Brevet FR2954272A1 — publié le 20110624

La présente invention concerne un appareil et un procédé pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion et un train d'atterrissage d'avion avec un agencement de mesure pour détecter l'angle de braquage. Dans sa fonction de base, un train d'atterrissage avant d'avion connu est un amortisseur qui se compose d'un boîtier de train d'atterrissage et d'un tube de poussée monté de manière rotative à l'intérieur de ce dernier. Au niveau de l'extrémité en saillie vers le bas du tube de poussée, on installe au moins une roue avant montée de manière rotative. Pour pouvoir faire tourner le tube de poussée pendant la rétraction et l'extension, on utilise des leviers à genouillère pour fournir un raccordement entre le tube de poussée et un tube de direction rotatif, dans lequel le tube de direction rotatif est monté de manière rotative dans un boîtier de train d'atterrissage. Un moteur d'entraînement génère un mouvement rotatif du tube de direction rotatif, qui est transmis à la roue de l'avion via le tube de poussée. La déviation de braquage courante du train d'atterrissage avant doit être renvoyée au système de l'avion avec une précision supérieure à 1,5°. Une unité de capteur d'angle de braquage connue pour détecter la déviation de braquage courante a d'une part une roue dentée de rétroaction qui est fermement raccordée avec le tube de direction rotatif. D'autre part, on prévoit une roue dentée de réduction qui est couplée avec un capteur de position, en particulier un capteur RVDT ou un potentiomètre, via un arbre. Le rapport d'engrenage de la roue dentée de rétroaction et de la roue dentée de réduction est généralement choisi de sorte que l'angle de rotation du capteur et/ou du potentiomètre est limité à 360° également pour une déviation de braquage maximum du train d'atterrissage. Ceci est nécessaire afin de réaliser une mesure absolue de l'angle de braquage. Un inconvénient de la détection de l'angle de braquage réside dans le couplage mécanique entre le dispositif de mesure et l'objet de mesure, ce qui peut conduire à des phénomènes d'usure massive sur les composants en contact entre eux. Un objet de la présente invention est de proposer à l'homme du métier un appareil amélioré pour déterminer la déviation de braquage courante d'un train d'atterrissage d'avion, dont l'usure des composants est réduite par rapport à la solution connue. Cet objet est résolu par un appareil pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion, en particulier un train d'atterrissage avant, comprenant une échelle de mesure qui peut être montée de manière coaxiale autour d'un composant rotatif pour diriger un train d'atterrissage d'avion et au moins un capteur pour la détection, sans contact, de l'angle de braquage, au moyen de l'échelle de mesure. Les deux composants ont un axe de rotation identique. L'échelle de mesure sert à identifier les valeurs mesurées individuelles ou une séquence de valeurs mesurées individuelles du composant rotatif. Le capteur est agencé à une certaine distance de l'échelle de mesure et détecte les valeurs mesurées illustrées sur l'échelle de mesure, sans contact. En raison du mouvement rotatif coaxial de l'échelle de mesure et du composant du train d'atterrissage d'avion, l'angle de braquage courant du train d'atterrissage d'avion peut être mesuré, sans contact, au moyen du capteur. On peut concevoir que l'échelle de mesure soit de forme annulaire et complètement guidée autour de la circonférence du composant rotatif. Par conséquent, l'appareil fournit une détermination d'angle absolu dans une plage de rotation allant de 0° à 360°. En particulier, de préférence, une détermination d'angle absolu peut être réalisée dans une plage supérieure à 360°. Dans la présente invention, un couplage mécanique entre le capteur et l'objet de mesure est omis, moyennant quoi les phénomènes d'usure à l'intérieur de l'agencement de mesure sont considérablement réduits. La génération de signal de mesure du capteur est de préférence effectuée de manière continue. De préférence, deux capteurs ou plus sont agencés de manière redondante les uns par rapport aux autres. Il est concevable qu'au moins un capteur soit un capteur magnétique. Le principe de mesure est basé sur un principe d'action magnétique entre l'échelle de mesure et le capteur magnétique. En particulier, de préférence, l'utilisation d'un capteur magnétostrictif est appropriée. L'échelle de mesure est de préférence guidée de manière annulaire autour de toute la circonférence du composant rotatif et fixée sur ce dernier. La largeur annulaire est de préférence comprise entre 10 et 50 mm, en particulier de préférence comprise entre 15 et 30 mm. Ce qui est opportun est un agencement espacé du au moins un capteur par rapport à l'échelle de mesure dans une plage comprise entre 0,1 et 5 mm, de manière particulièrement avantageuse dans une plage comprise entre 0,1 et 1,5 mm. Dans un aspect particulièrement préféré de la présente invention, l'échelle de mesure est réalisée avec un matériau d'aimant permanent, par exemple une bande magnétique réalisée avec un matériau d'aimant permanent et comprend une signature magnétique. La bande magnétique supporte la signature magnétique qui est réalisée par l'alignement précis des différents champs magnétiques sur la bande magnétique. Les champs magnétiques individuels sont caractérisés par des longueurs de pôle de l'ordre de 0,1 à 5 mm, qui sont générées en aimantant précisément le matériau d'aimant permanent. Une caractéristique de codage spécial de la signature identifie un angle de braquage de 360°, de sorte qu'une déviation de braquage supérieure à 360° peut être considérée comme étant la valeur absolue. Selon une variante de réalisation, l'échelle de mesure comprend un matériau ferromagnétique et comprend une signature mécanique, en particulier une structure de dents. Il est concevable que l'échelle de mesure comprenne une ou plusieurs pistes. Les pistes peuvent opportunément être combinées à une signature logique de l'échelle de mesure. L'échelle de mesure se compose par conséquent d'une ou de plusieurs pistes s'étendant parallèlement entre elles, qui peuvent être détectées, sans contact, au moyen du capteur, séparément et/ou en parallèle. Il est en outre concevable que le capteur comprenne au moins une tête de lecture par piste. Les configurations concevables de la signature à piste unique ou plusieurs pistes de l'échelle de mesure comprennent de préférence une piste incrémentielle à piste unique, une piste incrémentielle conjointement à au moins une piste de code, une piste incrémentielle conjointement à une piste absolue approximative et la réalisation d'un vernier au moyen de deux pistes ou plus. Dans une autre possibilité de configuration avantageuse, l'appareil de l'invention propose une échelle de mesure passive. L'échelle de mesure est avantageusement de forme annulaire et sensiblement réalisée avec un matériau ferromagnétique. Sur la surface de l'échelle de mesure, on forme une structure mécanique pour mettre en oeuvre la signature/codage mécanique. La configuration de la signature mécanique de l'échelle de mesure peut être réalisée avec une piste unique ou plusieurs pistes. Ce qui est opportun, est une signature hélicoïdale de l'échelle de mesure. (En outre, il est concevable qu'au moins une piste de l'échelle de mesure représente un signal sinusoïdal/cosinusoïdal périodique unique). L'expansion d'une autre piste peut avantageusement servir à augmenter la résolution de mesure. En particulier, de préférence, on prévoit au moins une piste de correction. On peut prévoir que la piste de correction symbolise une valeur mesurée constante. En référence à la valeur mesurée constante, les déviations de valeur et/ou les erreurs de mesure peuvent être détectées et on peut prendre des mesures de compensation de préférence appropriées. Par exemple, au moyen de la piste de correction, on peut détecter et compenser un déplacement axial du composant rotatif. De préférence, les déviations détectées de la valeur mesurée constante de la piste de correction sont utilisées pour la compensation de toutes les autres pistes. Dans un autre aspect avantageux, on prévoit l'utilisation d'une ou de plusieurs roues dentées ferromagnétiques en tant qu'échelle de mesure. Les roues dentées individuelles avec un nombre différent de dents sont fixées au composant rotatif du train d'atterrissage d'avion les uns par rapport aux autres de sorte que l'on obtient un vernier. Les dents correspondent à la structure mécanique et/ou signature mentionnée précédemment. Selon une autre variante de réalisation, au moins un capteur est un capteur de champ magnétique à effet de Hall 15 ou AMR ou un capteur GMR. Il est également concevable que derrière au moins un capteur, on agence un aimant auxiliaire. Lorsque l'on utilise une échelle de mesure passive, un aimant permanent est prévu de manière appropriée à 20 l'intérieur de l'appareil. L'aimant permanent est de préférence positionné derrière le au moins un capteur et aimante l'échelle de mesure passive. Avec l'appareil pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion selon l'invention, on 25 peut obtenir une précision de mesure supérieure à 1,5°. De telles précisions de mesure sont nécessaires en particulier dans la technologie aéronautique. En outre, la détection de l'angle de braquage dans le train d'atterrissage avant d'un avion fournit de manière continue, un signal de mesure pour 30 la déviation de braquage courante du train d'atterrissage à un ordinateur de train d'atterrissage. La présente invention propose en outre un train d'atterrissage d'avion, en particulier un train d'atterrissage avant, dans lequel un couplage mécanique 35 entre le capteur de mesure et l'objet de mesure est omis. Le train d'atterrissage d'avion selon l'invention, en particulier un train d'atterrissage avant, comprend un tube de direction rotatif agencé de manière rotative qui est raccordé directement ou indirectement à la roue du train d'atterrissage. Un mouvement rotatif du tube de direction rotatif effectue une déviation de braquage de la roue du train d'atterrissage. Selon l'invention, on propose un agencement de mesure qui permet une détection, sans contact, de l'angle de braquage de la roue de l'avion. On peut prévoir que l'agencement de mesure comprend une échelle de mesure qui est agencée de manière coaxiale autour du tube de direction rotatif du train d'atterrissage d'avion. L'échelle de mesure s'étend complètement autour de la circonférence du tube de direction rotatif, de sorte que les deux composants ont le même axe de rotation. Un capteur monté à une certaine distance de l'échelle de mesure à l'intérieur du train d'atterrissage d'avion détecte la déviation de braquage de la roue du train d'atterrissage, sans contact, en référence à l'échelle de mesure. En particulier, de préférence, l'agencement de mesure est configuré tel que décrit plus haut. L'échelle de mesure utilisée est de préférence fixée sur le tube de direction rotatif du train d'atterrissage d'avion par liaison et/ou par retrait et/ou vissage et/ou soudage. La présente invention concerne en outre un procédé pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion. Selon le procédé de l'invention, la détection du véritable angle de braquage du train d'atterrissage avant est effectuée sans contact. Un couplage mécanique d'unité de capteur et d'objet de mesure est omis. Il est concevable qu'un signal de mesure généré de manière continue soit transmis de manière permanente à l'ordinateur du train d'atterrissage. Avec le procédé de l'invention, on peut obtenir une résolution de mesure de l'ordre de 1° à 1,5°. De maniere avantageuse, le véritable angle de braquage du train d'atterrissage d'avion est déterminé, sans contact, au moyen d'un procédé de mesure magnétostrictif. Un tel procédé de mesure dépend de l'utilisation de capteurs magnétiques qui fonctionnent sur la base d'un principe d'action magnétique et détectent la déviation de braquage courante du train d'atterrissage d'avion. En particulier, de préférence, le procédé de l'invention utilise un appareil pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion, tel que décrit plus haut. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention seront expliqués de manière détaillée en référence aux modes de réalisation illustrés sur les dessins, dans lesquels : la figure 1 représente un schéma d'une détection d'angle de braquage classique d'un train d'atterrissage avant selon l'art antérieur, la figure 2 représente un schéma de la détection d'angle de braquage, sans contact, d'un train d'atterrissage avant selon l'invention, la figure 3 représente différents exemples de codage pour une échelle de mesure active, la figure 4 représente une signature éventuelle d'une échelle de mesure passive, et la figure 5 représente un schéma d'une correction de piste axiale. La figure 1 représente un schéma d'un train d'atterrissage avant conçu de manière dirigeable qui est monté de manière rigide ou rétractable au niveau de la région de fuselage avant de l'avion. A l'intérieur du train d'atterrissage avant, on intègre une détection d'angle de braquage qui renvoie la déviation de braquage courante de la roue avant, au pilote. La figure 1 représente un train d'atterrissage avant 10 connu selon l'art antérieur, avec une détection d'angle de braquage classique. Le train d'atterrissage avant 10 qui sert d'amortisseur, est formé avec le boîtier de train d'atterrissage 20 et le tube de poussée 30 monté de manière rotative dans le cylindre 25 du boîtier de train d'atterrissage 20. Le boîtier de train d'atterrissage 20 est monté sur l'avion au niveau du point de montage 40. Au niveau de l'extrémité inférieure du tube de poussée 30, la roue de train d'atterrissage 50 est montée de manière rotative autour d'un axe horizontal et l'extrémité opposée est montée de manière longitudinalement mobile dans le cylindre 25 du boîtier de train d'atterrissage 20. Afin de diriger le tube de poussée 30 et la roue de train d'atterrissage 50 pendant la rétraction et l'extension, le tube de poussée 30 est raccordé avec le tube de direction rotatif 70 via le levier à genouillère 60. Le mouvement rotatif du tube de direction rotatif 70 autour d'un axe de rotation vertical est généré au moyen d'un moteur d'entraînement non illustré et transmis au tube de poussée 30 et à la roue de train d'atterrissage 50 via le levier à genouillère 60. La déviation de braquage du train d'atterrissage avant est mesurée au moyen de l'unité de capteur d'angle de braquage. Cette unité comprend la roue dentée de rétroaction 80 agencée de manière rigide et coaxiale au tube de direction rotatif 70, qui est également entraînée en rotation pendant le mouvement de direction. La roue dentée de rétroaction 80 se met en prise dans une roue dentée de réduction 90 adjacente, qui est raccordée avec le capteur de position 100 via un arbre. Cette unité se présentant sous la forme d'un boîtier de transmission 110 est fixée au boîtier de train d'atterrissage depuis l'extérieur. Le train d'atterrissage avant 200 de l'invention est représenté sur la figure 2. Le couplage mécanique entre la roue dentée de rétroaction 80 et la roue dentée de réduction 90 est omis, afin d'éviter les phénomènes d'usure au niveau des composants qui sont en contact entre eux. Au lieu de cela, on réalise une détection, sans contact, des valeurs mesurées selon l'invention. La réalisation selon l'invention, remplace d'une part la transmission 110 et le potentiomètre 100 de la figure 1, par le capteur de champ magnétique 220. A titre de contrepartie, on utilise l'échelle de mesure de forme annulaire 210 au lieu de la roue dentée de rétroaction 80. L'échelle de mesure 210 entoure de manière coaxiale toute la circonférence du tube de direction rotatif 70 et est fixée sur ce dernier par liaison, soudage ou vissage. Le retrait de l'échelle de mesure 210 sur le tube de direction rotatif 70 est concevable à titre de variante. La largeur annulaire de l'échelle de mesure 210 est dans une plage comprise entre 15 et 30 mm. Le capteur magnétique 220 est typiquement fermement monté au niveau du boîtier de train d'atterrissage 20 au moyen d'un raccordement de vis typiquement à une distance de 0,5 à 1,5 mm de l'échelle de mesure 210. Pour des raisons de sécurité, on agence au moins deux capteurs magnétiques 220 de manière redondante l'un par rapport à l'autre, de sorte que l'on peut détecter un comportement défectueux d'un capteur. L'échelle de mesure 210 supporte un codage et/ou signature, qui identifie ou caractérise sans ambiguïté chaque point de la circonférence du tube de direction rotatif 70. Des configurations de l'échelle de mesure 210 avec une signature/codage correspondant, qui permettent une détection de valeur absolue de l'angle de braquage dans la plage de rotation complète allant de 0° à 360°, sont concevables. Un codage spécial fournit de plus la production des valeurs absolues pour l'angle de braquage dans des plages supérieures à 360°. Sur la figure 3, on illustre différents exemples de codage pour une échelle de mesure active 300. L'échelle de mesure active 300 est une bande magnétique de forme annulaire réalisée avec un matériau d'aimant permanent qui comprend une multitude de champs magnétiques pour réaliser un codage et/ou signature. En aimantant précisément le matériau d'aimant permanent de la bande magnétique, on génère des longueurs de pôle de l'ordre de 0,1 à 5 mm. Des capteurs appropriés 220 pour lire l'échelle de mesure active 300 comprennent en particulier des capteurs de champ magnétique à effet Hall ou AMR. Les exemples de codage représentés sur la figure 3 sont réalisés au moyen de l'échelle de mesure active 300 décrite et/ou au moyen de la bande magnétique. La bande magnétique peut avoir une conception à piste unique ou à plusieurs pistes. Les pistes individuelles de la bande magnétique sont détectées et évaluées en parallèle par une ou plusieurs têtes de lecture du capteur 220. L'exemple 3a représente une échelle de mesure 300 qui réalise un vernier pour augmenter la précision de lecture en ce que trois pistes 307, 308, 309 s'étendant parallèlement les unes aux autres, sont agencées les unes au-dessous des autres. Les pistes comprennent des champs magnétiques individuels 301, 302 avec des propriétés de champ différentes et peuvent être détectées et analysées au moyen du capteur 220. L'exemple 3b de l'échelle de mesure 300 se compose d'une piste incrémentielle 303 et d'une piste absolue approximative 304 qui permettent une identification sans ambiguïté de chaque angle de rotation du tube de direction rotatif 70. Les exemples 3c, 3d, combinent chacun une piste incrémentielle avec un certain nombre n de pistes de code 305. L'exemple restant 3e se compose d'une piste à code unique 306 qui est prévue sous la forme d'une piste incrémentielle. Dans la section suivante (voir la figure 4) la réalisation de la détection d'angle de braquage au moyen d'une échelle de mesure passive 400 est expliquée à titre de mode de réalisation en variante. L'échelle de mesure passive 400 a un corps de forme annulaire qui est sensiblement réalisé avec un matériau ferromagnétique. Sur la surface de l'échelle de mesure passive de forme annulaire 400, on prévoit une structure mécanique qui illustre n'importe quel type de signature ou de codage. Pour une mesure d'angle de braquage absolu, l'échelle de mesure passive 400 est configurée avec une signature hélicoïdale au moyen des trois pistes 401, 402, 403. La détermination de l'angle absolu est effectuée avec la piste la plus basse 401, qui illustre un pas de vis sur toute la circonférence du tube de direction rotatif 70. La piste la plus haute 403 représente une échelle de mesure affinée pour augmenter la résolution de l'angle de braquage détecté. La piste centrale 402 sert de piste de correction, afin de compenser les déplacements axiaux du tube de direction rotatif 70. Afin d'aimanter le matériau ferromagnétique, on agence un aimant auxiliaire derrière le capteur 220. Pour balayer le matériau ferromagnétique, des capteurs GMR sont particulièrement utiles. Au moins un capteur 220 balaye de manière synchrone les pistes 401, 402, 403 s'étendant parallèlement entre elles. De manière opportune, une ou plusieurs têtes de lecture indépendantes pour le balayage parallèle des pistes, sont agencées à l'intérieur d'au moins un capteur 220, qui permettent la détection et l'évaluation simultanée des différents signaux de mesure. Les représentations de signaux représentées sur la figure 5 expliquent le principe de la piste de correction 402. En raison des propriétés d'amortissement du train d'atterrissage 200, les déplacements axiaux du tube de direction rotatif 70 et de l'échelle de mesure 400 peuvent produire et conduire à des mesures erronées. La piste de correction 402 illustre un signal de mesure constant qui est présent de manière constante dans la plage complète des angles de braquage. La déviation du signal de mesure détecté 420 provient d'un déplacement axial limité dans le temps de l'échelle de mesure 400 et de la piste de correction 402. Le type et l'étendue de la déviation de signal pointent vers le déplacement axial de l'échelle de mesure 400 et sont utilisés pour compenser les signaux de mesure 410 détectés au niveau des pistes résiduelles 401, 403. Le numéro de référence 411 désigne le signal de mesure compensé de la piste 401. Une autre possibilité est l'utilisation des roues dentées dans un agencement de vernier pour réaliser l'échelle de mesure 210. Chaque roue dentée est représentative d'une piste de l'échelle de mesure 210. Afin de réaliser une pluralité de résolutions de mesure différentes, les profils de piste individuelle sont prévus avec des nombres différents de dents. REVENDICATIONS1. Appareil pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion (200) en particulier du train d'atterrissage avant, comprenant une échelle de mesure {210) qui peut être montée de manière coaxiale autour d'un composant rotatif (70) et au moins un capteur (220) pour la détection, sans contact, de l'angle de braquage, au moyen de l'échelle de mesure. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel au moins un capteur (220) est un capteur magnétique, en particulier un capteur magnétostrictif. 3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'échelle de mesure (210) est réalisée avec un matériau d'aimant permanent et comprend une signature magnétique (300). 4. Appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'échelle de mesure (210) comprend un matériau ferromagnétique et comprend une signature mécanique (400), en particulier une structure de dent. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'échelle de mesure (210) comprend une ou plusieurs pistes. 6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel au moins une piste est conçue comme une piste de correction {402) afin de compenser les déplacements axiaux du composant (70). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel au moins un capteur (220) est un capteur de champ magnétique à effet Hall ou AMR ou un capteur GMR. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel derrière au moins un capteur (220), on agence un aimant auxiliaire. 9. Train d'atterrissage d'avion (200), en particulier un train d'atterrissage avant, comprenant un tube de direction rotatif (70) qui est raccordédirectement/indirectement avec la roue de train d'atterrissage (50), de sorte qu'une déviation de braquage de la roue de train d'atterrissage (50) peut être obtenue en faisant tourner le tube de direction rotatif (70) et un agencement de mesure pour la mesure de l'angle de braquage, sans contact, de la roue de train d'atterrissage (50). 10. Train d'atterrissage d'avion (200) selon la revendication 9, dans lequel l'agencement de mesure comprend une échelle de mesure (210) agencée de manière coaxiale autour du centre de rotation du tube de direction rotatif (70) et au moins un capteur (220) pour la mesure, sans contact, de l'angle de braquage au moyen de l'échelle de mesure (210). 11. Train d'atterrissage d'avion (200) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel l'agencement de mesure correspond à un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8. 12. Train d'atterrissage d'avion (200) selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel l'échelle de mesure (210) est fixée sur le tube de direction rotatif (70) par liaison et/ou retrait et/ou vissage et/ou soudage. 13. Procédé pour détecter l'angle de braquage d'un train d'atterrissage d'avion (200), en particulier un train d'atterrissage avant, dans lequel l'angle de braquage de la roue de train d'atterrissage (50) est détecté, sans contact, au moyen d'un agencement de mesure. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'angle de braquage est déterminé, sans contact, au moyen 30 d'un procédé de mesure magnétostrictif. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, dans lequel le procédé utilise un appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, en tant qu'agencement de mesure.