 présentant un élément correcteur de bord de fuite 11 et un élément correcteur de bord d'attaque 12. Les éléments correcteurs 11 et 12 sont montés à charnière, de manière à se mouvoir vers le haut ou vers le bas, et présentent les mêmes dimensions dans le sens de la corde. On a adopté un profil symétrique et des éléments correcteurs ayant la même longueur dans le sens de la corde, cela uniquement aux fins de démonstration, l'invention n'étant pas limitée à cette disposition. La figure 2 est une représentation schématique d'un profil d'aile 10. L'aile 10 est soumise à un battement, à la suite de quoi elle s'écarte d'une distence h d'une corde de référence et pivote d'un angle par rapport à cette corde. Les mouvements de battement peuvent être détectés par deux capteurs 13 et 14, situés sur le profil d'aile 10 ou dans celui-ci, à une distance connue (en termes de pour-cent de corde) du bord d'attaque. Le capteur avant 13 et le capteur arrière 14 captent soit le décalage h^ et h^ par rapport à la corde de référence, soit une dérivée (vitesse ou accélération) de ce décalage par rapport au temps. De plus, et à titre de solution de variante, un capteur angulaire y et un capteur de mouvement linéaire peuvent être disposés ensemble en 15, pour mesurer la rotation du profil 10 autour de son centre aérodynamique moyen, ainsi que le décalage du profil 10 par rapport à la corde de référence. La longueur de la corde de l'aile 10 est définie par c ou 2bo L'angle de braquage de l'élément correcteur de bord d'attaque 12 par rapport à la ligne de la corde neutre des éléments 09125 6. 2130309 correcteurs est désigné par ,*? , tandis que le braquage de l'élément correcteur 11 du bord de fuite est représenté par l'angle J • La figure 3a représente un exemple schématique d'un système d'amélioration de stabilité qui met en oeuvre des signaux fournis par deux accéléromètres linéaires correspondant aux capteurs 13 et 14 de la figure 2 et qui sont distants l'un de l'autre de 0,4 c . La fréquence d'oscillation ia, , la distance b (de la figure 2) et les fonctions de transfert G(2,1), C(2,1), C(2,2), G(2,2), C(1,1), G(1,2), G(1,1) et C(1,2) étant calculées ou connues, le système d'amélioration de stabilité peut calculer les braquages -7 f , fi et C des éléments correcteurs. Les fonctions désignées par G sont déphasées (c'est-à-dire en quadrature par rapport aux décalages) tandis que toutes les autres fonctions sont en phase, ainsi qu'il sera exposé en détail dans la suite. La forme de réalisation de l'invention représentée dans la figure 3a comprend deux accéléromètres linéaires 30 et 31, qui correspondent respectivement aux capteurs 13 et 14. La sortie de l'accéléromètre 30 est un signal proportionnel à h., (la dérivée seconde de h^ par rapport au temps, représentée dans la figure 2) tandis que la sortie de l'accéléromètre 31 est représentée par h_ •• ^ (la dérivée seconde de h^ par rapport au temps)o Les signaux h^ et h^ sont appliquées à un soustracteur 32 qui produit un signal * •• •• proportionnel à h^ - h^ » Ce signal est divisé par un terme constant 0,4 c au moyen d'un diviseur 33, pour fournir le signal o Le signal h^ est divisé par le terme constant b au moyen d'un diviseur 3^, pour fournir le signal h^/b. Les signaux h^/b et sont intégrés respectivement par les intégrateurs 35 et 36, pour fournir les signaux fi^/b et X . Ces deux signaux sont intégrés au moyen d'intégrateurs 37 et 38, respectivement pour • • fournir les signaux h^/b et .v . Les signaux h^/b et sont également divisés par Ce au moyen de diviseurs 39 et 40, respectivement, pour fournir les signaux ih^/b et i , i_ . Le signal U- est produit par un ordinateur analogique à partir de la sortie de l'un des accéléromètres linéaires 30 et 31 ou bien, on pourrait prévoir un accéléromètre différent en un autre endroit pour alimenter l'entrée de l'ordinateur 41. Il existe différentes méthodes pouvant être mises en oeuvre par l'ordina 09125 7 2130309 teur 411 en vue de calculer C\. • Une de ces méthodes est basée 2> * sur la simple relation de mouvement harmonique te ^.accélé ration / déplacement * Une autre métnode consiste à mesurer la "péi-iode" en détectant les passages par zéro. En outre, u_ peut être rendu constant au prix d'une certaine diminution de l'efficacité du systèmeo Le signal ih^/b est appliqué aux multiplicateurs 42 et 47 ; le signal h^/b est appliqué aux multiplicateurs 43 et 46 ; le signal if*. est appliqué aux multiplicateurs 45 et 48 ; et le signal est appliqué aux multiplicateurs 44 et 49. Les sorties des multiplicateurs 42-45 sont additionnées par un additionneur 50, pour produire le signal C , tandis que les sorties des multiplicateurs 46-49 sont additionnées par un additionneur 51, pour produire le signal ■> • Le signal c est appliqué à uij système de correction de bord de fuite 52 qui commande le mouvement d'un élément correcteur 53 du bord de fuite, tandis que le signal 3 est appliqué à un système de correction de bord d'attaque 54, qui commande le mouvement d'un élément de correction de bord d'attaque 55» Le système de correction 52 et le système de correction 54 peuvent être des dispositifs quelconques, des servomoteurs nar exemple, qui convertissent un signal électrique jî". un mouvement mécanique. Un capteur ou palpeur prévu sur chaque surface de correction caote les déviations des surfaces de correction --5 ext et c o Les fonctions d'erreur ( ■> . - S' ) et ( u ext ext ext - C ) sont ensuite élaborées grâce à la conception normale à réactiono Ces palpeurs de surfaces correctrices et les boucles de réaction sont bien connus et ne sont pas représentés dans les figures 3a et 3bo De même, les autres éléments représentés dans la figure 3a sont bien connus et, pour cette raison, n'ont pas été décrits en détaiJ dans le présert exposé. La figure 3b diffère de la figure 3a r>ar l'emploi d'une fréauence de référence constante au lieu d'une fré- r quence réelle (mesurée), dans les entrées les capteurs cte battement» Ici, deux capteurs de battement sont disposés conjointement sur le profil d'aile (voir emplacement 15 dans la figure 2) pour capter l'accélération angulaire -,\ et l'accélération linéaire h . Le système de la figure 3b diffère de celui de la fi- BAD ORIGINAL 72 09125 8. 2130309 gure 3a en ce qu'il comporte un accéléromètre angulaire 56 au lieu d'un accéléromètre linéaire 31 et en ce qu'il ne comporte pas de soustracteur 32, de diviseur 33 et d'ordinateur analogique 41. En d'autres termes, la sortie de l'accéléromètre 56 est 5 appliquée directement à l'intégrateur 36, tandis que ^ est une constante. La figure 4 représente une extrémité 21 d'une aile 20 et plusieurs paires de surfaces correctrices 12 et 11 de bords d'attaque et de fuite, respectivement. 10 Pour la facilité, les paires d'éléments correcteurs seront dési gnées par les qualificatifs "extérieur", "intérieur", de"mi-enver-gure", tout comme les moteurs d'avion répartis le long d'une aile., La figure 5 représente un véhicule 15muni d'une aile en flèche 20 et d'une paire d'éléments correcteurs 12 de bord 15 d'attaque et 11 de bord de fuite, situés nettement en arrière du centre de gravité 1b de l'engin, étant donné leur emplacement extérieur. Un profil d'aile 10 à corde déformable est représenté dans la figure 6a . Le tronçon médian de la corde du profil d'ai-20 le 10, tronçon compris entre les capteurs de battement 13 et 14 (voir également figure 2) est pratiquement rigide. Les tronçons plus souples de la corde, qui correspondent au bord d'attaque et au bord de fuite, et où sont disposés les éléments correcteurs 12 et 11, sont également équipés de palpeurs de position 17 et l8, 25 destinés à mesurer la déformation approximative, dans le sens de la corde, des tronçons de la corde correspondant aux bords d'attaque et de fuite. Les capteurs 17 et 18 peuvent être des accéléromètres angulaires disposés sur les éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite, à proximité de l'axe de pivotement 30 des éléments correcteurs. La déformation du profil d'aile 10 à corde déformable peut être approchée par le profil d'aile 10 représenté dans la figure 6b. ,'\@ représente l'équivalent de l'angle d'attaque du prcxil d'aile 10 à corde déformée, tandis que j et e •—' e 35 représentent les braquages équivalents des éléments correct urs des bords d'attaque et de fuite pour le profil 10 à corde déformée. 09125 9 2130309 ■ ^ et | ,jg représentent les mouvements angulaires des portions d'attaque et de fuite de la corde, mesurés par les palpeurs 17 et 18. Le système décrit ci-dessus fonctionne comme suit, ce fonctionnement ressortant d'ailleurs de la. description qui précède. La figure 1 représente les effets du braquage (vers le bas) des surfaces de correction des bords d'attaque et de fuite, montées à articulation» Par exemple, une aile d'avion symétrique dont la ligne de corde qui coïncide avec le vent relatif, dans la figure 1a, détermine un cingle d'attaque zéro et une cambrure zéro lorsque les surfaces de correction ne sont pas braquées. Un braquage d'un élément correcteur de bord de fuite vers le bas comme dans la figure 1b, fait en sorte que la ligne de corde pivote jusqu'à un angle d'attaque effectif positif et que la courbure du profil d'aile se modifie, de manière à présenter une cambrure positive. Ces deux effets sont additifs. Le braquage d'un élément correcteur de bord d'attaque vers le bas, comme dans la figure 1c, fait pivoter la ligne de corde jusqu'à un angle d'attaque effectif négatif, bien que la cambrure soit devenue positive. Par conséquent, le changement de cambrure causé par le braquage de l'élément correcteur du bord d'attaque (vers le haut ou vers le bas) est partiellement neutralisé par le pivotement de la ligne de corde, ce qui provoque une modification défavorable de l'angle d'attaque, qui devient négatif. On remarquera ici l'avantage inhérent à l'élément correcteur de bord de fuite en ce qui concerne le changement de la por-tance du profil, contrairement à l'effet produit par l'élément correcteur de bord d'attaque. Lorsque les éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite sont actionnés en sens opposés, comme représenté dans la figure 1d, on peut obtenir en substance un profil symétrique avec un angle d'attaque positif, ce qui aura pour effet une portance accrue, en dépit du fait qu'il apparaît qu'en ce qui concerne la cambrure les deux éléments connecteurs agissent de façon antagoniste. Abstraction faite des effets concernant l'angle d'attaque, les braquages d'éléments correcteurs, représentés dans la figure 1b et la figure 1c assurent une portance plus élevée grâce à une cambrure plus importante. Conformément aux lois fondamen- 09125 10 2130309 taies de l'aérodynamique, une aile d'avion cambrée positivement produit normalement un moment de tangage négatif (en piquant du nez) autour du centre aérodynamique (c.a<>), tandis que le moment de tangage autour du c C'est ici qu'apparaît l'avantage, en ce qui concerne la correction du battement obtenue en actionnant simultanément les éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite. Le battement analysé sur un profil, le long de l'envergure, implique une flexion, où le profil d'aile oscille vers le haut et vers le bas en un mouvement de translation, ainsi qu'une torsion, où le profil d'aile oscille en se cabrant et en piquant du nez, dans le sens d'un pivotemento Pour neutraliser le battement dans ce profil d'aile, on doit engendrer une portance, afin de neutraliser la flexion et, d'autre part, on doit produire un moment, pour neutraliser la torsion. Lorsqu'on prévoit uniquement une correction de bord de fuite ou uniquement une correction de bord d'attaque, le braquage de l'élément correcteur, requis pour produire la portance nécessaire, peut engendrer ou ne pas engendrer le moment requis autour du c0a0 En utilisant les deux éléments correcteurs conjointement, on obtient qu'une variation de cambrure et d'angle d'attaque assure l'équilibre approprié entre la portance et le moment de tangage du profil, de manière à combattre simultanément et la torsion et la flexion» Bien que les éléments correcteurs agissent de concert, l'élément correcteur de bord de fuite est (comme exposé plus haut) plus efficace en ce qui concerne l'influence exercée sur la portance, tandis que la fonction principale (mais exclusive) de l'élément correcteur de bord d'attaque consiste à contrôler le moment autour du c.a. Pour neutraliser le battement, on doit mesurer les mouvements de torsion et de flexion le long d'uœsection de l'aile 09125 2130309 qui contient les surfaces de correction de bord d'attaque et de bord de fuite» On doit également mesurer la fréquence de l'oscillation lorsqu'on emploie le schéma décrit à propos de la figure 3a, alors que le schéma ?.e la figure 3b comporte une fréquence de référence constante.» Au moins deux capteurs sont nécessaires pour mesurer les deux mouvements de battement. Ainsi qu'on le voit dans la figure 2, deux accéléromètres 13 et 14 sont montés sur l'aile à proximité des surfaces correctrices, mais non sur celles-ci» On voit dans la figure 2 les données désirées h^ et h^, qui représentent le décalage des capteurs 13 et 14 par rapport à une corde de référence. Les capteurs 13 et 14 sont espacés de 0,4 de corde, afin de mettre en évidence la technique de la neutralisation du battement et de satisfaire à la trigonométrie de la figure 3a, laquelle représente le schéma bloc qui fait ressortir le fonctionnement d'une calculatrice d'un ordinateur du système d'amélioration de stabilité. Les accéléromètres 13 et 14 transmettent les sigiaux d'accélération linéaire ■ • •• h^ et h^,, ce qui donne -js, en vertu d'une simple trigonométrie. Une double intégration donne h^ et v. t La fréquence Cl- est obtenue par une mesure réelle effectuée dans le -procédé suivant la figure 3a. La figure 3b représente un autre schéma à capteurs, où un accéléromètre angulaire fournit o( , tandis qu'un accéléromètre linéaire fournit h, au système d'amélioration de stabilité. Les deux capteurs neuvent être placés au même point, par exemple le point 13 dans la figure 20 On trouve alors et h directement moyennant des intégrations. Toujours dans la figure 3b, on fait appel à une fréquence de référence constante, au lieu de mesurer la fréquence réelle. On peut démontrer que cette approximation par ur.e fréquence constante n'affecte pas notablement la suppression du battement dans le cas d'un système correcteur bord d'attaque/bord de fuite» Les derniers blocs situés à la droite de la figure 3a et de la fig. 3b sont ies fonctions de transfert, que l'on trouve par un processus d'optimalisation. Les termes "i" qui se trouvent immédiatement à la gauche des blocs de fonctions de transfert représentent des termes de déphasage en avant de 90°, qui sont appelés 11 09125 12„ 2130309 10 25 30 35 à produire 1'amortissemento Les autres termes (non "i") sont des termes de réponses réelles, appelés à combattre la déviation de flexion ou de torsion détectée» T.ps équations directrices pour le calcul des angles de A b.taquage de correction et C (voir figure 2), comme représenté dans les schémas blocs des figures 3a et 3b, sont : ï = |c ( 1,1 ) + i G ( 1,1)] h/b + [c(l, 2) + i G (1,2)]^/ (l) (Ç = [c ( 2,1 ) + i G (2,1 )J h/b + [C(2,2) + i G (2,2^ (2) Les termes C et G dans les équations (l) et (2) sont des fonctions de transfert qui transfèrent h ets( ; qui sont mesurés par les capteurs 13 et l4(ou ^.p) et par des portions de l'ordinateur tel que représenté dans la figure 3a et la figure 3b, qui convertissent 15 des signaux électriques en valeurs de/"? et de C' . Ces fonctions de transfert C et G peuvent être imaginées comme étant des rapports d'engrenage entre les mouvements de la surface principale (h et ) et lss braquages des surfaces correctrices ( ^ ? et O ). Ces fonctions de transfert peuvent être écrites sous la for-20 me de matrices, en vue de leur optimalisation par l'ordinateur électronique, à savoir : ; C11 °12 • j h/b' . ! G11 G12 _ f - j C- C" : I * ■ ! G21 g22 C , °21 °22 : ! X i : h/b (3) 1 f Une optimalisation de cette sorte a donné les valeurs suivantes dans les fonctions de transfert : C C : 0.5 1.0 ; =1 i (^) p G i « | J21 22 . i-0„05 -1.7 ! G11 G12 G21 G22 -0.5 loO 0.45 0.2 (5) Dans le schéma des figures 3a et 3b, les termes des équations (1) et (2) qui n'influencent pas le battement d'une manière 09125 13. 2130309 appréciable sont G(l,l), C(l,l) et C(2,l)<> La fonction de transfert C(2,l) possède une importance primordiale en ce qui concerne la correction de modes de vibration de corps rigides. Ceci constitue une particularité importante du système d'amélioration de stabilité. Etant donné que les fonctions de transfert qui affectent le battement sont relativement indépendantes du terme C(2,l), qui affecte principalement les modes de vibration de corps rigides, la correction de modes de vibration de corps élastiques et de corps rigides peut être réalisée par le même système. Etant donné que les problèmes de comportement dans les rafales sont analogues, le système de correction bord d'attaque/bord de fuite peut apporter une atténuation très efficace des effets des rafales. Ainsi, une particularité inédite de l'invention consiste à combiner en un seul système le contrôle de modes de vibration de corps élastiques et de corps rigides, ainsi que la sensibilité aux rafales» Ici, également^ les termes "i" sont des termes déphasés en avant de 90° nui ai-ticijjent sur le mouvement de l'aile ou du véhicule, en vue d'amortir le battement, (le corriger l'instabilité ou d'atténuer la sensibilité aux rafales. Les autres termes (non "i") engendrent des braquages de correction en.réponse directe aux mouvements captés de l'aile ou du véhicule. L'optimalisation de chacune des fonctions de transfert a été accomplie en calculant et en mettant en diagramme les valeurs caractéristiques pour la matrice d'énergie aérodynamique en fonction de l'inverse de la fréquence non-dimensionnelle ré-Vi 1/6SS6 duite (—:—: ) nour une série de valeurs de chaque fonction de u b * transfert prise séparément. La valeur optimale de la fonction de transfert a été définie comme étant la valeur qui produit la meilleure performance de la valeur caractéristique minimale dans vi 8 S 6 une gamme de ( ?—r—) . La sensibilité de courbes de valeur ca- £•(_ b ractéristique miniirale en fonction de l'inverse de la fréquence VI1/6SS6 réduite ( r—) pour valeurs théoriques des fonctions de trans- CC D fert est nécessaire pour déterminer le degré de précision exactement requis. On a constaté que C(2,2) et G(2,2) sont les paramètres les plus sensibles» Une estimation grossière de la puissance requise pour la commande des éléments correcteurs a révélé qu'il n'y avait guère eu point de difficultés dans ce domaine si l'on com- 72 09125 1^. 2130309 mence le calcul avec de faibles valeurs des fonctions de transfert, pour assurer de faibles braquages correcteurs et, en particulier, si l'on ignore, comme négligeables, G(l,l), C(l,l) et C(2,l) en 5 ce qui concerne l'application au battement® Les recherches sur les effets de la compressibilité ont montré que ces effets sont favorables au système de correction optimalisé, en produisant des valeurs caractéristiques élevées pour une valeur élevée de vitesse . b Lorsqu'on dispose un certain nombre limite de paires d'éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite le 10 long de l'envergure de l'aile, comme dans la figure k, il y a lieu de veiller à ce que des portions pleines de la corde de l'aile n'exercent pas un effet défavorable sur le battement,» Un braquage de l'élément correcteur du bord de fuite vers le haut, en réponse à l'apparition d'une portance provoque un moment de cabrage autour 15 du centre aérodynamique (c0a0), qui pourrait affecter la fréquence de l'aile, de manière à placer celle-ci en dehors des limites de fréquence d'optimalisation. Toutefois, si la valeur de C(l,2) est fixée de telle manière qu'en dépit d'un braquage du bord de fuite vers le haut, le braquage du bord d'attaque vers le bas a pour 20 effet de faire pivoter la corde jusqu'à une position (effective) de cambrure zéro, comme dans la figure ld, il ne peut pas y avoir un moment autour du c.a., ni un effet défavorable sur la fréquence de l'aile. En supprimant le battement d'une aile, on résout les 25 équations de manière à obtenir la vitesse de battement. L'examen de la déformation de l'aile à cette vitesse détermine l'emplacement, le plus efficace du point de vue aérodynamique, le long de l'envergure, pour une paire d'éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite. Le choix de cette position dépend de la 30 quatrième puissance de la demi-corde (b ) et du carré du vecteur de réponse (q^). Etant donné, généralement, que l'aile atteinte de battement réagit le plus violemment au bout, cet endroit peut être adopté pour l'emplacement de la paire d'éléments correcteurs dans le cas d'ailes à corde constante. Pour les ailes convergentes, 35 le facteur b détermine le décalage de cet emplacement vers l'intérieur. Dans ce cas, les équations de battement peuvent être ré- 72 09125 15. 2130309 solues de manière à fournir une seconde vitesse de battement, et ainsi de suite, jusqu'à épuisement de la gamme de vitesseso D'une manière générale, une aile ayant n modes de vibration peut demander, au plus, n/2 paires d'éléments correcteurs, en avant soin 5 de faire en sorte que toutes les espèces possibles de modes de vi bration comprises dans la bande de fréquences qui mettent en action les éléments correcteurs soient pris en considération. Lorsque 3e contrôle de l'avion est laissé au pilote, on peut fixer une limite de fréquence moins élevée en faisant appel 10 à un filtre de "déflexion négative", qui permet à l'avion de ré pondre aux braquages d'éléments correcteurs amorcés par le pilote. A la limite de la haute fréquence, et afin d'éviter des retards de phase importants lors de changements d'amplitude, on peut faire en sorte que des intégrations de signaux d'accéléromètres (capteurs) 15 et de signaux de boucle d'erreur de réaction réduisent l'effet de ces signaux aux fréquences plus élevées. Il convient de considérer l'effet de l'emplacement des éléments correcteurs sur les modes de vibration de corps rigideso La figure 5 représente une paire d'éléments correcteurs de bord 20 d'attaque et de bord de fuite 12 et 11 montés à proximité du bout 21 d'ur.e aile 20 fortement en flèche, de sorte oue ces éléments se trouvent nettement derriè-e le certre de eravité lô du véhicule» Lorsque la paire d'éléments correcteurs 12 et 11 réagit de façon à combattre l'apparition d'une portance, due (par exemple) au bat-25 tement, la force résultante dirigée vers le bas et agissant derriè re le centre de gravité px-oduit un couple-tangage cabrant déstabilisant, qui affecte le véhiculeo De tels effets sont combattus de façon passive, par l'emploi d'un filtre de déflexion négative et, de façon active, en disposant une paire d'éléments correcteurs de 30 bord d'attaque et de bord de fuite sur le plan horizontal fixe arrière ou la surface d 'empe'rnape, ce qui introduit un terme de rigidité linéaire par l'ajustement de la fonction de transfert C(2,l). Er adaptant des naires d'éléments correcteurs aux surfaces de queue horizontale et verticale (de préférence à proximité 35 de la naissance), on peut éliminer le battement du plan de queue, tout en pouvant contrôler les modes de vibration de corps rigides, ainsi que la réaction aux rafaleso En effet, les termes d'atténua 09125 16. 2130309 tion des effets des rafales, dans les équations (l) et (2), sont généralement séparables des termes qui influencent en premier lieu le battement, ce qui permet un traitement séparé et une optimisation. Le problème de la déformation suivant la corde, due à la torsion, peut être résolu en installant des accéléromètres angulaires, prévus sur les éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite, à, proximité des axes de pivotement de ces éléments ainsi qu'on le voit dans la figure 6a<> Les capteurs 13 et 14 sont montés su" un tronçon de corde médian, qui est supposé rigide. Les signaux fournis par les capteurs 13 et l4 sont traités de manière à déterminer des braquages correcteurs /B et cl , comme antérieurement, et à trouver voir figure 6b. Les signaux provenant des capteurs 17 et 18 sont traités de façon à donner l'angle ^ et ^ , qui correspond aux braquages d'éléments correcteurs causés par une déformation dans le sens de la corde ^ 17 ' >\ 18 et ^ étant connus, on peut trouver /S et L" , où l'in- e 6 q dice inférieur e désigne une déviation équivalente de corde déformée La fonction d'erreur de la boucle de réaction peut désormais servir dans le double but consistant à extraire les braquages de correction équivalents et à assurer les mouvements de correction, ce qui a pour résultat de fournir /3 et q , comme dans le cas d'un tronçon de corps rigideo Bien que l'invention ait été décrite et représentée d'une manière détaillée à propos d'une forme de réalisation définie, il est bien entendu que cette description n'a été donnée qu'à titre d'exemple et ne doit pas être considérée comme limitant la portée de l'invention» Il va de soi que la présente invention est susceptible de nombreuses variantes et modifications à la lumière des données ci-dessus. Tout corns qui se meut à travers un fluide et qui est susceptible de subir des oscillations ou un battement, ou tout élément saillant, constitue un champ d'application de l'invention. Les capteurs utilisés pour déterminer et h peuvent être constitués par une combinaison d'un capteur de déplacement angulaire et un capteur de déplacement linéaire, ou bien par un capteur d'une dérivée quelconque de ces déplacements par rapport au temps, ou encore, par deux capteurs de déplacement linéaire ou 09125 17. 2130309 des capteurs de dérivées de déplacements linéaires quelconques par rapport au temps, quoique dans la forme de réalisation la plus favorable on emploie deux accéléromètres linéaires. Le capteur doit être disposé sur la portion d'une aile ou d'un empennage Cou d'une autre surface), où est située la paire d'éléments correcteurs appelés à être actionnés, et sont placés à proximité des surfaces correctrices, mais non sur celles-ci. La forme en aile d'avion n'a pas d'importance du noint de vue de l'invention. On peut envisager que, en vue de 1 'atterri.ssage, certaines des paires d'éléments correcteurs puissent être utilisées comme volets d'intrados, en vue de diminuer la perte de vitesse pouvant réduire la portance. Certaines paires d'éléments correcteurs peuvent servir à la manoeuvre, tandis que d'autres servent uniquement à supprimer le battement ou à amortir d'autres oscillations. Bien que l'invention envisage l'emploi d'éléments correcteurs montés à articulation à la manière de volets, des portions déformables de bords d'attaque et de fuite pourraient également servir aux fins de l'invention. L'emploi de destructeurs de sustentation conjointement avec les éléments correcteurs de bord d'attaque et de bord de fuite- pourrait, tout en augmentant la traînée, servir dans les cas spéciaux, à neutraliser les difficultés dues au battement. On pourrait également employer des éléments correcteurs montés à pivotement et munis de fentes» 09125 2130309 REVENDICATIONS 1) Appareil pour la suppression du battement, pour l'atténuation des effets de rafales et pour l'amélioration de la stabilité dans un véhicule comprenant au moins un élément générateur de portance, qui se meut dans un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend : un premier élément correcteur fixé de façon mobile au bord d'attaque dudit élément générateur de portance ; un second élément correcteur fixé de façon mobile au bord de fuite dudit élément générateur de portance ; des capteurs fixés à l'élément générateur de portance susdit, pour engendrer des signaux indiquant les mouvements de l'élément générateur de portance ci-dessus, dus au battement, aux rafales et à l'instabilité du véhicule ; un système calculateur qui reçoit les signaux susdits, produits par les capteurs précités, pour produire un premier et un second signaux indiquant les mouvements desdits premier et second éléments correcteurs, respectivement, nécessaires pour amortir les mouvements susdits dus au battement, aux rafales et à l'instabilité du véhicule ; un système qui reçoit le premier signal ci-dessus, en vue de mouvoir ledit premier élément correcteur proportionnellement au premier signal précité ; et un système qui reçoit le second signal susdit, pour mouvoir le second élément correcteur ci-dessus proportionnellement audit second signal, ce qui a pour effet d'amortir les mouvements dus au battement, aux rafales et à l'instabilité du véhicule. 2) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément qui engendre la portance est une aile d'avion, tandis que lesdits premier et second éléments correcteurs sont constitués par des surfaces correctrices formant volets de bord d'attaque et de bord de fuite et montés à pivotement, éléments actionnés de concert, pour modifier la portance et le moment de tangage engendré par ladite aile d'avion. 3) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système calculateur précité est un ordinateur qui reçoit les sorties des capteurs précités et produit les premier et second signaux ci-dessus conformément aux deux équations suivantes : 4 = [Ô(l,l) + iG (1,1)J h/b + [c(l,2) + iG (1,27] ^ 6 - Cc(2,D + iG (2,1)] h/b + (c(2,2) + iG (2,2)] ^ 09125 2130309 où est le premier signal précité ; o est le second signal susdit ; Il et ^ représentent respectivement les composants linéaire et angulaire du mouvement susdit, dus au battement, aux rafales et à l'instabilité du véhicule ; b est une constante proportionnelle à la corde dudit élément générateur de portance ; i représente un déphasage en avant ae 90° et C(l,l), C(l,2), C(2,l), C(2,2), G(l,l), G(l,2), G(2,l) et 3(2,2) sont des fonctions de transfert prédéterminées. k) Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs susdits comprennent un premier et un second accéléromètres. 5) Appareil suivant la revendication k, caractérisé en ce que les premier et second accéléromètres ci-dessus sont des accéléromètres linéaires. 6) Appareil suivant la revendication 4, cara.ctérisé en ce que le premier accéléromètre précité est un accéléromètr-e linéaire, tandis que le second accéléromètre susdit est un accéléromètre angulaire.