Brevet FR2774359A1 — publié le 19990806

La présente invention concerne un système de com- mande de moteur pour aéronef. On sait que, de nos jours, les constructeurs aéro- nautiques proposent de plus en plus des familles d'aéro- nefs, plus spécifiquement des avions, se différenciant essentiellement par des capacités d'emport et des rayons d'action différents. Les aéronefs d'une même famille sont généralement équipés des mêmes moteurs, mais régis par des lois de gestion de la poussée différentes. Schématiquement, une loi de gestion de la poussée présente, comme caractéris- tique principale, la poussée maximale demandée au moteur. Un avion plus léger, qu'un avion de référence, sera équi- pé d'un moteur (ou de plusieurs moteurs) utilisant une loi de gestion de la poussée permettant d'obtenir moins de poussée, mais économiquement plus intéressante. Chaque type d'avion doit être certifié (c'est-à- dire qu'il doit recevoir les autorisations légales néces- saires à son exploitation) pour un type de moteur ayant sa loi de gestion de la poussée. Lorsque l'on veut réaliser une version nouvelle d'un avion d'une même famille, c'est-à-dire un avion sen- siblement identique à un avion déjà existant, mais pré- sentant une augmentation de masse (dans des limites défi- nies), le choix de la loi de gestion de la poussée cons- titue donc un des problèmes à résoudre. Deux solutions apparaissent à l'évidence: étude et développement d'une nouvelle loi de gestion de la pous- sée, ou, le cas échéant, utilisation de la loi de gestion de la poussée de l'avion de masse immédiatement supé- rieure dans la famille d'aéronefs en question. Toutefois, chacune de ces deux solutions exige de refaire l'ensemble des procédures de certification pour le nouvel avion et, cela, pour tout le domaine de vol, nécessitant en particulier des campagnes d'essais en vol très onéreuses. La présente invention a pour but d'éviter cet in- convénient. A cet effet, le système de commande de moteur pour un premier aéronef appartenant à une famille d'aéronefs comportant de plus au moins un second aéronef, ledit pre- mier aéronef présentant une masse maximale supérieure, dans une limite prédéterminée, à celle dudit second aéro- nef ayant, pour chaque moteur, une loi de gestion de la poussée, est remarquable, selon l'invention, en ce qu'il est prévu, pour chaque moteur dudit premier aéronef, une première loi de gestion de la poussée dudit moteur spéci- fique audit premier aéronef pendant la phase de décol- lage, et une seconde loi de gestion de la poussée dudit moteur correspondant à la partie de ladite loi de gestion de la poussée applicable pour ledit second aéronef pen- dant toutes les autres phases de vol, des moyens de dé- tection du passage d'une phase de vol à une autre étant prévus pour fournir, audit moteur, au moins un signal de commande correspondant à l'une ou l'autre desdites pre- mière et seconde lois. Ainsi, les procédures de certification pourront être réduites à la phase de décollage, puisque, pour tou- tes les autres phases de vol, l'aéronef (désigné par "premier aéronef" ci-dessus) présentera le même "comportement" que celui désigné par "second aéronef", cela entraînant des économies de temps et de coût corres- pondantes. Avantageusement, ledit système utilise des signaux, disponibles sur ledit premier aéronef, traités soit de façon informatique, soit de façon électronique. De préférence, il fournit un signal "décollage" et un signal "nondécollage", chaque signal étant élaboré à partir de deux logiques et de paramètres différents. Avantageusement, la sélection de la poussée au dé- collage par le circuit logique aura lieu quand: - la mise en puissance du calculateur FADEC est effec- tuée, OU (porte logique) - l'inverseur de poussée a été déployé ET (porte logique) la position de la manette des gaz est inférieure à une valeur donnée, valeur qui indique que l'inverseur de poussée est sélectionné, OU - le statut "sol" est maintenu pendant un temps détermi- né. De plus, la fin de la phase de décollage est déter- minée par le fait que: - le moteur est réglé à la poussée de décollage maximale pendant un temps déterminé, OU - le nombre de Mach Mn > 0,35, ET la manette de gaz est ramenée en arrière. Par ailleurs, la valeur "sol", utilisée dans la lo- gique de sélection de la poussée au décollage, est sélec- tionnée lorsqu'au moins deux sources, parmi les quatre sources disponibles suivantes, satisfont aux critères souhaités, lesdites sources étant: - ADC1 Mn ( tion), - ADC2 Mn ( tion), - FADEC Mn ( l'unité d'interface de commande du train d'atterrissage. En outre, après l'achèvement de la phase de décol- lage, la sélection de la poussée d'une autre phase de vol est basée sur le fait que: - le moteur a fonctionné à la poussée de décollage pen- dant un temps déterminé, OU - le nombre de Mach sélectionné est supérieur à 0,35 ET - la manette de gaz est ramenée en arrière [et le mode dit FLEX (correspondant au fait que, pour certaines tempé- ratures, on alimente le FADEC avec des paramètres de température différente de la température réelle) est désélectionné] pendant un temps déterminé. Dans ce dernier cas, le circuit logique comporte: - une entrée TLA = MCT, MCT représentant le régime maxi- mal en continu, - une entrée mode dit FLEX reliées à une porte logique ET, dont la sortie est reliée à une porte logique OU, recevant, à son autre entrée, le signal TLA = MCT, et la sortie de la porte logique OU est reliée à une porte logique ET dont l'autre entrée reçoit le signal correspondant au régime du moteur, et, après confirmation que le moteur a fonctionné à la poussée de décollage pendant un temps déterminé, le signal corres- pondant est fourni à une porte logique OU, recevant, à son autre entrée, le signal du statut "vol", la sortie de la porte logique étant reliée à un premier calculateur, et une porte logique ET reçoit, comme entrées, TLA et mode dit FLEX, et sa sortie est reliée à une porte lo- gique ET, après confirmation pendant un temps déterminé, dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie du premier calculateur, ce dernier recevant, comme seconde entrée, le signal de sortie correspondant à la sélection de la poussée au décollage, fourni également à un second calculateur, comme première entrée, et dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la porte logique, la sortie du second calculateur correspondant au choix de la poussée d'une phase de vol différente de la phase de décollage. En particulier, la valeur "vol" est sélectionnée lorsqu'au moins deux sources, parmi les trois sources disponibles suivantes, satisfont aux critères souhaités, lesdites sources étant: - ADC1 Mn (> 0,35), - ADC2 Mn (> 0,35), - FADEC Mn (> 0,35) ET (porte logique) FADEC Mn est va- lide. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments sembla- bles. La figure 1 illustre un premier exemple de principe de différentiation entre deux phases de vol d'un aéronef selon l'invention. La figure 2, semblable à la figure 1, illustre un second exemple de principe de différentiation entre deux phases de vol d'un aéronef selon l'invention. La figure 3 est un circuit logique illustrant le principe de la sélection de la poussée au décollage, dans le cadre de l'invention. La figure 4 est un circuit logique faisant partie et précisant celui de la figure 3. La figure 5 est un circuit logique illustrant le principe de la sélection de la poussée de remise des gaz, dans le cadre de l'invention. La figure 6 est un circuit logique faisant partie et précisant celui de la figure 5. Comme déjà indiqué, le système de commande de mo- teur pour un premier aéronef 1 appartenant à une famille d'aéronefs comportant de plus au moins un second aéronef, ledit premier aéronef présentant une masse maximale supé- rieure, dans une limite prédéterminée, à celle dudit se- cond aéronef ayant, pour chaque moteur, une loi de ges- tion de la poussée, prévoit, généralement, pour chaque moteur dudit premier aéronef, une première loi de gestion de la poussée dudit moteur spécifique audit premier aéro- nef 1 pendant la phase de décollage T, et une seconde loi de gestion de la poussée dudit moteur correspondant à la partie de ladite loi de gestion de la poussée applicable pour ledit second aéronef pendant toutes les autres pha- ses de vol R, des moyens de détection 2, 22 du passage d'une phase de vol à une autre étant prévus pour fournir, audit moteur, au moins un signal de commande correspon- dant à l'une ou l'autre desdites première et seconde lois. En outre, le système utilise des signaux disponi- bles sur l'aéronef et traités soit de façon informatique (algorithmes), soit de façon électronique (portes logi- ques, bascules, entre autres). Par ailleurs, pour des raisons de fiabilité, le système fournit un signal "décollage" et un signal "non- décollage", chaque signal étant élaboré à partir de deux logiques et de paramètres différents. On notera, à cet égard, que toute apparition simultanée des deux signaux ne pourrait être due qu'à au moins une double panne du système. La figure 1, illustrant un premier exemple de prin- cipe de différentiation entre deux phases de vol d'un aé- ronef (décollage T et remise de gaz R), indique un cer- tain nombre de points représentatifs de la différentia- tion phase de décollage T/autre phase (remise de gaz) R: - A: début de la séquence de démarrage des moteurs (mise en puissance du calculateur FADEC), - B: démarrage des moteurs, - C: manette des gaz en position de décollage, - D: TLA dit FLEX correspondant au fait que, pour certaines tem- pératures, le FADEC est alimenté avec des paramètres de température différente de la température réelle). La figure 2, illustrant un second exemple de prin- cipe de différentiation entre deux phases de vol (R et T) d'un aéronef selon l'invention, indique un certain nombre de points représentatifs de celle-ci: - E: sol (LGCIU = Landing Gear Control Interface Unit, soit l'unité d'interface de commande du train d'atter- rissage), - F: Mn (nombre de Mach) = 0,15 (FADEC) pendant un temps t2 déterminé, par exemple 30 secondes pour passer de la phase R à la phase T (décollage) (bas de la figure 2) dans le cas o LGCIU et Mn FADEC sont disponibles, mais T/R (Thrust Reverser = inverseur de poussée) est inopé- rant, - G: Mn = 0,1 pendant un temps t3 déterminé, par exemple secondes, pour passer de la phase R à la phase T (décollage) (haut de la figure 2) dans le cas o LGCIU et Mn FADEC ne sont pas disponibles et T/R est inopé- rant. On notera que, dans le cas nominal, la poussée au décollage sera sélectionnée quand l'inverseur de poussée est sélectionné et totalement déployé. La sélection de la poussée au décollage illustrée par le circuit logique 2 de la figure 3 aura lieu quand: - la mise en puissance 3 du calculateur FADEC (dans le- quel sont implantées les lois de gestion de la poussée) est effectuée, OU (porte logique 4) - l'inverseur de poussée a été déployé 5 ET (porte logi- que 6) la position de la manette des gaz (TLA = Throt- tle Lever Angle) 7 est inférieure à une valeur donnée, par exemple inférieure ou égale à 4,3 , OU - le statut "sol" 8 [basé sur l'unité d'interface de com- mande du train d'atterrissage (LGCIU = Landing Gear Control Interface Unit) et le nombre de Mach (Mn)] est maintenu pendant plus de 30 secondes, par exemple. En regard de la figure 3, on notera que la sortie de la porte logique 4 est reliée à un calculateur 9, fournissant à sa sortie 10, le signal de sélection de la poussée au décollage, et recevant, par ailleurs, de 11 le signal correspondant à une autre phase de vol (notamment, remise de gaz). Cette logique permet de choisir le "décollage": - après l'atterrissage, après un "décollage" rejeté si la "remise de gaz" était sélectionnée, - après une panne de moteur ou avant un démarrage de mo- teur. La fin de la phase de décollage sera déterminée par le fait que: le moteur est réglé à la poussée de décollage maximale pendant 20 secondes (par exemple), OU - Mn > 0,35 ET la manette de gaz est ramenée en arrière, avec con- firmation pendant 20 secondes que la position de la ma- nette de gaz est inférieure ou égal au régime moteur utilisé quand l'autre est en panne (MCT = Max Conti- nuous). A ce moment, la poussée de remise de gaz sera sé- lectionnée. Concernant la détermination "sol" (figure 4) pour la sélection de la poussée au décollage, quatre sources sont disponibles: - ADCl Mn ( température et le nombre de Mach]. Au moins deux sources reliées au calculateur 20 doivent satisfaire aux critères souhaités de façon à sé- lectionner la valeur "sol" (21) utilisée dans la logique de sélection de la poussée au décollage. La sélection de la poussée de remise de gaz (illustrée par le circuit logique 22 de la figure 5) sera réalisée après l'achèvement de la phase de décollage. Les critères seront basés sur le fait que: - le moteur a fonctionné à la poussée de décollage pen- dant plus de 20 secondes (par exemple), OU - le nombre de Mach sélectionné est supérieur à 0,35 ET - la manette de gaz est ramenée en arrière à MCT ou moins [et le mode dit FLEX (correspondant au fait que, pour certaines températures (chaud), on alimente le FADEC avec des paramètres de température différente de la température réelle) est désélectionné] pendant plus de secondes. Plus précisément, le circuit logique 22 illustré sur la figure 5 comporte: - une entrée TLA = MCT 23, - une entrée mode dit FLEX 24 reliées à une porte logique ET 25, dont la sortie est re- liée à une porte logique OU 26, recevant, à son autre en- trée 27, le signal TLA = MCT. Par ailleurs, la sortie de la porte logique OU 26 est re- liée à une porte logique ET 28 dont l'autre entrée re- çoit, de 29, le signal correspondant au régime du moteur, dont le but est d'indiquer que le moteur est à la puis- sance de décollage. Après confirmation que le moteur a fonctionné à la pous- sée de décollage pendant plus de 20 secondes (30), le si- gnal correspondant est fourni à une porte logique OU 31, recevant, à son autre entrée 32, le signal du statut "vol", déterminé comme indiqué ciaprès en regard de la figure 6. La sortie de la porte logique 31 est reliée au calculateur 33. En outre, une porte logique ET 34 reçoit, comme entrées, TLA c MCT 35 et mode dit FLEX 36, et sa sortie est reliée à une porte logique ET 37, après confirmation pendant 20 secondes (38), dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie du calculateur 33, ce dernier recevant, comme se- conde entrée, le signal de sortie (de 39) correspondant à la sélection de la poussée au décollage (impulsion 10 se- condes), fourni également au calculateur 40, comme pre- mière entrée, et dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la porte logique 37. La sortie 41 du calcula- teur 40 correspond au choix de la poussée de remise de gaz (ou plus généralement d'une phase de vol différente de la phase de décollage). Aussitôt que la poussée de remise de gaz est sélec- tionnée, elle doit être verrouillée jusqu'à la sélection suivante de la poussée au décollage. Concernant la détermination "vol" (figure 6) pour la sélection de la poussée de remise de gaz, trois sour- ces sont disponibles: - ADC1 Mn (> 0,35) 42, - ADC2 Mn (> 0,35) 43, FADEC Mn (> 0,35) 44 ET (porte logique 45) FADEC Mn est valide (46). Au moins deux sources reliées au calculateur 47 doivent satisfaire aux critères souhaités de façon à sé- lectionner la valeur "vol" (48) utilisée dans la logique de sélection de la poussée de remise de gaz. La détermination vol/sol par ADC Mn peut se faire dans les conditions suivantes: - pour la condition "vol": la valeur ADC doit être valide ET 25. Mn > 0,35 - pour la condition "sol": quand Mn de l'aéronef est inférieur à 0,1, l'indica- tion ADC Mn est envoyée au NCD (Non Computed Data = données non calculées) avec une valeur de zéro. Cette condition sera utilisée pour déterminer que l'aéronef est au sol pourvu que la dernière bonne valeur était inférieure à 0,15. REVENDICATIONS 1. Système de commande de moteur pour un premier aéronef appartenant à une famille d'aéronefs comportant de plus au moins un second aéronef, ledit premier aéronef présentant une masse maximale supérieure, dans une limite prédéterminée, à celle dudit second aéronef ayant, pour chaque moteur, une loi de gestion de la poussée, caractérisé en ce qu'il est prévu, pour chaque moteur dudit premier aéronef (1), une première loi de gestion de la poussée dudit moteur spécifique audit premier aéronef (1) pendant la phase de décollage (T), et une seconde loi de gestion de la poussée dudit moteur correspondant à la partie de ladite loi de gestion de la poussée applicable pour ledit second aéronef pendant toutes les autres pha- ses de vol (R), des moyens de détection (2, 22) du pas- sage d'une phase de vol à une autre étant prévus pour fournir, audit moteur, au moins un signal de commande correspondant à l'une ou l'autre desdites première et se- conde lois. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système utilise des signaux, disponibles sur ledit premier aéronef (1), traités de fa- çon informatique. 3. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système utilise des signaux, disponibles sur ledit premier aéronef (1), traités de fa- çon électronique. 4. Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il fournit un signal "décollage" et un signal "non-décollage", chaque signal étant élaboré à partir de deux logiques et de paramètres différents. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sélection de la poussée au dé- collage par le circuit logique (2) aura lieu quand: - la mise en puissance (3) du calculateur FADEC est ef- fectuée, OU (porte logique 4) - l'inverseur de poussée a été déployé (5) ET (porte lo- gique 6) la position de la manette des gaz (7) est in- férieure à une valeur donnée, OU - le statut "sol" (8) est maintenu pendant un temps dé- terminé. 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fin de la phase de décollage (T) est déterminée par le fait que: - le moteur est réglé à la poussée de décollage maximale pendant un temps déterminé, OU - le nombre de Mach Mn > 0,35, ET la manette de gaz est ramenée en arrière. 7. Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la valeur "sol" (21), utilisée dans la logique de sélection de la poussée au décollage, est sélectionnée lorsqu'au moins deux sources, parmi les qua- tre sources disponibles suivantes, satisfont aux critères souhaités, lesdites sources étant: - ADC1 Mn ( (12), - ADC2 Mn ( l'unité d'interface de commande du train d'atterrissage. 8. Système selon l'une quelconque des revendica- tions 5 à 7, caractérisé en ce que, après l'achèvement de la phase de décollage, la sélection de la poussée d'une autre phase de vol (R) est basée sur le fait que: - le moteur a fonctionné à la poussée de décollage pen- dant un temps déterminé, OU - le nombre de Mach sélectionné est supérieur à 0,35 ET - la manette de gaz est ramenée en arrière [et le mode dit FLEX (correspondant au fait que, pour certaines tempé- ratures, on alimente le FADEC avec des paramètres de température différente de la température réelle) est désélectionné] pendant un temps déterminé. 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit logique (22) comporte: - une entrée TLA = MCT (23), MCT représentant le régime maximal en continu, - une entrée mode dit FLEX (24) reliées à une porte logique ET (25), dont la sortie est reliée à une porte logique OU (26), recevant, à son autre entrée (27), le signal TLA = MCT, et la sortie de la porte logique OU (26) est reliée à une porte logique ET (28) dont l'autre entrée reçoit le signal correspondant au régime du moteur, et, après confirmation que le moteur a fonctionné à la poussée de décollage pendant un temps déterminé (30), le signal correspondant est fourni à une porte logique OU (31), recevant, à son autre entrée (32), le signal du statut "vol", la sortie de la porte logique (31) étant reliée à un premier calculateur (33), et une porte logique ET (34) reçoit, comme entrées, TLA temps déterminé (38), dont l'autre entrée reçoit le si- gnal de sortie du premier calculateur (33), ce dernier recevant, comme seconde entrée, le signal de sortie cor- respondant à la sélection de la poussée au décollage, fourni également à un second calculateur (40), comme pre- mière entrée, et dont la seconde entrée est reliée à la sortie de la porte logique (37), la sortie (41) du second calculateur (40) correspondant au choix de la poussée d'une phase de vol (R) différente de la phase de décol- lage. 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valeur "vol" est sélectionnée lorsqu'au moins deux sources, parmi les trois sources disponibles suivantes, satisfont aux critères souhaités, lesdites sources étant: - ADC1 Mn (> 0,35) (42), - ADC2 Mn (> 0,35) (43), - FADEC Mn (> 0,35) (44) ET (porte logique 45) FADEC Mn est valide (46).