Brevet FR2569848A1 — publié le 19860307

Dispositif permettant de mesurer les paramètres aérodynamiques d'un écoulement au moyen d'un corps fuselé s'orientant libre- ment dans ledit écoulement et porteur de prises de pressions totale et statique. Dans les dispositifs connus de ce genre, tels que décrits dans les brevets français 2 113 746 et 2 399 027, il est prévu de monter la sonde de prise de pressions sur une girouette montée à la cardan de manière à ce que, la sonde restant orientée dans l'écoulement, les influences perturbatrices dues aux variations d'incidence soient théoriquement éliminées. En pratique, l'inertie de la girouette, les couples résistants dus aux articulations font que l'orientation de la sonde est toujours plus au moins décalée par rapport au sens de l'écou- lement. Il en résulte que la mesure de l'incidence locale S(, et par déduction celle de l'aéronef porteur de la sonde, qui est obtenue par une mesure mécanique n'est pas assez précise vis-à-vis des caractéristiques des avions modernes. Le dispositif selon l'invention a pour but de s'affranchir des erreurs de la mesure mécanique de l'incidence cette mesure est corrigée par une mesure d'incidence pneuma- tique. La mesure d'incidenceKainsi obtenue est plus précise et plus fiable que celle de tous les autres dispositifs connus de ce genre, et ce aussi bien dans le domaine subsonique que supersonique. Ainsi, la valeurc de l'incidence est obtenue à partir de deux mesures distinctes: - une mesure, par des moyens mécaniques, de l'orientation du corps fuselé par rapport à son support, - une mesure, par des moyens pneumatiques, de l'incidence aéro- dynamique "Q du corps fuselé dans l'écbulement, l'incidence vraie étant définie par la relation (= (m + perpendiculaire à la surface du porteur, c'est à dire au fuse- lage de l'aéronef par exemple. Son degré de liberté est de l'ordre de - 80 et les moyens mécaniques donnant la position angulaire tent en un capteur de position angulaire, fixé directement sur l'axe du volet pour éviter des erreurs dues à l'usure mécani- que. Les moyens pneumatiques permettant d'obtenir l'incidence aéro- dynamique "a consistent en deux prises de pression disposées symétriquement de part et d'autre du bord d'attaque du volet mobile. La mesure de l'incidence aérodynamique est obtenue par une mesure de la pression différentielle existant entre ces deux prises de pression. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple un mode de réa- lisation du dispositif conforme à la présente invention. La figure 1 est une vue d'ensemble du dispositif. La figure 2 est un schéma synoptique montrant comment sont traitées les informations Ka et m émanant respectivement des moyens pneumatiques et des moyens mécaniques mesurant l'inci- dence. Tel que représenté, le dispositif consiste en un volet 1 ayant la forme d'une demi-aile delta qui peut être réchauffé élec- triquement pour éviter les problèmes du givrage. L'axe de ro- tation 8 du volet pénètre directement dans un boitier 3 dans lequel il actionne un codeur otpique absolu (Code Gray) asso- cié à un codeur relatif incrémental. La résolution de la me- sure angulaire I(m est ainsi de l'ordre de 0,03 . L'incidence aérodynamique ba vue par le volet 1 est mesurée à l'aide de deux prises de pression 4 et 5 disposées symétri- quement au bord d'attaque 11 du volet côté intrado et côté extrado. Ces prises délivrent une pression différentielle Ap qui est proportionnelle à l'incidence aérodynamique Ma du volet 1 dans l'écoulement F. Cette pression agit sur un capteur 12 dont la classe de précision se situe entre 10-2 et 10-3 et qui est capable de supporter les conditions sévères de l'environnement. Ce capteur est logé dans l'axe 8 du volet. Les transmissions électriques avec l'électronique de mesure sont faites par trois fils plats, pouvant travailler en torsion afin d'éviter les contacts flottants, et reliés à un bornier 13. Pour pouvoir utiliser le dispositif quelque soit la vitesse de l'écoulement, il convient de connaître en outre la pres- sion statique et la pression totale ou dynamique. En effet, le coefficient de proportionnalité k, définissant la sensibilité de la mesure d'incidence pneumatique Ka, dépend de ces deux paramètres. On obtient ces deux informa- tions à l'aide de deux capteurs de pression 72 et 63 reliés respectivement aux prises de pressions totale et statique de l'appareil. La prise de pression totale 7 est du type tube de Pitot. Elle est fixée sur -l'arrière du volet 1 sur sa partie haute. La prise de pression statique est réalisée par deux prises d'air 6 et 6' disposées de part et d'autre du bord d'attaque 11 du volet et de façon symétrique. Ces deux prises d'air 6 et 6' débouchent dans un conduit commun 60. Avantageusement les prises de pression statique 6 et 6' sont agencées pour compenser les perturbations de la pression sta- tique locale de l'avion, dues à l'incidence et à-la vitesse. Ceci est obtenu de façon connue par le choix des formes de manière à ce que la pression statique, induite par la circula- tion du fluide autour de la sonde, compense la perturbation de la pression statique due à l'avion et ce, quelque soit la vitesse et l'incidence, aussi bien pour le domaine subsoni- que que pour le domaine supersonique. Les signaux de pression captés par la sonde objet de l'inven- tion,sont traités comme représenté sur le synoptique de la figure 2. La pression différentielle a p régnant entre les prises de pression 4 et 5, qui correspond à A p = k Ka, est obtenue sous la forme d'un signal électrique au moyen d'un capteur de pression différentielle 12 qui délivre une tension proportionnelle à [k a]. Un autre capteur 15 de pression relative reçoit à la fois la pression totale PT' issue de la prise 7, et la pression stati- que résultant des prises de pression 6 et 6' raccordées à un canal commun 60. Ce capteur délivre un signal électrique sous la forme d'une tension, proportionnelle à la vitesse aérody- namique r. Un diviseur de tensions 14 normalise le signalEkKa] $elon la vitesse vp, en fonction de laquelle varie le coefficient k et délivre un signal (a analogique, ou de préférence numérique par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique digital 16. Ce signal mateur 17 qui reçoit également le signal angulaire 3, après numérisation par un convertisseur analo- gique-digital 18. Le signal sortant du sommateur 17 représente l'incidence recherchée: = Le dispositif selon l'invention permet de réaliser des sondes de pression multifonction, pour aéronefs, dont les mesures sont précises et non perturbées par les variations de vitesse et d'incidence. REVENDICATIONS 1 - Dispositif permettant de mesurer les paramètres aérodyna- miques d'un écoulement au moyen d'un corps fuselé, s'orientant librement dans ledit écoulement, et porteur de prises de pres- sions totale et statique caractérisé en ce que la valeur de l'incidence ( de l'aéronef porteur du dispositif, dans l'écou- lement, est obtenu à partir de deux mesures distinctes: - une mesure, par des moyens mécaniques, de l'orientation m du corps fuselé par rapport à son support, - une mesure, par des moyens pneumatiques, de l'incidence aérc dynamique Ia du corps fuselé dans l'écoulement, l'incidence vraie étant définie par la relation,(= m +(a. 2 - Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que le corps fuselé consiste en un volet 1, mobile autour d'un axe E perpendiculaire à la surface du support 2 et lié à un capteur de position angulaire 3 qui délivre une mesure de D(m. 3 - Dispositif selon revendication 1 caractérisé en ce que la mesure de l'incidence aérodynamique d'autre du bord d'attaque 11 du corps fuselé 1. 4 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractéri- sont sé en ce que les prises de pression statique 6 et 6' compen- séesdes perturbations, dues à la vitesse et à l'incidence, par un choix approprié de la forme du corps fuselé et ce aussi bien pour le domaine subsonique que pour le domaine supersoni- que.