Brevet FR2511784A1 — publié le 19830225

Dispositif Dour emDecher un aéronef de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible. L'invention concerne des systèmes de commande pour aéronefs et a notamment pour objet des dispositifs destinés à empêcher un aéronif de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible. L'invention peut être appliquée dans différents types d'aéronefs, par exemple, dans des avions et des aérodynes à voilure tournante. I1 existe un dispositif qui signale qu'un aéronef vole en dehors d'un angle d'attaque admissible comprenant des capteurs d'angles, d'attaque et de surcharge, reliés par l'intermédiaire d'amplificateurs aux entrées d'une unité de logique et de contr8le, dont les sorties sont connectées à des avertisseurs sonore et lumineux ; et un indicateur visuel d'anglés d'attaque e-t de surcharge monté sur le tableau de bord, installé dans la cabine de pilote de l'aéronef (voir par exemple la "Description technique du dispositif automatique des angles d'attaque et des surcharges AUASP" 1973). Le dispositif mentionné est monté sur des aéronefs et sert à mesurer, pendant le vol, et à fournir des angles d'attaque admissibles et des surcharges verticales à un indicateur visuel d'angles d'attaque et de surcharge, et à mettre en action les avertisseurs sonore et lumineux à l'approche des angles d'attaque critiques et des surcharges limites. La réaction du pilote à la signalisation sonore et lumineuse constitue une durée assez importante de 3 à 5 s selon l'occupation du pilote et ce temps peut être insuffisant pour empêcher que l'aéronef se trouve en dehors des angles d'attaque et d'abatée hypercritiques (l'abatée met en général l'aéronef en vrille ce qui aboutit à la création d'une situation catastrophique, surtout, en cas d'aéronefs présentant des mauvaises caractéristiques d'abatée). Pendant différentes manoeuvres, l'aéronef peut atteindre, après que la signalisation est déjà entrée en action, des angles d'attaque et d'abatée d'une façon assez facile et rapide (I à 29). I1 en résulte que les avertisseurs sonore et lumineux ne sont que des moyens préventifs et ne remplissent pas les fonctions de moyens qui assurent un niveau suffisant de sécurité des vols pendant le vol dans une atmosphère turbulente, en cas de fortes rafales et pendant que le pilote réalise de brusques manoeuvres imposées par la situation de vol. Pour élever le niveau de la sécurité des vols, on a proposé un dispositif pour empêcher l'aéronef de sortir en dehors d'un angle d'attaque admissible qui comporte des capteurs d'angle d'attaque admissible reliés par l'intermédiaire d'amplificateurs aux entrées d'une unité de logique et de contr8le connectée à un mécanisme engendrant des secousses dans le manche de l'aéronef, à un avertisseur sonore, au moins à un avertisseur lumineux, et à un mécanisme de rappel du manche de commande relié au gouvernail de profondeur de l'aéronef à l'aide d'une channe cinématique servant de câblage de la commande du gouvernail de profondeur et reliée électriquement à travers un commutateur à une soupage électromagnétique hydraulique, qui est relié hydrauliquement au mécanisme de rappel du manche de commande (voir par exemple, D.Devis "Pilotage de grands avions à réaction "traduction de l'anglais sous la rédaction de B.N. Nartov, Moscou, Machinostroénié, 1975, pages 106 à 1683. Dans le dispositif mentionné, le mécanisme de rappel du manche de commande est relié rigidement au gouvernail de profondeur par l'intermédiaire d'une channe cinématique servant de câblage de la commande du gouvernail de profondeur et composé d'un nombre de tirants et de leviers. Le dispositif qu'on vient de décrire assure des secousses supplémentaires dans le manche de commande en diminuant ainsi le temps de la réaction du pilote jusqu'à 1 à 2 s, tandis que le mécanisme de rappel provoque pratiquement instantanément une diminution des angles d'attaque sans intervention du pilote au moment où un signal, avertissant que les angles d'attaque admissible sont atteints est arrivé. Pendant un travail normal, ce dispositif assure un niveau suffisant de la sécurité des vols. Toutefois, en cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel du manche ou en cas de coincement de son organe d'exécution (tige du cylindre), ce dispositif n'assure pas un niveau suffisant pour la sécurité du vol et peut conduire, dans le premier cas, à une situation d'inci- dent, et dans le deuxième cas, à une situation catastrophique. En cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel du manche de commande, le pilote doit changer tout d'abord, la position du commutateur pour la diminution de la pression dans le cylindre du mécanisme de rappel du manche de commande, et il dépense pour cela un temps notable pendant lequel la trajectoire de vol change considérablement ce qui est, surtout, dangereux au décollage et à l'atterrissage. En cas de coincement de la tige du cylindre du mécanisme de rappel du manche de commande, le pilote perd toute la possibilité de commander le gouvernail de profondeur, autrement dit, l'aéronef devient impilotable. On s'est donc proposé de mettre au point un dispositif pour empocher un aéronef de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible, dans. lequel la liaison du mécanisme de rappel du manche de commande de l'aéronef avec son gouvernail de profondeur serait réalisée de. telle façon, et qu'il serait pourvu d'un tel élément, qui aide à améliorer sensiblement la sécurité du vol en cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel du manche de commande, ou en cas de coincement de son organe d'exécution (tige du cylindre). Selon l'invention le dispositif pour empêcher l'aéronef de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible comporte des capteurs d'angle d'attaque connectés par l'intermédiaire d'amplificateurs aux entrées d'une unité de logique et de contrôle, dont les sorties sont -raccordées, à un mécanisme provoquant des secousses dans le manche de commande de l'aéronef, à un avertisseur sonore, au moins à un avertisseur lumineux, et à un mécanisme de rappel du manche de l'aéronef, relié au gouvernail de profondeur de l'aéronef à l'aide d'une channe cinématique, qui sert de cabrage de la commande du gouvernail de profondeur, et relié électriquement à travers un commutateur à une soupape électromagnétique hydraulique principale reliée hydrauliquement au mécanisme de rappel du manche de commande, et il est caractérisé en ce qu'il est prévu une soupape électromagnétique hydraulique auxiliaire relié électriquement par l'intermédiaire d'un commutateur à l'unité de logique et de contrôle, et en ce qu'il est prévu un embrayage à friction hydraulique disposé dans la chaine cinématique et monté. entre le mécanisme de rappel du manche de commande et le gouvernail de profondeur et relié hydrauliquement à ladite soupape électromagnétique hydraulique auxiliaire. Cette réalisation constructive du dispositif selon l'invention permet au pilote, en cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel du manche de commande, de ramener rapidement le gouvernail de profondeur dans la position initiale en tirant le manche de commande "vers soi" et en cas de coincement da son organe d!exécution. (tige de cylindre du. mécanisme de-rappel- du valant-de- commandé}, de le séparer du gouvernail de profondeur à l'aide de l'embrayage à friction hydraulique et assurer au pilote le fonctionnement normal du système de commande du gouvernail de profondeur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisatifn avec références aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente un schéma général d'une réalisation d'un dispositif pour la prévention de la sortie d'un aéronef en dehors de l'angle d'attaque admissible, selon l'invention la figure 2 est une chaste cinématique du dispositif sur la figure 1. Le dispositif pour empêcher un aéronef de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible, comporte un capteur d'angle d'attaque 1 (figure 1) et 2 dont les sorties sont reliées par l'intermédiaire d'amplificateurs 3 et 4 aux entrées 5 et 6 respectivement d'une unité de logique et de contrôle 7. Les sorties 8, 9, 10, 11, 12, 13 de l'unité 7 sont reliées à un mécanisme 14 provoquant des secousses dans le manche de commande 15 de l'aéronef, à un avertisseur sonore 16, à des avertisseurs lumineux 17, 18, 19, et à un mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15.La sortie 21 (figures 1 et 2) de l'unité 7 est reliée électriquement par l'intermédiaire d'un commutateur 22 disposé sur le tableau de bord (non montré sur le dessin) dans la cabine de pilote de l'aéronef et pourvu d'une soupape électromagnétique hydraulique 23, relié hydrauliquement au mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15 (l'aéronef n'est pas montré sur le dessin pour ne pas rendre difficile la compréhension de l'essentiel de l'invention, car il ne fait pas l'objet de la présente invention). Le dispositif conforme à l'invention comporte encore une soupape électromagnétique hydraulique 24, relié électriquement à l'aide d'un commutateur 22 à l'unité de logique et de contrôle 7 et relié hydrauliquement à l'embraya- ge à friction hydraulique 25. Le mécanisme de rappel 20 du manche 15 est relié au gouvernail de profondeur de l'aéronef à l'aide d'une chaise cinématique 27 comprenant un embrayage à friction hydraulique 25. En outre, la channe cinématique 27 comporte un levier 28, articulé avec un tirant 29, articulé, à son tour, avec un levier 30 solidaire de l'embrayage à friction hydraulique 25 ; - un levier 31 est relié rigidement à l'embrayage à friction hydraulique 25 et est articulé avec un tirant 32, articulé lui-même sur le manche de commande 15 et sur un levier 33 raccordé au gouvernail de profondeur 26. Depuis un système hydraulique (non montré sur le dessin) de l'aéronef et par les conduites 34 (figure 2), un liquide hydraulique est amené sous pression à travers les soupapes électromagnétiques hydrauliques 23 et 24 et par les conduites 35 au mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15 et à l'embrayage à friction hydraulique respectivement. A l'enclenchement du commutateur 22, les soupapes 23 et 24 obturent les conduites 34 et relient le mécanisme 20 et l'embrayage 25 à travers les conduites 35 et 36 à la conduite d'évacuation du système hydraulique. Le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant. les signaux fournis par les capteurs d'angles d'attaque, 1 (figure 1) et 2 sont amplifiés par les amplificateurs 3 et 4, et arrivent aux entrées 5 et 6 de l'unité de logique et de contrôle 7 qui fournit, au moment où l'aéronef s'est approché de la valeur admissible de l'angle d'attaque, des signaux à travers les sorties 9 et 8, à l'avertisseur sonore 16 et au mécanisme provoquant des secousses dans le manche de commande 15. Si l'angle d'attaque continue à augmenter et atteint une valeur limite admissible voisine de 1' angle d'attaque et d'abatée critique de l'aéronef, l'unité de logique et de contrôle 7 délivre, par les sorties 13 et 12, un signal pour la mise en action du mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15 et de l'avertisseur lumineux 19. Le mécanisme de rappel 20 (figure 2) du manche de commande 15 tourne, par l'intermédiaire des éléments de la channe cinématique 27 comprenant le levier 28, le tirant 29 et le levier 30, et l'embrayage à friction hydraulique 25, d'un angle prescrit et ce dernier fait reculer le gouvernail de profondeur 26 et pousse le manche 15, ce qui empêche l'aéronef de sortir du domaine de vol correspondant à l'angle d'attaque et d'abatée critique. En cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel 20 (figure 1) du manche de commande 15, l'unité de logique et de contrôle 7 délivre les signaux à travers les sorties 10 et 11 aux avertisseurs lumineux 17 et 18, et le pilote, en tirant le manche de commande 15 surmonte la force de frottement de l'embrayage à friction hydraulique 25 et ramène le gouvernail de profondeur 26 dans la position initiale en rétablissant une trajectoire nécessaire du vol. Pour annuler l'action de l'effort appliqué au manche de commande 15, le pilote enclenche le commutateur 22 qui ferme le circuit électrique. les soupapes électromagnétiques hydrauliques 23 et 24 (figure 2) obturent les conduites d'amenée 34 de liquide hydraulique et relient les conduites 35 aux conduites 36 par lesquelles le liquide arrive dans la conduite d'évacuation du système hydraulique de l'aéronef alors que le mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15 et l'embrayage à friction hydraulique 25 coupent la channe cinématique 27 du gouvernail de profondeur 26. Si l'organe dtexécution du mécanisme de rappel 20 du manche de commande (tige de cylindre) ne peut pas séparer le mécanisme de rappel 20 du manche de commande 20 de la channe cinématique 27 en opérant de la manière décrite ci-dessus, la séparation de la chaîne cinématique 27 se fait seulement par la mise au repos de l'embrayage à friction hydraulique 25. Le fait que le mécanisme de rappel 20 (figure 1) du manche de commande 15 est relié au gouvernail de profondeur 26 à travers l'embrayage à friction hydraulique 25, muni d'une soupape électromagnétique hydraulique 24 assure un fonctionnement plus fiable du dispositif revendiqué, améliore la sécurité des vols en rendant possible une coupure de la channe cinématique 27 à 11 aide de l'embrayage 25 en cas de coincement ou de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel 20. De plus, en cas de mauvais fonctionnement du mécanisme de rappel 20 du manche de commande 15, le pilote a la possibilité de ramener pratiquement instantanément le gouvernail de profondeur 26 dans la position initiale en surmontant la force de frottement de l'embrayage à friction 25. Bien entendu, l'invention n' est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d!exemple. En particulier, elle comprend des moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATION Dispositif pour empêcher un aéronef de voler en dehors d'un angle d'attaque admissible comportant des capteurs d'angle d'attaque (1, 2) reliés à travers d'amplificateurs (3, 4) aux entrées (5, 6) d'une unité de logique et de contrôle (7), reliée à un mécanisme (14) provoquant des secousses dans le manche de commande (15) de l'aéronef, à un avertisseur sonore (16), au moins à un avertisseur lumineux (19), et à un mécanisme de rappel (20) du manche de commande (15) accouplé au gouvernail de profondeur (26) de l'aéronef à l'aide d'une chaîne cinématique (27) servant de câblage de la commande du gouvernail de profondeur (26) et relié électriquement à travers un commutateur (22) à une soupape électromagnétique hydraulique principale (23) reliée hydrauliquement au mécanisme de rappel (20) du manche de commande (15), caractérisé en ce qu'il est prévu une soupape électromagnétique hydraulique auxiliaire (24), reliée électriquement par l'intermédiaire d'un commutateur (22) à une unité de logique et de contrôle (7), et en ce qu'il est prévu un embrayage à friction hydraulique (25) disposé dans la chaine cinématique et monté entre le mécanisme de rappel (20) du manche de commande (15) et le gouvernail de profondeur (26) et relié hydrauliquement à la soupape électromagnétique hydraulique auxiliaire (24).