Brevet FR2601326A1 — publié le 19880115

t- 260 1326 La présente invention concerne un appareil de mise automatique en autorotationd'un rotnr d'un hélicoptère. La tendance à l'utilisation de rotors de plus faible inertie dans les hélicoptères modernes se traduit par une 5 réduction du niveau d'énergie cinétique emmagasinée dans le rotor et renu celui-ci plus susceptible de variations iraportantes de la vitesse de rotation pendant des manoeuvres rapides. Par conséquent il est généralement connu d'assurer une intégation de la commande et de la propulsion. Ceci est l1 étudié, par exemple, dans un article paru dans la revue Technoloyy Today vol. 30, No. 6, ayant pour titre "Rotorcraft Flight-Propulsion Control Integration". En dépit de cette connaissance générale, il existe de nombreux problèmes particuliers dont il faut tenir compte et l'invention 15 concerne l'un d'entre eux. Pendant un vol à grande vitesse, le moteur transmet des niveaux maximaux de couple au rotor. La défaillance d'un moteur dans une disposition plusieurs moteurs ou bien encore, ce qui est plus significatif, la défaillance de tous 20 les moteurs provoque une chute rapide de la vitesse ou rotor, et si rapide en fait que le pilote est incapable d'amorcer une autorotation afin de conserver la vitesse du rotor. La perte de puissance supprime également la nécessité de l'équilibrage anti- couple par le rotor de queue. Par 25 conséquent l'aéronef effectue des embardées rapides et, par suite du couplage roulis/ylissade, il s'ensuit un roulis rapide. Par conséquent un but de la présente invention est de produire des entrées de commande automatique qui contre30 balancent les effets aérodynamiques défavorables qui font immédiatement suite à une défaillance du moteur, en assurant ainsi un passage automatique en autorotation et une conmmande d'attitude beaucoup plus rapidement que ne pourrait le faire un pilote. A la suite du passage automatique en autorota35 tion, le pilote peut reprendre la commande et atterrir en autorotation d'une manière normale. o 2 2601326 Suivant 1'invention pendant les toutes premières secondes après une défailliance d'un moteur, le passage en autorotation est établi automatiquement en fournissant des ordres de cormmiande collective, de pas, de roulis et de lacet 5 à un système de commande automatique du vol de manière à régler la commande collective en vue de maintenir une vitesse du rotor désirée, à coimmarnder le pas de manière à oelaeurer dans des limites de contrainte, à contrôler le roulis de manière à éviter des changements d'attitude en roulis, et à 10 contrôler le lacet de manière à éviter une embardée transitoire indésirable qui sans cela résulterait d'une défaillance du moteur (aucune commande anti-couple n'étant plus requise). Des signaux indiquant la vitesse et l'attitude existantes sont traités afin de fournir les ordres précités 15 au système de commande automatique du vol. On décrira ci-après,à titre d'exemples non limitatifs, diverses formes d'exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel: La figure unique est un schéma synoptique du dispositif de commande suivant l'invention. La figure du dessin représente un détecteur de défaillance d'un moteur 10 tel que décrit dans le brevet US-4 454 754. Unri signal indiquant une défaillance ou moteur est fourni sur une ligne 12. La sortie du détecteur est 25 appliquée à quatre interrupteurs 14,16,1b,2U qui arment un contrôle logique afin de compléter la logique de passage automatique en autorotation suivant. Les paramètres suivants sont surveillés, en boucle fermée, conformément à des techniques de détection bien 30 connues: NR: vitesse du rotor; NR: accélération du rotor; NZ: facteur de charge; Q: taux du pas; v: vitesse vers l'avant (vitesse propre); P: accélération angulaire de roulis; R: accelération de lacet. Un circuit conformateur 21 répond à la vitesse du 3 2601326 rotor (iNI), àa l'uccélératioi du rotor (NR) et à une vitess du rotor désirée 22, choisie par le pilote, afin de fournir un signal d'ordre de commande collective sur une ligne 24, à travers l'interrupteur 14 lorsque celui-ci est armé, en 5 direction du canal de commande collective d'un système de commande automatique du vol 26, afin d'ajuster automatiquement le pas collectif du rotor de manière à maintenir une vitesse du rotor désirable en autorotation, telle que 100D NR. rUn circuit conformateur 28 réponr d au facteur cie charge (Nz), au taux du pas (Q), à la vitesse propre (v) et à une référence 30 indiquant une limite du facteur de charge, de manière à fournir un signal d'ordre cyclique longitudinal (pas) Lls, au canal de pas du système de corm15 mande automatique du vol 26, sur une ligne 32, à travers l'interrupteur 16, afin de commnander l'attitude du pas pendant le passage en autorotation, en évitant ainsi des contraintes excessives sur l'aéronef pendant cette manoeuvre. Un circuit conformateur 34 répond à l'accélération 20 angulaire en roulis (P) et à une référence de roulis 36 égale à zéro afin de fournir un signal d'ordre cyclique latéral (roulis) Als, sur une ligne 3b, en direction du canal de roulis du système de commande automatique du vol, à travers l'interrupteur l1, afin de maintenir un vol "au 25 niveau des ailes" pendant le passage en autorotation. Un circuit conformateur 40 répond à l'accélération en laeet (R) et à une référence de lacet 42, qui est nominialement égale à zéro, afin de fournir un signal d'ordre de lacet ( eTR), sur une ligne 44, au canal de lacet du 30 système de commande automatique du vol 26, à travers l'interrupteur 18, de ranière à commander le pas collectif du rotor de queue et à empêcher une correction de lanet erronée pendant le passage en autorotation, commre il a été indiqué précédemment. La coilmanue automiatique décrite ci-dessus stabilise l'aéronef et amorce une autorotation dans des circonstances (défaillance du moteur) dans lesquelles le pilote ne pourrait pas réagir suffisamment rapidement, et elle fournit des 4 2601326 signaux d'entrée de commande semblables à ceux que le pilote aurait émis dans des circonstanees moins critiques. Les entrées de commande sont plus rapides qu'un pilote iais elles sont bien situées dans les limites des systèmes connus de vol ou de stabilité automatique. Un court moment après l'établissement de l'autorotation, par exemple au bout de deux à trois secondes, les signaux d'ordres ( 60, bis, Als, OTR) provenant de ee système peuvent être éliminés ou supprimés de manière à fournir 10 une commande affirmative au pilote. 2601326 REVENDICATIONS 1.-Appareil de mise automatique en autorotation du rotor d'un hélicorptère comportant un système de commande automatique du vol, comprenant des canaux de conrmmande col5 leetive, du pas, du roulis et du lacet, caractérisé en ce qu'il cormprend des moyens (l1) pour fournir un signal de défaillance du moteur indiquant une telle défaillance, des moyens (22) pour fournir un signal de référence de vitesse du rotor indiquant une vitesse du rotor désirée en autorolU tation, des moyens pour fournir un signal de vitesse du rotor (Ni{) représentant la vitesse réelle du rotor, des moyens pour fournir un siynal d'accélération du rotor (Nij) représentant la variation de la vitesse du rotor, des moyens (21) pour fournir un signal d'ordre de commande.ollective 15 (Go) au canal de commande collective du système de commande automatique du vol, en fonction du signal de référence de vitesse du rotor, du signal de vitesse du rotor et au signal d'accélération du rotor de manière à maintenir la vitesse du rotor égale à la vitesse du rotor désirée en autorotation, 20 en présence du signal de défaillance du moteur, des moyens (30) pour fournir un signal de limite de facteur de charge, représentant une limite de contrainte pour l'hélicoptère, des moyens pour fournir un signal de facteur de charge (NZ) représentant la contrainte s'exerçant sur li'hélicoptère, des 25 moyens pour fournir un signal de taux du pas ((i) représentant le taux du pas de l'héliceoptère, des moyens pour fournir un signal de vitesse propre (v) représentant la vitesse propre de l'hélicoptère, des moyens (2b) pour fournir un signal d'ordre ue pas (bls), au canal de pas du système de 3G commande automatique du vol, en fonction du signal de limite de facteur de charge, du signal de facteur de charge, du signal de taux du pas et du signal de vitesse propre, afin de commander l'attitude du pas pour éviter une surcontrainte de l'hélicoptère en présence du signal de défaillance du 35 moteur, des moyens pour fournir un signal d'accélération angulaire en roulis (P) représentant l'aecélération angulaire en roulis de l'hélicoptère, des moyens (34) pour fournir un signal d'ordre de roulis (Als)-au canai de roulis du 6 2 6 02601326 système de commlande automatique du vol en fonction du signal d'accélération en roulis (P), afin de maintenir une attitude désirée en roulis de l'hélicoptère, en présence du signal de défaillance du moteur, des moyens (42) pour fournir un 5 signal de référence de lacet représentant une attitude en lacet désirée pendant l'autorotation, des moyens pour fournir un signal d'accélération en lacet (R) représentant l'accélération en lacet de l'aéronef, et des moyens (40) pour fournir un signal d'ordre de lacet ( ÈTR) au canal de 10 lacet du système de commande automatique du vol en. fonction du signal d'accélération en lacet, de manière à éliminer ainsi tout mouvement d'embardée erroné pendant l'autorotation en présence du signal de défaillance du moteur. 2.- Appareil suivant la revendication 1 caractérisé 15 en ce que le signal d'ordre de commande collective du pas, le signal d'ordre du pas, le signal d'ordre du roulis et le signal d'ordre du lacet sont effaccés un court instant après la délivrance du signal de défaillance du moteur.