Brevet FR2557853A1 — publié le 19850712

La présente invention concerne un système de commandes de vol pour aéronef. On saint que les commandes de vol électriques présentent, par rapport aux commandes de vol mdcaniques,les avantages suivants - faible masse - possibilité de prise en compte de lois de pilotage évo luées et de paramètres variant en fonction des conditions de vol, permettant notamment d'améliorer les qualités de vol et un pilotage à centrage arrière, ce qui améliore les performances - possibilité de prise en compte de fonctions, telles que le contrôle de charge de voilure ou la modulation de portance - simplification du travail de montage et de règlage - possibilité d'utiliser des organes de pilotage nouveaux, tels que celui appelé "minimanche". Cependant, il n'est pas possible actuellement de demontrer que la probabilité de perte totale momentanée de toutes les commandes électriques de vol est extrêmement improbable (par exemple inférieure è 10 9 par heure de vol). I1 est donc nécessaire de disposer en secours de commandes à transmis sion mécanique. Actuellement, sur les avions civils en exploitation, on rencontre les solutions suivantes - transmission des ordres du pilote par l'intermédiaire de mélangeurs mécaniques et de servomoteurs (système dit "control wheel steering" ou pilotage transparent), la timonerie étant agencée depuis les organes de pilotage jusqu'aux gouvernes ; - servocommandes de puissance à commande électrique normale, additionnée d'une commande mécanique de secours, comme par exemple sur CONCORDE - commande électrique, sans secours mécanique, pour les servocommandes des déflecteurs (spoilers) et aérofreins, et tringlerie mécanique pour la commande des servocommandes associées aux ailerons, comme par exemple sur AIRBUS A310, A300-600 et sur BOEING B767 et B757. Ces diverses solutions connues ne permettent d'obtenir qu'une partie des avantages de la commande électrique, souvent au prix d'une complexité plus grande : elles ne sont donc pas optimisées. La présente invention a pour objet de remédier a cet inconvénient. A cette fin, selon l'invention, le système de commandes de vol pour un aéronef pourvu d'ailerons, de gouvernes de profondeur, de déflecteurs et d'aérofreins d'extrados, d'une gouverne de direction et d'un empennage horizontal a incidence variable, ledit systeme comportant une commande électrique, sans commande mécanique de secours, pour lesdits déflecteurs et lesdits aérofreins, est remarquable en ce que les ailerons et les gouvernes de profondeur sont commandés électriquement sans secours mécanique, en ce que la gouverne de direction est commandée mécaniquement et en ce que l'empennage horizontal a incidence variable est commandé électriquement, avec secours mécanique. Grâce a l'invention, on optimise la commande de profondeur et de roulis, tout en assurant une pilotabilité suffisante pour maintenir l'aéronef en ligne de vol en cas de perte des commandes électriques, par exemple a la suite d'une perte totale momentanée des alimentations électriques. En effet, comme on le sait, la commande de la gouverne de direction induit également du roulis, tandis qu'un aéronef est pilotable en profondeur par l'empennage horizontal a incidence variable.Ainsi, en cas de perte des alimentations électriques, les déflecteurs, les aérofreins, les ailerons et les gouvernes de profondeur deviendront inutilisables, mais l'aéronef continuera a pouvoir être piloté en direction, en roulis et en profondeur gracie S la commande mécanique de la gouverne de direction et a la commande mécanique de secours de l'empennage horizontal a incidence variable. Par ailleurs, a propos de la structure du système de commandes de vol selon l'invention, on peut faire les remarques suivantes - une servocommande a deux types de commande (électrique et mécanique) est plus complexe, lourde et onéreuse qu'une servocommande à un seul mode de commande ;; par suite, l'invention permet de faire des gains importants de maintenance, de masse et de coûts en ce qui concerne la commande des ailerons, des gouvernes de profondeur et de la gouverne de direction - l'introduction de lois de pilotage évoluées, élaborées par des calculateurs, est principalement intéressante pour la commande en profondeur et en roulis ; de telles lois peuvent être prises en compte par le SStbme selon l'invention, puisque les ailerons et les gouvernes de profondeur sont commandés électriquement - la suppression selon l'invention des commandes mécani- ques des ailerons et des ysuvwes de profondeur entraîne une réduction importante des efforts de pilotage, ce qui permet de miniaturiser les organes de pilotage La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Cette figure montre,en perspective du dessus, un avion civil gros porteur mettant en application le système de commandes de vol selon l'invention. L'avion civil gros porteur 1, montré en perspective sur cette figure unique, comporte un fuselage 2, des ailes 3, un empennage vertical 4 et un empennage horizontal 5. Sur l'extrados des ailes 3 sont prévus des ailerons- 6 pour la commande en roulis, des déflecteurs de roulis 7 et des aérofreins 8. Sur l'empennage vertical 4 est pré- vue une gouverne de direction 9, tandis que des gouvernes de profondeur 10 sont articulées sur l'empennage horizontal 5. De plus, cet empennage horizontal 5 est monté pivotant par rapport au fuselage 2, afin que son angle d'incidence puisse varier. Conformément a la présente invention, a partir du poste de pilotage 11, il existe - des liaisons électriques de commande pour les ailerons 6, les déflecteurs 7, les aérofreins 8 et les gouvernes de profondeur 10 - une liaison mécanique de commande pour la gouverne de direction 9 - une liaison électrique de commande, assistée d'une liaison mécanique de secours, pour l'empennage horizontal 5. Bien entendu, les organes de puissance (c'est-à-dire les servocommandes) actionnant lesdits ailerons, déflecteurs, aérofreins, gouvernes de profondeur et empennage horizontal et commandés électriquement peuvent être soit du type de ceux qui sont pilotés directement par des signaux électriques, soit du type de ceux qui comportent une entrée mécanique entrainée par un systbme servomoteur, qui, lui, est piloté électriquement. Par ailleurs, il va de soi que les ordres de commande de pilotage manuel peuvent être issus de capteurs reliés a des organes de pilotage de type classique ou bien de mininancnes, mécaniquement conjugués ou non. Dans l'exemple de réalisation montré par la figure unique, le pilotage est réalisé de la façon suivante - en roulis a) par un aileron 6 a chaque extrêmité des ailes 3. A chaque aileron peuvent être associées deux servocommandes électriques. Aucune commande de secours mécanique n'est prévue pour lesdits ailerons. b) par les quatre déflecteurs 7 les plus externes. A chacun de ces déflecteurs peut être associée une seule servocommande électrique, sans secours mécanique. - en profondeur c) par deux gouvernes de profondeur 10, une de chaque côté du fuselage. A chaque gouverne de profondeur 10 peuvent être associées deux servocommandes électri- ques. Aucune commande de secours mécanique n'est prévue pour lesdites gouvernes de profondeur. d) par les deux empennages horizoneaux 5 a incidence variable. A chacun d'eux peuvent être associées deux servocommandes électriques et une commande mécanique de secours. - en direction e) par la gouverne de direction 9 commandée mécaniquement. Du côté de l'intrados des ailes 3, on peut prévoir des surfaces d'aérofreinage et de déportance au sol, chacune ayant une commande électrique sans secours mécanique. REVENDICATIONS 1 - Système de commandes de vol pour un aéronef (1) pourvu d'ailerons (6), de gouvernes de profondeur (10), de déflecteurs d'extrados (7) et d'aérofreins d'extrados (8), d'une gouverne de direction (9) et d'un empennage horizontal a incidence variable (5), ledit système comportant une commande électrique sans commande mécanique de secours pour lesdits déflecteurs d'extrados (7) et lesdits aérofreins (), caractérisé en ce que - les ailerons (6) et les gouvernes de profondeur (10) sont commandé électriquement sans secours mécanique - la gouverne de direction (9j est commandée mécanique ment ; et, - l'empennage horizontal a incidence variable (5) est commandée électriquement avec secours mécanique. 2 - Aéronef comportant un système de commandes de vol du type spécifié sous la revendication 9.