Brevet FR2943316A1 — publié le 20100924

La présente invention concerne un procédé d'uniformisation de la commande de poussée des différents moteurs d'un aéronef, ainsi qu'une manette de commande des gaz d'un moteur d'aéronef apte à la mise en oeuvre de ce procédé. On sait que, dans de nombreux aéronefs, notamment ceux destinés au transport civil, les régimes des moteurs sont commandés individuelle-ment par des manettes de commande des gaz, respectivement associées auxdits moteurs. Ces manettes de commande des gaz, aptes à occuper plusieurs positions, sont actionnées soit manuellement par les pilotes, soit 1 o automatiquement. La position courante de chacune de ces manettes des gaz est détectée par des capteurs de position correspondants. On sait également qu'à chacune desdites manettes de commande des gaz, sont associés des moyens de restitution artificielle permanente d'effort (notamment sous la forme d'une force antagoniste au déplace- 15 ment de la manette correspondante), soit de type mécanique, soit de type électromagnétique à moteur. Cependant, il est fréquent que des écarts de performances apparaissent entre les moyens de restitution artificielle d'effort associés aux différentes manettes des gaz d'un aéronef, quel que soit le type (mécani- 20 que ou électromagnétique) des moyens de restitution utilisés. Ces écarts de performance sont principalement dus à des effets de réglage, d'usure, de vieillissement, de conditions environnementales (telles que la température ou l'humidité), etc ... Ces écarts de performances engendrent généralement des écarts de 25 positionnement des manettes les unes par rapport aux autres lors de leur manipulation par les pilotes de l'aéronef, ce qui se traduit par une dissymétrie de la commande de poussée des moteurs de l'aéronef. En vol de croisière, cette dissymétrie de poussée doit être compensée par les gouvernes de commande de vol, ce qui peut induire des traînées parasites, pénalisantes pour la consommation en carburant de l'aéronef. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient et notamment d'uniformiser la commande de poussée des différents moteurs d'un aéronef. A cette fin, selon l'invention, le procédé pour uniformiser la commande de poussée des turbomoteurs d'un aéronef pourvu d'au moins deux turbomoteurs symétriques par rapport au fuselage, les régimes des- dits turbomoteurs étant commandés individuellement par des manettes de commande des gaz, respectivement associées auxdits turbomoteurs et aptes à occuper plusieurs positions, chacune desdites manettes étant associée à des moyens de restitution artificielle d'effort et à au moins un capteur de position, est remarquable en ce qu'on réalise les étapes suivan- tes : A/ on détermine la position courante de chacune desdites manettes de gaz ; B/ on calcule la moyenne desdites positions courantes ; et C/ pour chacune desdites manettes : i) on compare la position courante correspondante avec ladite moyenne calculée ; ii) lorsque l'écart entre ladite position courante et ladite moyenne est au moins égal à une valeur seuil prédéterminée, on ajuste l'intensité de la restitution artificielle d'effort produite par lesdits moyens de restitution associés à ladite manette en fonction du- dit écart ; et iii) on modifie ladite position courante correspondante, de manière à aligner, au moins approximativement, les positions desdites manettes des gaz. Ainsi, grâce à l'invention, on détecte le non-alignement d'au moins une des manettes sur la position moyenne de l'ensemble des manettes, ce qui traduit une dissymétrie de la commande de poussée des turbomoteurs de l'aéronef. Lors d'une telle détection de non-alignement, on modifie l'intensité de la sensation artificielle d'effort pour faciliter l'alignement de la manette mal positionnée sur la position moyenne déterminée. Ainsi faisant, on supprime la dissymétrie de poussée indésirable en sortie des turbomoteurs de l'aéronef, ce qui améliore le pilotage de celui-ci. Lors de l'étape iii), on peut modifier la position courante correspon- dante soit par une action volontaire des pilotes, soit automatiquement. De préférence, les étapes AI, B/ et C/ peuvent être effectuées de manière répétitive, tant que l'ensemble desdites manettes des gaz n'est pas immobilisé. Avantageusement, on peut émettre une alarme lorsque l'écart entre ladite moyenne calculée et la position courante d'au moins une desdites manettes est au moins égal à ladite valeur seuil prédéterminée. De façon avantageuse, lorsque l'écart entre la position courante d'une des manettes des gaz et ladite moyenne calculée est au moins égal audit seuil prédéterminé, on peut afficher cet écart sur des moyens d'affichage, pour informer les pilotes. Bien entendu, la présente invention concerne, de plus, une manette de commande des gaz d'un turbomoteur d'aéronef, qui est associée à des moyens de restitution artificielle d'effort et à au moins un capteur de position. Selon l'invention, lesdits moyens de restitution artificielle d'effort comportent des moyens d'ajustement de l'intensité de la restitution artificielle d'effort. En outre, lesdits moyens de restitution sont avantageusement électromagnétiques et peuvent comporter au moins un moteur électrique relié à ladite manette de commande des gaz par l'intermédiaire de moyens de liaison, ledit moteur électrique étant avantageusement contrôlé en couple par lesdits moyens d'ajustement. Lorsque ledit aéronef est équipé d'une pluralité de telles manettes de commande des gaz aptes à occuper chacune plusieurs positions, pour chacune desdites manettes de commande des gaz, les moyens d'ajustement correspondants peuvent comporter : des moyens de calcul, aptes à calculer la moyenne des positions courantes de l'ensemble des manettes des gaz ; des moyens de comparaison, aptes à comparer ladite moyenne calculée des positions courantes de l'ensemble des manettes de gaz et la position courante de ladite manette ; des moyens de commande, aptes à déterminer un ordre de commande proportionnel au couple à fournir par ledit moteur électrique associé ; et des moyens d'asservissement, aptes à délivrer un signal électrique pour ajuster le couple dudit moteur électrique. En variante, lorsque ledit turbomoteur associé à la manette de commande des gaz est apte à être contrôlé automatiquement par un pilote automatique embarqué à bord dudit aéronef, ce dernier étant équipé d'une pluralité de telles manettes de commande des gaz aptes à occuper chacune plusieurs positions, pour chacune desdites manettes de commande des gaz, les moyens d'ajustement correspondants peuvent comporter des moyens de calcul, aptes à calculer la moyenne des positions cou- rantes de l'ensemble des manettes des gaz ; des moyens de comparaison, aptes à comparer la position courante de ladite manette, d'une part, avec ladite moyenne calculée des positions courantes, lorsque ledit turbomoteur correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, avec une position souhaitée à atteindre, déterminée par ledit pilote automatique, lorsque ce dernier contrôle ledit turbomoteur correspondant ; des moyens de commande, aptes à déterminer, d'une part, un ordre de commande proportionnel au couple à fournir par ledit moteur électrique, lorsque ledit turbomoteur correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, un ordre de commande du déplacement de la manette à effectuer pour atteindre ladite position souhaitée, lorsque ledit pilote automatique contrôle ledit turbomoteur correspondant ; et des moyens d'asservissement, aptes à délivrer un signal électrique pour, d'une part, ajuster le couple du moteur électrique, lorsque ledit turbomoteur correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, positionner ladite manette dans ladite position souhaitée, lorsque ledit pilote automatique contrôle ledit turbomoteur correspondant. Ainsi, le moteur électrique permet soit de contrôler la restitution ar- tificielle d'effort au niveau de la manette, soit de déplacer cette dernière dans une position souhaitée, sans intervention manuelle des pilotes. Par ailleurs, la présente invention concerne également un aéronef qui comporte au moins une manette de commande des gaz telle que décrite ci-dessus. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 montre schématiquement du dessus un avion quadrimoteur, ainsi que l'ensemble des manettes de commande des gaz associées respectivement à chacun desdits moteurs de l'avion. A des fins de clarté du dessin, cet ensemble de manettes est représenté à l'extérieur dudit avion. La figure 2 est une coupe schématique d'une manette de commande des gaz associée à un des turbomoteurs de l'avion de la figure 1. La figure 3 représente, de façon schématique et agrandie, des moyens mécaniques de restitution artificielle d'effort associés à la manette de commande des gaz de la figure 2. La figure 4 est un agrandissement schématique des moyens élec- tromagnétiques de restitution artificielle d'effort associés à la manette de commande des gaz illustrée en figure 2. Les figures 5 et 6 illustrent, de façon schématique et agrandie, respectivement deux exemples de réalisation des moyens de restitution artificielle d'effort, conformes à la présente invention. ~o La figure 7 est un schéma synoptique des moyens d'ajustement, associés aux moyens de restitution artificielle d'effort des figures 5 et 6, conformes à la présente invention. L'avion AC quadrimoteur, montré schématiquement du dessus sur la figure 1, comporte un fuselage 1 et deux ailes 2, symétriques par rap- 15 port audit fuselage 1 . Sur chacune desdites ailes 2 sont montés deux turbomoteurs 3. Comme cela est illustré schématiquement sur la figure 1, le régime de chaque turbomoteur 3 de l'avion AC peut être commandé par l'intermédiaire d'une manette 4 de commande des gaz spécifique qui peut 20 occuper n'importe quelle position entre une position de régime maximal (représentée en pointillés) et une position de ralenti représentée en trait plein) définissant la plage de manoeuvre de la manette 4. Sur cette figure, les manettes de commande des gaz 4 des turbo-moteurs 3 sont représentées extérieures à l'avion AC, alors qu'elles sont, 25 en réalité, montées à bord du cockpit de ce dernier. De façon usuelle, chaque manette des gaz 4 est associée à un transducteur 5 comportant des capteurs de position S (par exemple potentiométriques ou à effet Hall) aptes à détecter la position angulaire de la manette 4. Le transducteur 5 délivre un signal électrique, représentatif de la position de ladite manette, à un calculateur moteur 7 correspondant, par l'intermédiaire de la liaison 6. Le calculateur moteur 7 envoie alors, par l'intermédiaire de la liaison 8, un ordre de commande du régime du turbo-moteur 3 correspondant. Tel que l'illustre la figure 2, chaque manette des gaz 4 comporte également des moyens 9 de restitution artificielle d'effort qui engendrent, non seulement, une sensation permanente d'effort aux pilotes lors du dé-placement de la manette 4 entre ses deux positions extrêmes, mais qui matérialisent également, par des points durs, les positions caractéristiques de la manette des gaz (telles que le ralenti, le décollage, la montée, etc...) correspondant aux différentes phases de vol de l'avion AC. De façon usuelle, comme le montrent les figures 3 et 4, ces moyens de restitution 9 peuvent être : soit mécaniques (figure 3). Dans ce cas, ils comportent par exemple un premier disque de friction 10, solidaire de ladite manette 4, dont le centre passe par l'axe de rotation 0-0 de celle-ci. Le bord 1 1 de ce premier disque 10 est en contact avec le bord 13 d'un second disque de friction 12, fixe par rapport au transducteur 5 de la manette 4, ce qui produit un fortement lors du déplacement de cette dernière et se traduit par une sensation d'effort pour le pilote. Les moyens mécaniques de restitution 9 peuvent également comporter un ensemble came/galet (non représenté sur la figure 3) apte à matérialiser les points durs desdites positions caractéristiques ; soit électromagnétiques (figure 4). Ils sont alors constitués, par exem- pie, d'un moteur électrique 14 contrôlé en couple, alimenté par un module d'alimentation 15. Ce moteur électrique 14, d'axe rotor X-X, ré-alise, non seulement, la sensation permanente d'effort, mais matérialise également les points durs. Comme le montre la figure 4, il est relié à la manette des gaz 4 par un train d'engrenages 16. Selon l'invention, dans un premier exemple de réalisation illustré sur la figure 5 (sur laquelle les éléments correspondants aux moyens de restitution de la figure 3 portent respectivement la même référence, mais affectée de l'indice a), les moyens mécaniques de restitution 9 de la figure 3 sont remplacés par des moyens électromécaniques de restitution 9a (figure 5) conformes à la présente invention. Ces derniers comportent un premier disque de friction 10a solidaire de ladite manette des gaz 4, dont le centre passe par l'axe de rotation O-O de celle-ci. Le bord 1 1 a de ce premier disque 10a est en contact avec le bord 13a d'un second disque de friction 12a, désormais mobile en rotation autour d'un axe P-P fixe par rapport au transducteur 5, ce qui engendre un frottement lors d'un déplacement de la manette 4. En outre, un moteur électrique 14a, contrôlé en couple par des moyens d'ajustement 17 (décrits en détail ci-après), est relié au second disque de friction 12a par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 18. Les éléments 10a, 12a et 18 forment des moyens de liaison du moteur électrique 14a avec la manette 4. Ce moteur électrique 14a, qui est alimenté par un module d'alimentation 15a, comporte égale-ment un capteur de position de son rotor (non représenté). Par ailleurs, dans un second exemple de réalisation de la présente invention illustré en figure 6, les moyens de restitution 9a associés à chacune des manettes des gaz sont électromagnétiques. Ils sont notamment constitués d'un moteur électrique 14a, contrôlé en couple par des moyens d'ajustement 17, semblable à celui mis en oeuvre dans le premier exemple de réalisation, excepté le fait qu'il est relié directement à la manette des gaz 4 correspondante par un train d'engrenages 16a formant des moyens de liaison, sans mise en oeuvre de disque de friction 10a ou 12a. Comme le montre la figure 7, pour chaque manette 4, ledit moteur électrique 14a contrôlé en couple correspondant est commandé par les moyens d'ajustement 17, conformes à l'invention, qui comportent : des moyens 19 de calcul aptes à déterminer la moyenne arithmétique des positions angulaires courantes de l'ensemble des manettes des gaz 4, à partir d'informations de position 20. Ces moyens de calcul 19 sont aptes à délivrer, en sortie, un signal S1 représentatif de ladite position moyenne déterminée ; des moyens de comparaison 21, qui sont reliés aux moyens de calcul 19, par l'intermédiaire de la liaison L1, et qui sont aptes recevoir des in-formations 22 sur la position courante de la manette des gaz 4. Ces moyens de comparaison 21 sont alors aptes à comparer la position moyenne calculée avec la position courante de ladite manette considérée et à délivrer, en sortie, un signal S2 représentatif de l'écart entre ces deux positions ; des moyens de commande 23, reliés aux moyens de comparaison par l'intermédiaire de la liaison L2. A partir d'informations 24 transmises par le capteur de position associé audit moteur 14a et du signal S2 pro-venant des moyens de comparaison 21, les moyens de commande 23 sont aptes à délivrer, en sortie, un signal S3 représentatif d'un ordre de commande proportionnel au couple à fournir par ledit moteur électrique 14a ; et des moyens d'asservissement 25, reliés aux moyens de commande 23 par l'intermédiaire de la liaison L3. A partir de l'ordre de commande reçu S3, les moyens d'asservissement 25 sont aptes à délivrer, par l'intermédiaire de la liaison L4, un signal électrique analogique S4 pour ajuster le couple du moteur électrique 14a. Ainsi, dans le cas où la position courante d'au moins une manette des gaz 4 diffère de la position moyenne de l'ensemble des manettes 4 d'un écart supérieur audit seuil prédéterminé, le pilote peut corriger le positionnement de cette manette 4 mal positionnée, soit spontanément, soit après avoir été averti par des moyens d'alerte visuels et/ou sonores du mauvais positionnement de ladite manette. Lors de cette correction du positionnement, les moyens d'ajustement 17 associés à cette manette 4 mal positionnée ajustent la sensation d'effort engendrée par les moyens de restitution 9a correspondants. En outre, lorsqu'au moins une desdites manettes des gaz est mal positionnée, on peut également envisager : d'afficher l'écart déterminé par les moyens de comparaison 19 sur des moyens d'affichage (non représentés sur les figures), de manière à in-former les pilote de l'avion ; de désactiver les moyens de restitution artificielle d'effort 9a un délai prédéterminé (par exemple quelques secondes) après l'immobilisation de l'ensemble des manettes ; de repositionner automatiquement la manette 4 mal positionnée grâce au moteur électrique 14a. Dans une variante du second exemple de réalisation, lorsque le régime des turbomoteurs de l'avion AC est contrôlé automatiquement par un pilote automatique embarqué (non représenté), le déplacement de chacune des manettes des gaz 4 pour atteindre une position déterminée par ce pilote automatique est effectué par le moteur électrique 14a apparte- nant aux moyens électromagnétiques de restitution 9a correspondants. En revanche, lorsque le régime des turbomoteurs est commander manuellement par l'équipage, les moyens électromagnétiques de restitution 9a sont mis en oeuvre afin d'engendrer une sensation artificielle d'effort pour le pilote, telle que décrite précédemment. Ainsi, selon ladite variante, lorsque le régime des turbomoteurs 3 est commandé par le pilote automatique, pour chacune desdites manettes 4: les moyens de comparaison 21 des moyens d'ajustement 17 correspondants sont aptes à recevoir des informations 26 (représentées par la flèche en pointillés 26) sur une position souhaitée à atteindre, déterminée par le pilote automatique. A partir de ces informations 26 et des in-formations 22 sur la position courante de la manette 4 considérée, les moyens de comparaison 21 sont aptes à délivrer, en sortie, le signal S2 représentatif de l'écart entre ces deux positions ; à partir du signal S2 et des informations 24, les moyens de commande 23 sont aptes à délivrer, en sortie, le signal S3 représentatif d'un ordre de commande du déplacement de la manette 4 pour atteindre ladite position souhaitée ; et à partir du signal S3, les moyens d'asservissement 25 sont aptes à dé-livrer le signal électrique analogique S4 pour contrôler le moteur électrique 14a des moyens de restitution 9a associés à ladite manette 4. En revanche, lorsque le régime des turbomoteurs est commandé manuellement par les pilotes, le fonctionnement des moyens d'ajustement 17 est identique à celui décrit précédemment en relation avec le premier exemple et le second exemple de réalisation. REVENDICATIONS1. Procédé pour uniformiser la commande de poussée des turbomoteurs (3) d'un aéronef (AC) pourvu d'au moins deux turbomoteurs (3) symétriques par rapport au fuselage (1), les régimes desdits turbomoteurs (3) étant commandés individuellement par des manettes de commande des gaz (4), respectivement associées auxdits turbomoteurs (3) et aptes à occuper plusieurs positions, chacune desdites manettes (4) étant associée à des moyens de restitution artificielle d'effort et à au moins un capteur de position (S), caractérisé en ce qu'on réalise les étapes suivantes : A/ on détermine la position courante de chacune desdites manettes de gaz (4) ; B/ on calcule la moyenne desdites positions courantes ; et C/ pour chacune desdites manettes (4) : i) on compare la position courante correspondante avec ladite moyenne calculée ; ii) lorsque l'écart entre ladite position courante et ladite moyenne est au moins égal à une valeur seuil prédéterminée, on ajuste l'intensité de la restitution artificielle d'effort produite par lesdits moyens de restitution (9a) associés à ladite manette (4) en fonction dudit écart ; et iii) on modifie ladite position courante correspondante, de manière à aligner, au moins approximativement, les positions desdites manettes des gaz (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'étape iii), on modifie la position courante correspondante par une action volontaire des pilotes. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lors de l'étape iii), on modifie automatiquement la position courante correspondante. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les étapes AI, B/ et CI sont effectuées de manière répétitive, tant que l'ensemble desdites manettes des gaz (4) n'est pas immobilisé. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on émet une alarme lorsque l'écart entre ladite 10 moyenne calculée et la position courante d'au moins une desdites manet- tes (4) est au moins égal à ladite valeur seuil prédéterminée. 6. Manette de commande des gaz d'un turbomoteur (3) d'aéronef (AC), ladite manette (4) étant associée à des moyens de restitution artificielle d'effort et à au moins un capteur de position (S), 15 caractérisé en ce que lesdits moyens de restitution artificielle d'effort (9a) comportent des moyens d'ajustement (17) de l'intensité de la restitution artificielle d'effort. 7. Manette de commande des gaz selon la revendication 6, caractérisé en ce que : 20 lesdits moyens de restitution (9a) sont électromagnétiques et compor- tent au moins un moteur électrique (14a) relié à ladite manette de commande des gaz (4) par l'intermédiaire de moyens de liaison (16a ; 10a, 12a, 18) ; et ledit moteur électrique (14a) est contrôlé en couple par lesdits moyens 25 d'ajustement (17). 8. Manette de commande des gaz selon la revendication 7, ledit aéronef (AC) étant équipé d'une pluralité de telles manettes de commande des gaz (4) aptes à occuper chacune plusieurs positions, caractérisé en ce que, pour chacune desdites manettes de commande des gaz (4), les moyens d'ajustement (17) correspondants comportent : des moyens (19) de calcul, aptes à calculer la moyenne des positions courantes de l'ensemble des manettes des gaz (4) ; des moyens de comparaison (21), aptes à comparer ladite moyenne calculée des positions courantes de l'ensemble des manettes de gaz (4) et la position courante de ladite manette (4) ; des moyens de commande (23), aptes à déterminer un ordre de commande (S3) proportionnel au couple à fournir par ledit moteur électrique (14a) associé ; et des moyens d'asservissement (25), aptes à délivrer un signal électrique (S4) pour ajuster le couple dudit moteur électrique (14a). 9. Manette de commande des gaz selon la revendication 7, pour la-quelle ledit turbomoteur (3) correspondant est apte à être contrôlé auto- matiquement par un pilote automatique embarqué à bord dudit aéronef (AC), ce dernier étant équipé d'une pluralité de telles manettes de commande des gaz (4), aptes à occuper chacune plusieurs positions, caractérisé en ce que, pour chacune desdites manettes de commande des gaz (4), les moyens d'ajustement (17) correspondants comportent : û des moyens (19) de calcul, aptes à calculer la moyenne des positions courantes de l'ensemble des manettes des gaz (4) ; des moyens de comparaison (21), aptes à comparer la position courante de ladite manette (4), d'une part, avec ladite moyenne calculée des positions courantes, lorsque ledit turbomoteur (3) correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, avec une position souhaitée à atteindre, déterminée par ledit pilote automatique, lorsque ce dernier contrôle ledit turbomoteur (3) correspondant ; des moyens de commande (23), aptes à déterminer, d'une part, un ordre de commande (S3) proportionnel au couple à fournir par ledit mo- teur électrique (14a), lorsque ledit turbomoteur (3) correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, un ordre de commande (S3) du déplacement de la manette (4) à effectuer pour atteindre ladite position souhaitée, lorsque ledit pilote automatique contrôle ledit turbomoteur (3) correspondant ; et des moyens d'asservissement (25), aptes à délivrer un signal électrique (S4) pour, d'une part, ajuster le couple du moteur électrique (14a), lors-que ledit turbomoteur (3) correspondant est contrôlé manuellement, et, d'autre part, positionner ladite manette (4) dans ladite position souhaitée, lorsque ledit pilote automatique contrôle ledit turbomoteur (3) correspondant. 10. Aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une manette de commande des gaz telle que spécifiée sous l'une des revendications 6 à 9.