Brevet FR2579172A1 — publié le 19860926

I - L'invention concerne un procédé et un moyen pour améliorer le rendement d'un avion à moteurs multiples en utilisant la différence de puissance de poussée entre les moteurs. Un avion avec deux ou plusieurs moteurs placés sur des côtés opposés de son axe longitudinal a tendance à tour- ner si le couple créé par ces moteurs est inégal. En prati- que, une différence de couple est inévitable. Ceci est dû principalement au fait qu'à réglage de puissance égal, des moteurs similaires auront une puissance qui différera de 1 à 3%. De plus, des moteurs placés en opposition sont fréquem- ment légèrement désalignés d'ou il résulte un moment de ro- tation sur l'avion. Pendant le vol, un pilote affichera la même puis- sance pour les deux moteurs et positionnera l'avion pour vo- ler selon une route prédéterminée. La commande de vol main- tiendra cette route et compensera le couple inégal des mo- teurs en utilisant une correction permanente de gouverne. Cependant, une telle correction de gouverne a pour résultat une dégradation de l'efficacité de vol par création d'une traînée sur l'avion. La présente invention a pour objets de: - fournir un nouveau moyen perfectionné et un pro- cédé pour améliorer l'efficacité de vol d'un avion à moteurs multiples; 2- - d'ajuster la puissance de poussée de moteurs placés en opposition sur un avion à moteurs multiples; - de fournir un nouveau moyen perfectionné et un procédé pour diminuer la traînée d'angle de gouverne sur un S avion à moteurs multiples; - de fournir un nouveau moyen perfectionné et un procédé de commande de direction d'un avion sans utiliser une gouverne. La présente invention s'applique à un avion com- portant deux moteurs placés sur des côtés opposés de l'axe longitudinal de l'avion. Dans un mode de réalisation la pré- sente invention consiste en une méthode pour gouverner un avion qui consiste à: choisir un cap pour l'avion, détecter une déviation par rapport à ce cap et modifier la poussée d'au moins un des moteurs en réponse à la déviation détectée. Dans un autre mode de réalisation, dans lequel l'avion comporte une gouverne de commande d'orientation la présente invention consiste en une méthode pour améliorer l'efficacité du vol. La méthode consiste à: fixer un angle de gouverne pour suivre un cap prédéterminé; détecter l'angle de gouverne; et modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à l'angle de gouverne détecté pour dimi- nuer cet angle et maintenir le cap prédéterminé. La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représente respectivement: figure 1 un schéma synoptique d'un mode de réali- sation de la présente invention; figure 2 un schéma synoptique d'un autre mode de réalisation de la présente invention; La figure 1 représente un schéma de commande d'un moteur 10 placé sur un côté de l'axe longitudinal d'un avion. Le schéma représente les moyens de commande pour mo- difier la poussée du moteur 10 en réponse aux déviations dé- tectées par rapport à un cap prédéterminé de l'avion. Ces moyens de commande comporte un moyen pour choisir un cap de - 3 l'avion représenté par le bloc 12. Ce moyen peut comporter un pilote automatique et une commande pour établir des puis- sances égales dans les moteurs placés en opposition et con- trôler des coordonnées déterminées. Le choix d'un cap pour l'avion sera classiquement modifié de nombreuses fois pen- dant la durée d'un vol. Cependant, pour tout cap donné, le moyen présentement décrit pour gouverner l'avion s'applique- ra. Le moyen de commande comporte en outre un moyen pour détecter une déviation par rapport au cap via un moyen de détection ou un détecteur de déviation 14. Il existe dif- férents moyens qui peuvent détecter une déviation par rap- port à un cap. Sous sa forme la plus simple, la déviation est égale à la différence entre le cap réel et le cap sou- haité, et est disponible à partir de la commande de vol. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention re- présenté figure 1, l'avion comporte une gouverne de commande d'orientation. Normalement, le détecteur de déviation 14 fournit un signal 13 à la commande d'orientation et au vérin 15 pour établir une correction de route commandée. Un signal de réaction d'angle de gouverne 17 mesuré par rapport à l'axe de l'avion est transmis au détecteur de déviation 14. Lorsque la déviation de cap est petite ou nulle, l'avion vo- le suivant la route souhaitée. Malgré tout un signal perma- nent de gouverne 17 dans ce cas n'est pas souhaitable et doit être corrigé comme décrit ci-dessous. Le moyen de commande comporte en outre des moyens pour modifier la poussée du moteur 10 en réponse à la dé- viation détectée par le capteur 14. La poussée est modifiée par une commande analogique ou numérique du débit de combus- tible du moteur 10. Pour faciliter la compréhension de l'in- vention, on a représenté un système analogique figure 1. Cependant, il apparaîtra à l'homme de l'art qu'un système numérique équivalent au système décrit peut être utilisé. Les moyens 60 comportent un convertisseur 16, un intégra- 4- teur/limiteur 26, un moyen de commande de vanne 46 et un moyen de réaction 24. Les fonctions remplies et le mode de fonctionnement de ces moyens apparaîtront clairement de la description qui va suivre. Lorsque la déviation de cap est petite ou nulle, la logique de validation 19 ferme un commutateur qui permet au signal de correction 17 d'être transmis à un convertis- seur 16. Le convertisseur 16 modifie le signal 17 en une va- riation souhaitée de poussée du moteur et engendre un signal d'erreur 22 en tant que signal d'entrée du commutateur mar- che/arrêt 20 et de là vers les moyens de sommation ou addi- tionneur 18. On fournit un moyen de réaction 24 pour modi- fier le signal d'erreur 22 en réponse à un signal de vitesse de soufflante 25. Ulin signal d'erreur modifié 62 est engendré par l'additionneur 18 en tant que signal d'entrée d'un inté- grateur/limiteur 26. Lorsque le cap de l'avion est correct et que l'angle de gouverne est nul, à la fois le signal de position de gouverne 17 et le signal d'erreur de sortie 62 du sommateur 18 sont nuls. Le commutateur marche/arrêt 20 est placé dans la commande et règle les périodes pendant lesquelles la commande- d'orientation fonctionnera. Par exem- ple, il y a certaines périodes pendant le vol durant les- quelles on ne souhaite pas avoir une commande automatique de modification de poussée du moteur. Dans ce cas, le commuta- teur 20 sera arrêté. Il apparaitra clairement que l'on peut placer le commutateur 20 à d'autres endroits de la commande. Le commutateur 20 comporte aussi un moyen pour règler le si- gnal 22 à une valeur nulle lorsqu'il est en position arrêt. On enverra le signal d'erreur 62 dans l'intégra- teur/limiteur 26. L'intégrateur/limiteur 26 effectue la som- me en fonction du temps du signal d'erreur 62 reçu de l'ad- ditionneur 18 et engendre un signal de sortie sous la forme d'un signal de vitesse de moteur 28 en réponse au signal d'entrée. Le signal 28 sera maintenu à l'intérieur des limi- tes prédéterminées pour empêcher qu'un signal 28 trop impor- - 5- tant ne soit engendré. Le signal 28 peut être envoyé direc- tement dans le moyen de commande de vanne 46 pour régler le débit de fluide 52 en réponse à ce signal. Le moyen de com- mande de vanne 46 comprend un amplificateur de puissance 30 pour entraîner une servo-valve électro hydraulique ou moteur à couple 32 et une vanne de commande de combustible 34. Selon un autre mode de réalisation de l'invention on peut additionner le signal 22 avec un autre signal de commande 36 de vitesse de soufflante (N1). De cette manière, on peut utiliser un seul amplificateur de puissance 30, un moteur 32 et une vanne 34 pour plusieurs fonctions de commande pour chaque moteur 10. Pour commander la vitesse de soufflante N1, on envoie dans l'additionneur 18 un signal négatif de réaction de cette vitesse. De la sorte, la vitesse de soufflante N1 s'approchera de la somme d'autres signaux N1 36 et du si- gnal d'erreur 22. La présente invention envisage le contrôle de la vitesse de soufflante N1 en tant qu'indicateur de la poussée du moteur. D'autres paramètres du moteur, tels que le rapport de pression du moteur ou le rapport de pression de la soufflante peuvent, de la même manière, être contrôlés et sont compris dans le cadre de la présente invention. Selon un mode de réalisation de la présente inven- tion, on peut gouverner un avion par le moyen de commande décrit. Ceci s'applique aussi bien à un avion qui n'a pas de moyen de gouverne autre que le différentiel de poussée du moteur qu'à un avion ayant des commandes mobiles telles qu'une gouverne mais o les commandes externes sont ver- rouillées en position fixe. En fonctionnement, le détecteur de déviation 14 contrôlera continuellement les erreurs de cap qui seront transformés ainsi que décrit ci-dessus en un signal de modification de la poussée du moteur 10 en réponse à la déviation détectée. L'invention s'applique également à un avion ayant des commande externes mobiles telles qu'une gouverne comme -6- commande d'orientation. Dans ce cas, la position de la gou- verne sera continuellement contrôlée pour minimiser son an- gle de déviation tout en maintenant un cap prédéterminé. L'angle de gouverne est mesuré à partir de l'axe longitudi- nal du moteur de sorte qu'un angle nul correspond à un ali- gnement de la gouverne avec cet axe. Les déviations à partir d'un angle nul ont pour résultat une traînée. En fonctionnement, la commande est conçue pour améliorer l'efficacité du vol. Le procédé consiste à régler un angle de gouverne pour obtenir un cap prédéterminé, dé- tecter l'angle de gouverne et modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à cet angle pour le diminuer et mainte- nir le cap prédéterminé. L'angle de gouverne peut être dé- tecté et la poussée modifiée en permanence de manière à mi- nimiser cet angle. La méthode peut aussi comporter une étape supplé- mentaire de choix d'une poussée pour chaque moteur avant ou après sélection d'un cap. En fonctionnement normal, le pilo- te réglera chaque moteur pour avoir la même poussée. Cepen- dant, de légères variations de la poussée entre les diffé- rents moteurs ainsi que de légers désalignements des moteurs créeront un moment de rotation autour de l'axe longitudinal de l'avion. Classiquement, le pilote prédéterminera un cap et la commande de vol automatiquement établira l'angle de gouverne pour obtenir ce cap prédéterminé. L'angle de gou- verne créera une traînée sur l'avion qui diminuera l'effica- cité du vol. En détectant l'angle de gouverne et en modi- fiant la poussée d'au moins un moteur en réponse à cet an- gle, l'angle et par conséquent la traînée diminueront. la figure 2 représente un autre mode de réalisa- tion de la présente invention dans lequel les poussées de deux moteurs placés sur les côtés opposés de l'axe longitu- dinal de l'avion sont commandées simultanément. Chaque mo- teur 10 et lOa sera commandé d'une manière similaire à celle représenté figure 1. Cependant, on insérera un inverseur 40 -7- dans la commande du moteur li0a pour modifier le signe du si- gnal 22a provenant du convertisseur 16. De cette façon, le moteur lOa aura une puissance réduite tandis que le moteur aura une puissance augmentée ou vice vers-a selon le si- gnal reçu en provenance du détecteur de déviation 14. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifique décrit et représenté ici, pas plus qu'elle est limitée à un circuit particulier de commande de poussée du moteur. Plutôt, elle s'applique également à tout système de commande automatique qui est capable de détecter une dévia- tion par rapport à un cap prédéterminé et de modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à la déviation détectée. - 8 - REVENDICATIONS 1. Dans un avion comportant deux moteurs placés sur des côtés opposés de l'axe longitudinal, méthode pour gouverner l'avion, caractérisée en ce qu'elle consiste à: a. déterminer un cap pour l'avion; b. détecter une déviation par rapport à ce cap; et c. modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à cette déviation détectée. 2. Méthode selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle consiste en outre à: d. répéter les étapes b et c pour minimiser conti- nuellement la déviation. 3. Dans un avion comportant deux moteurs placés sur des côtés opposés de l'axe longitudinal, méthode pour améliorer l'efficacité de vol caractérisée en ce qu'elle consiste à: a. déterminer une poussée pour chaque moteur; b. déterminer un cap pour l'avion; c. détecter une déviation par rapport à ce cap; d. modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à cette déviation détectée; et e. répéter les étapes c et d pour continuellement minimiser la déviation. 4. Dans un avion comportant deux moteurs placés sur des côtés opposés de son axe longitudinal, et une gou- verne pour commande d'orientation, méthode pour améliorer l'efficacité de vol caractérisée en ce qu'elle consiste à: a. établir un angle de gouverne pour obtenir un cap prédéterminé; b. détecter cet angle de gouverne; et c. modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à cet angle de gouverne pour diminuer ledit angle et maintenir le cap prédéterminé. 5. Méthode selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle consiste en outre: d. à répéter les étapes b et c pour minimiser con- tinuellement cet angle. 6. Dans un avion comportant deux moteurs placés sur des côtés opposés de son axe longitudinal, et une gou- verne de commande d'orientation, méthode pour améliorer l'efficacité de vol caractérisée en ce qu'elle consiste à: a. déterminer une poussée pour chaque moteur, b. établir un angle de gouverne pour obtenir le cap prédéterminé; c. modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à l'angle de gouverne pour réduire ledit angle; et d. répéter le étapes b et c. pour continuellement minimiser ledit angle. 7. Dans un avion comportant deux moteurs placés sur des côtés opposés de son axe longitudinal, moyen de com- mande pour gouverner l'avion, caractérisé en ce qu'il com- porte: un moyen (12) pour déterminer un cap de l'avion; un moyen (14) pour détecter une déviation par rap- port à ce cap; et un moyen (60) pour modifier la poussée d'au moins un moteur en réponse à cette déviation détectée. 8. Moyen de commande selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que les moyens de modification de la poussée d'au moins un des moteurs comportent: un convertisseur (16) pour engendrer un signal d'erreur à partir de la dévition détectée; un intégrateur/limiteur (26) pour additionner le signal d'erreur et ensuite engendrer un signal de vitesse de moteur à l'intérieur de limites prédéterminées; un moyen de commande de vanne (46) pour régler le débit de combustible en réponse au signal de vitesse; et un moyen de réaction (24) pour modifier le signal d'erreur en réponse au signal de sortie du moyen de commande de vanne.