Brevet FR2771071A1 — publié le 19990521

La présente invention concerne un dispositif pour l'actionnement d'un organe commandé sur un aéronef à voilure tournante, notamment un hélicoptère. Dans le cas d'un hélicoptère, ledit organe commandé peut être le rotor principal de sustentation et d'avance ou le rotor de queue anticouple. Plus précisément, la présente invention s'applique à un aéronef à voilure tournante muni d'un système de pilotage automatique, c'est-à-dire d'un systeme d'aide à la stabilisation ou d'augmentation de la stabilité de l'aéronef. De façon connue, le dispositif d'actionnement du rotor principal ou du rotor de queue d'un hélicoptère comporte - au moins un organe de commande, par exemple un manche ou un palonnier, destiné à être soumis à l'action d'un pilote de l'aéronef et susceptible de déplacer une timonerie - des moyens, généralement une servocommande, reliés à ladite timonerie, pour actionner l'organe commandé en fonction du déplacement de ladite timonerie - un vérin intégré dans la timonerie et susceptible d'agir sur le déplacement de ladite timonerie, en fonction d'ordre de commande reçus et représentatifs du pilotage automatique - un moyen de recentrage d'effort, qui est usuellement appelé "vérin de trim" et qui est susceptible d'agir au travers d'une liaison souple (bolte à ressorts par exem ple) sur l'organe de commande et sur la timonerie, en fonction d'ordres de commande reçus et représentatifs du pilotage automatique ; et - un calculateur déterminant lesdits ordres de commande qui sont transmis audit vérin et audit moyen de recentrage d'effort. Lesdits ordres de commande relatifs au pilotage automatique s'ajoutent donc à ceux engendrés par l'action du pilote sur l'organe de commande. Ce pilotage automatique a essentiellement pour objet d'atténuer les effets extrêmes de l'actionnement de l'organe de commande, notamment dans le but de stabiliser l'aéronef. Bien que le dispositif précité présente une sécurité et fiabilité élevées en raison de sa réalisation essentiellement mécanique (timonerie), le pilotage réalisé au moyen d'un tel dispositif présente des inconvénients et en particulier un confort réduit, notamment par rapport à un pilotage au moyen d'une commande de vol électrique, et il satisfait de plus en plus difficilement toutes les exigences auxquelles doit répondre un aéronef à voilure tournante actuel, dont les missions nécessitent des performances extrêmement élevées. On sait qu'une commande de vol électrique permet un pilotage plus performant, notamment en ce qui concerne le confort de vol. De façon connue, une telle commande de vol électrique comporte un calculateur qui détermine, à partir de lois dites évoluées, des objectifs de pilotage en fonction d'informations relatives à l'actionnement de l'organe de commande, et qui assure la réalisation de ces objectifs de manière à obtenir le pilotage performant précité. Toutefois, une telle commande de vol électrique présente des inconvénients, notamment - un coût élevé, en particulier par rapport au coût d'un dispositif de commande usuel à pilotage automatique tel que précité ; et - la nécessité de prévoir des moyens susceptibles de pallier toute défaillance même partielle de cette commande élec trique. A cet effet, on prévoit généralement une redondance des différents éléments de ladite commande électrique, ce qui est bien entendu complexe et coûteux. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un dispositif pour l'actionnement d'un organe commandé sur un aéronef à voilure tournante, notamment un hélicoptère, qui tout en présentant un coût réduit et une sûreté élevée, permet un pilotage particulièrement performant. A cet effet, selon l'invention, ledit dispositif qui comparte . - au moins un organe de commande destiné à être soumis à l'action d'un pilote de l'aéronef à voilure tournante et susceptible de déplacer une timonerie - des moyens, généralement une servocommande, reliés à ladite timonerie pour actionner ledit organe commandé, en fonction du déplacement de ladite timonerie - un vérin intégré dans la timonerie et susceptible d'agir sur le déplacement de ladite timonerie, en fonction d'ordres de commande reçus - un moyen de recentrage d'effort ("vérin de trim") suscep tible d'agir sur l'organe de commande et sur la timonerie, en fonction d'ordres de commande reçus ; et - un calculateur déterminant lesdits ordres de commande qui sont transmis audit vérin et audit moyen de recentrage d'effort, est remarquable en ce qu'il comporte de plus au moins un capteur qui est susceptible de mesurer les valeurs d'un parametre représentatif d'une action exercée par un pilote de l'aéronef à voilure tournante sur un organe de commande auxiliaire, et en ce que ledit calculateur utilise les valeurs mesurées par ledit capteur pour déterminer lesdits ordres de commande. Ainsi, grâce à l'invention, ledit calculateur peut déterminer des ordres de commande, à partir de lois évoluées connues du type de celles utilisées dans les commandes de vol électriques de sorte que ledit dispositif, bien qu'étant du type usuel à pilotage automatique, permet de réaliser un pilotage par objectifs de l'aéronef à voilure tournante. Par conséquent, le dispositif conforme à l'invention - permet un pilotage performant du type de celui engendré par une commande de vol électrique - tout en présentant une sûreté élevée, en raison de sa réalisation de base essentiellement mécanique et de la possibilité de pouvoir continuer à fonctionner lorsque sa partie électrique (essentiellement le calculateur) tombe en panne ; et un coût réduit, puisqu'il est réalisé à partir d'un dispositif mécanique usuel et qu'il ne nécessite aucune redondance de ses éléments constitutifs. Dans le cadre de la présente invention, ledit calculateur prend en compte, dans le calcul desdits ordres de commande, une information provenant du pilote, mais qui est différente de la position réelle de l'organe de commande. De préférence, selon l'invention, le paramètre mesuré par ledit capteur et pris en compte par ledit calculateur est - soit l'effort appliqué par le pilote sur l'organe de commande auxiliaire - soit le déplacement relatif dudit organe de commande auxiliaire, par rapport à la position du moyen de recen trage d'effort. La présente invention s'applique particulièrement bien à un aéronef, dont le moyen de recentrage d'effort est activé, de façon usuelle, lorsque ledit organe de commande n'est pas actionné par le pilote. Dans ce cas, de façon avantageuse, ledit moyen de recentrage d'effort est également activé lorsque l'organe de commande est actionné par le pilote. Dans le cadre de la présente invention, l'organe de commande et l'organe de commande auxiliaire peuvent être réalisés de différentes manières. Dans un premier mode de réalisation simplifié, ils forment un seul et même organe de commande, tandis que dans un deuxième mode de réalisation, ledit organe de commande et ledit organe de commande auxiliaire sont distincts et sont agencés sur l'aéronef à voilure tournante de manière à être accessibles et à pouvoir être actionnés par un seul et même pilote dudit aéronef. En outre, dans un troisième mode de réalisation appliqué à un aéronef à voilure tournante piloté par deux pilotes, avantageusement ledit organe de commande est soumis à l'action d'un desdits pilotes et ledit organe de commande auxiliaire est soumis à l'action de l'autre pilote. Dans les deuxième et troisième modes de réalisation précités, de préférence ledit organe de commande est un organe usuel du type manche cyclique ou palonnier et ledit organe de commande auxiliaire est du type minimanche. Par ailleurs, dans un quatrième mode de réalisation perfectionné, ledit organe de commande et ledit organe de commande auxiliaire sont adaptés l'un à l'autre de manière à former un ensemble unique, tout en pouvant être actionnés séparément. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. Les figures 1 et 2 illustrent schématiquement un dispositif conforme à l'invention, respectivement dans des premier et second modes de réalisation. Le dispositif 1 conforme à l'invention et représenté schématiquement selon deux modes de réalisation différents respectivement sur les figures 1 et 2 est destiné à actionner un organe commandé 2, sur un aéronef à voilure tournante non représenté. Ledit organe commandé 2 peut notamment être le rotor principal de sustentation et d'avance ou le rotor de queue anticouple d'un hélicoptère. Ledit dispositif 1 est du type comportant - au moins un organe de commande 3 représenté sous forme d'un manche sur les figures 1 et 2, destiné à être soumis à l'action d'un pilote non représenté de l'aéronef à voilure tournante et susceptible de déplacer une timonerie 4. L'organe de commande peut toutefois également être un palonnier ou un minimanche - des moyens 5, de préférence une servocommande, reliés à ladite timonerie 4 pour actionner ledit organe commandé 2, comme indiqué par une liaison 6, en fonction du déplace ment de ladite timonerie 4 - un vérin 7 intégré dans la timonerie 4 et susceptible d'agir sur le déplacement de ladite timonerie 4, en fonction d'ordres de commande reçus par une liaison 8 - un moyen de recentrage d'effort 13 du type "vérin de trim", précisé ci-dessous ; et - un calculateur 9 déterminant lesdits ordres de commande qui sont transmis audit vérin 7. Selon l'invention, ledit dispositif 1 comporte de plus, tel que représenté sur la figure 1, un capteur 10 précise ci-dessous, qui est susceptible de mesurer les valeurs d'un paramètre représentatif d'une action exercée par un pilote de l'aéronef à voilure tournante sur ledit organe de commande 3 comme indiqué par une liaison 11, et ledit calculateur 9 utilise les valeurs mesurées par ledit capteur 10 et reçues par une liaison 12 pour déterminer lesdits ordres de commande, à partir de lois évoluées, ordres qui sont relatifs selon l'invention à des objectifs de pilotage. Selon L'invention, ledit capteur 10 ne mesure pas le déplacement "absolu" de l'organe de commande 3, mais - soit le déplacement relatif de ce dernier par rapport à la position du moyen de recentrage d'effort 13 - soit l'effort appliqué sur ledit organe de commande 3 par le pilote de l'aéronef. Dans ce dernier cas, ledit capteur 10 est réalise de préférence sous forme d'une contrainte de jauge ou d'un capteur inductif. Ainsi, grâce à l'invention, ledit calculateur 9 peut déterminer des ordres de commande, à partir de lois évoluées du type de celles utilisées dans les commandes de vol électriques, de sorte que ledit dispositif 1, bien qu'étant du type usuel à pilotage automatique, permet de réaliser un pilotage par objectifs de l'aéronef à voilure tournante. Par conséquent, le dispositif 1 conforme à l'invention - permet la mise en oeuvre d'un pilotage performant du type de celui engendré par une commande de vol électrique - tout en présentant une sûreté élevée, en raison de sa réalisation (timone rie 4, vérin 7, ...) à base mécanique et de la possibi lité de pouvoir continuer à fonctionner lorsque sa partie électrique (essentiellement le calculateur 9) tombe en panne ; et un coût réduit, puisqu'il est réalisé à partir d'un dispositif mécanique usuel et qu'il ne nécessite aucune redondance de ses éléments constitutifs. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, le moyen de recentrage d'effort 13 est relié au calculateur 9 par une liaison 14, il est susceptible d'agir sur ledit organe de commande 3 comme indiqué par une liaison 15 et il est activé, de fç.qnusuell lorsque ledit organe de commande 3 n'est pas actionné par le pilote. Selon l'invention, ledit moyen de recentrage d'effort 13 qui est susceptible d'agir sur le vérin 7 par l'intermédiaire d'une liaison 16 et d'un élément soustracteur 17 (qui soustrait les ordres dudit moyen 13 de ceux du calculateur 9) est perfectionné en ce qu'il est également activé lorsque l'organe de commande 3 est actionné par le pilote. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le dispositif 1 conforme à l'invention 1 comporte un organe de commande auxiliaire 18, représenté sous forme d'un minimanche, et le capteur 10 mesure l'action exercée sur cet organe de commande auxiliaire 18, et non celle exercée sur l'organe de commande 3. Selon le mode de réalisation envisagé - soit lesdits organes de commande 3 et 18 peuvent être agencés de manière à pouvoir être actionnés par un même pilote de l'aéronef - soit, dans le cas d'un aéronef à double pilotage, l'un 3 desdits organes de commande peut être actionné par un premier desdits pilotes et l'autre organe de commande 18 peut être actionné par le second pilote. Par ailleurs, dans un autre mode de réalisation non représenté, ledit organe de commande et ledit organe de commande auxiliaire sont adaptés l'un à l'autre de manière à former un ensemble unique, tout en pouvant être actionnés séparément. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'actionnement d'un organe commandé (2) sur un aéronef à voilure tournante, notamment un hélicoptère, ledit dispositif (1) comportant - au moins un organe de commande (3) destiné à être soumis à l'action d'un pilote de l'aéronef à voilure tournante et susceptible de déplacer une timonerie (4) - des moyens (5) reliés à ladite timonerie (4) pour action ner ledit organe commandé (2), en fonction du déplacement de ladite timonerie (4) - un vérin (7) intégré dans la timonerie (4) et susceptible d'agir sur le déplacement de ladite timonerie (4), en fonction d'ordres de commande reçus - un moyen de recentrage d'effort (13) susceptible d'agir sur l'organe de commande (3) et sur la timonerie (4), en fonction d'ordres de-commande reçus ; et - un calculateur (9) déterminant lesdits ordres de commande qui sont transmis audit vérin (7) et audit moyen de recentrage d'effort (13), caractérisé en ce qu'il comporte de plus au moins un capteur (10) qui est susceptible de mesurer les valeurs d'un paramètre représentatif d'une action exercée par un pilote de l'aéronef à voilure tournante sur un organe de commande auxiliaire (3, 18), et en ce que ledit calculateur (9) utilise les valeurs mesurées par ledit capteur (10) pour déterminer lesdits ordres de commande. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre mesuré par ledit capteur (10) est l'effort appliqué par le pilote sur l'organe de commande auxiliaire (3, 18). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le paramètre mesure par ledit capteur (10) est le déplacement relatif dudit organe de commande auxiliaire (3, 18). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit moyen de recentrage d'effort (13) étant activé lorsque ledit organe de commande (3) n'est pas actionné par le pilote, caractérisé en ce que ledit moyen de recentrage d'effort (13) est également activé lorsque l'organe de commande (3) est actionné par le pilote. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit organe de commande auxiliaire - orsan4-de commande (3). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit organe de commande (3) et ledit organe de commande auxiliaire (18) sont agencés sur l'aero- nef à voilure tournante de manière à être accessibles et à pouvoir être actionnés par un seul et même pilote dudit aéronef. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, pour un aéronef à voilure tournante piloté par deux pilotes, caractérisé en ce que ledit organe de commande (3) est soumis à l'action d'un desdits pilotes et en ce que ledit organe de commande auxiliaire (18) est soumis à l'action de l'autre pilote. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit organe de commande et ledit organe de commande auxiliaire sont adaptés l'un à l'autre de manière à former un ensemble unique, tout en pouvant être actionnés séparément.