Brevet FR3000003A1 — publié le 20140627

L'invention concerne un procédé de gestion du freinage à basse vitesse d'un aéronef permettant d'améliorer le confort des passagers et de limiter l'usure des freins. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La gestion du freinage d'un aéronef lors du roulage au sol à basse vitesse, c'est-à-dire en dehors des phases de décollage et d'atterrissage, doit prendre en compte certaines contraintes, parmi lesquelles le confort des passagers. Pour améliorer le confort des passagers, on cherche à mettre en oeuvre un freinage qui soit à la fois progressif et précis. Un freinage progressif permet d'éviter que les passagers ne ressentent de trop brusques décélé- rations. Un freinage précis à basse vitesse est important pour le confort, car il permet d'éviter que le pilote ne soit tenté d'intervenir de manière répétée sur les pédales, par exemple lorsqu'il manoeuvre l'aéronef en suivant les consigne d'un agent de piste et qu'il est confronté à une poussée moteur résiduelle. L'état de la technique est notamment illustré par le document FR2701006, qui décrit un procédé de pilotage d'un dispositif de freinage électro-hydraulique d'un train de roues d'aéronef. Le procédé consiste, lorsque l'aéronef roule à faible vitesse, à or- ganiser séparément le freinage pour les roues d'un pre- mier et d'un deuxième groupe de roues freinées distinctes, avec une loi de variation de la pression commandée en fonction de l'enfoncement des pédales de frein qui est propre à chaque groupe de roues. Une première loi inter- vient sur toute la plage active d'enfoncement des pédales de frein, tandis qu'une seconde loi n'intervient qu'à partir d'un certain seuil d'enfoncement prédéterminé desdites pédales. On commande donc un nombre de freins croissant en fonction du niveau de freinage commandé, ce qui permet d'assurer un freinage progressif, précis, et donc confortable. Ce procédé présente un certain nombre d'inconvénients. Dans le cas où un frein est indisponi- ble, par exemple lorsque l'un des équipements impliqués dans la commande de ce frein est défaillant, l'efficacité de freinage résultant des freins restants est très nettement diminuée. De plus, dans le cas où un ou plusieurs freins présentent une température ou une usure supérieure à celle des autres freins, le procédé ne permet pas de diminuer cette différence de température ou d'usure. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé semblable à celui décrit plus têt, mais ne présentant pas les in- convénients précités. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de gestion du freinage d'un aéronef comportant une pluralité de roues équipées chacune d'un frein adapté à générer un effort de freinage en réponse à un enfonce- ment de pédales de frein, le procédé de gestion comprenant les étapes de : - répartir les roues équipées d'un frein en au moins deux groupes distincts ; - affecter à chaque groupe de roues des lois res- pectives de variation de l'effort de freinage en fonction de l'enfoncement des pédales de frein. Selon l'invention, le procédé comporte en outre l'étape de modifier la répartition des roues en ré- ponse à la survenue d'un évènement prédéterminé. Ainsi, dans le cas où le frein d'une roue est indisponible, on peut répartir les autres roues de son groupe dans les autres groupes, de manière à conserver une efficacité de freinage satisfaisante. La modification de répartition permet aussi de limiter la sollicitation d'un frein d'une roue, ce qui est intéressant lorsque le frein est indisponible ou bien lorsqu'il présente une température ou une usure élevée par rapport à celle d'autres freins. Dans ce cas, on attribue cette roue à un groupe auquel on affecte une loi qui sollicite le frein le moins possible. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des des- sins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique des roues de deux atterrisseurs principaux d'un aéronef dans lequel est mis en oeuvre le procédé de gestion du freinage de l'invention ; - la figure 2 illustre trois lois différentes de variation de pression commandée en fonction de l'enfoncement des pédales de frein, les lois étant affectées à des groupes de roues dans lesquels sont réparties les roues de l'aéronef. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, le procédé de gestion du freinage de l'invention est ici mis en oeuvre dans un aéronef comportant un train de douze roues portées par deux atterrisseurs principaux 1, 2. Les roues du premier atterrisseur principal 1 sont référencées R1, R2, R5, R6, R9, R10 et celles du deuxième atterrisseur principal 2 sont référencées R3, R4, R7, R8, R11, R12. Chaque roue R1, ..., R12 est équipée d'un frein F1,..., F12 électro-hydraulique qui est actionné par une servovalve hydraulique associée Si, ..., S12. Chaque servo- valve est alimentée en fluide par un circuit hydraulique 3 et est commandée électriquement par des moyens de commande 4. La commande des servovalves est effectuée en fonction de l'enfoncement de pédales 5 de freins (ici au nombre de deux). Pour cela, les pédales 5 de freins sont chacune associées à un capteur d'enfoncement 6, qui transforme l'angle d'inclinaison de la pédale 5, c'est-à-dire le niveau d'enfoncement de celle-ci, en un signal électrique représentatif de cet enfoncement. Les moyens de commande 4, qui sont connectés électriquement aux cap- teurs d'enfoncement 6, sont adaptés à interpréter les signaux électriques fournis par les capteurs d'enfoncement 6, et à commander les servovalves Si, ..., S12 en fonction des angles d'inclinaison des pédales. Ainsi, la pression commandée et donc l'effort de freinage généré par les freins sont fonction de l'enfoncement des pédales de frein. Lorsque l'aéronef roule à basse vitesse, c'est à dire en dessous d'un seuil de vitesse prédéterminé (par exemple 70 ou 80 km/h), les moyens de commande 4 activent le procédé de gestion du freinage de l'aéronef, qui comprend les étapes de : -répartir les roues des atterrisseurs 1, 2 en trois groupes distincts pour chaque atterrisseur 1, 2, les groupes étant référencés ici Gl, G2, G3 pour le pre- mier atterrisseur 1, et G'1, G'2, G'3 pour le deuxième atterrisseur 2, -affecter à chaque groupe de roues des lois Li, L2, L2 respectives de variation de l'effort de freinage en fonction de l'enfoncement des pédales de frein. Ainsi, à un moment d'initialisation MO, qui correspond par exemple à une mise sous tension des moyens de commande 4 lors de laquelle les freins des roues sont dans un état nominal, c'est-à-dire lorsque les freins sont fonctionnels et présentent des températures et usu- res relativement proches, les roues de chaque atterrisseur sont réparties dans les groupes selon la répartition suivante : - le groupe G1 du premier atterrisseur contient les roues R1, R6, le groupe G2 les roues R2, R5, le groupe G3 les roues R9, R10 ; - le groupe G1' du deuxième atterrisseur contient les roues R3, R8, le groupe G2' les roues R4, R7, le groupe G3' les roues R11, R12. Au moment MO, la loi Li est affectée aux groupes Gl, G1', la loi L2 au groupes G2, G2', la loi L3 aux groupes G3, G3'. On note que pour homogénéiser le freinage, il est intéressant d'affecter les roues centrales R5, R6, et R7, R8 des atterrisseurs 1, 2 à des groupes distincts. En ef- fet, les roues centrales sont souvent moins chargées que les roues avant et arrière, et donc sont susceptible de déraper à des niveaux d'effort de freinage commandés plus bas. On note aussi que les groupes définissent une ré- partition symétrique au regard d'un plan longitudinal médian de l'aéronef et au regard d'un axe de chaque atterrisseur (chaque groupe de roue produit une traînée symétrique par rapport à ce plan et à cet axe), ce qui est favorable au maintien d'une bonne dirigeabilité et à une réduction des efforts de torsion appliqués aux atterrisseurs. On note enfin que, bien que semblables, les lois Li L2, L3, sont appliquées aux groupes Gl, G2, G3 et G'1, G'2, G'3 des deux atterrisseurs 1, 2 de manière indépen- dante. On s'attachera donc uniquement, dans la suite de cette description, à la mise en oeuvre du procédé de gestion du freinage de l'invention sur les roues R1, R2, R5, R6, R9, R10 du premier atterrisseur 1 et aux groupes G1 , G2, G3 auxquels elles sont affectées, l'ensemble de ce qui suit pouvant être appliqué de manière identique aux roues du deuxième atterrisseur 2 et aux groupes G'1, G'2, G'3 auxquels elles sont affectées. Les lois Li, L2, L3, visibles à la figure 2, sont des fonctions Fi, F2, F3 continûment croissantes, qui dé- finissent des pressions commandées, et donc des efforts de freinage à partir de seuils minimums distincts El, E2, E3 d'enfoncement des pédales, El étant inférieur à E2 qui est lui-même inférieur à E3. Un effort de freinage est donc généré à partir du moment où les pédales de freins sont enfoncées d'un enfoncement supérieur ou égal au seuil de la loi affectée. Le seuil El est relativement faible mais non nul, par exemple de l'ordre de 15%. La fonction Fi demeure supérieure à la fonction F2 qui elle- même demeure supérieure à la fonction F3 jusqu'à ce que les trois fonctions se rejoignent en un point P, à partir duquel les fonctions demeurent égales jusqu'à un point F correspondant à un enfoncement Em maximal des pédales. L'utilisation, pour réaliser un freinage à basse vitesse, d'un nombre de freins croissant en fonction de l'enfoncement des pédales (quatre jusqu'à E2, puis huit jusqu'à E3, et douze ensuite) permet d'assurer un freinage progressif, précis, et donc confortable. Les freins commandés selon les lois Li et L2, soit quatre freins sur six, doivent générer un effort de freinage égal à l'effort qui serait normalement généré par six freins. Ainsi, chacun de ces freins génère un effort de freinage relativement important lorsqu'il est utilisé. On prévoit d'alterner automatiquement l'affectation des lois aux groupes à chaque interruption de freinage, c'est-à-dire chaque fois que les pédales sont relâchées à partir d'un enfoncement inférieur à une valeur basse prédéterminée, de manière à ce que chaque groupe de freins soit commandé successivement selon une loi différente. Ceci permet d'homogénéiser l'usure et la température des freins. Le procédé de gestion de l'invention comporte en outre l'étape de modifier la répartition des roues en réponse à la détection, sur une ou plusieurs roues dites roues singulières : - de l'indisponibilité du frein ; - d'une température élevée du frein par rapport aux températures d'autres freins ; - d'une usure élevée du frein par rapport aux usures d'autres freins. En cas d'indisponibilité d'un frein d'une roue singulière d'un certain groupe, due par exemple à un dysfonctionnement de la servovalve associée au frein ou d'un problème dans le circuit hydraulique, on place l'autre roue du même groupe dans l'un des autres groupes res- tants, et on affecte les lois Li et L2 aux groupes res- tants. La loi L3 n'est alors plus utilisée. Par exemple, lorsque survient une indisponibilité du frein F6 de la roue R6, on place la roue R1 dans le groupe G2, et on af- fecte la loi Li au groupe G2 et la loi L2 au groupe G3. On alterne ensuite automatiquement l'affectation des lois Li, L2 aux groupes G2 et G3 à chaque interruption de freinage. Le freinage est alors un peu moins précis et pro- gressif que lorsque tous les freins étaient disponibles, mais tout aussi efficace pour des enfoncements de pédales inférieurs à E2. Le freinage est un peu moins efficace pour des enfoncements de pédales supérieurs à E2, car cinq freins sur six fonctionnent alors que les six freins fonctionnaient dans cette zone d'enfoncement avant la survenue de l'indisponibilité du frein F6. En cas d'indisponibilité de deux freins de deux roues singulières de groupes différents, on modifie la répartition des roues en plaçant les deux roues singuliè- res dont les freins sont indisponibles dans un même groupe auquel on affecte la loi L3, et en plaçant les roues restantes dans deux groupes auxquels on affecte les lois Li et L2. Par exemple, lorsque survient une indisponibilité des freins Fi, F10 des roues R1 et R10, on conserve le groupe G2, on forme le groupe G1 avec les roues R6 et R9 et le groupe G3 avec les roues R1 et R10. On alterne ensuite l'affectation des lois Li et L2 entre les groupes G1 et G2, et on utilise toujours la loi L3 pour le groupe G3. Le freinage est donc aussi efficace pour des enfoncements de pédales inférieurs à E2, et l'effort de freinage résultant est égal aux deux-tiers de l'effort de freinage nominal pour des enfoncements supérieurs à E2. Dans le cas où l'on détecte que les freins de deux roues singulières ont une température ou une usure élevée par rapport à celles d'autres freins, on répartit et on affecte les lois aux roues de la même manière que dans le cas précédent. Lorsque les freins des roues R1 et R10 ont une température ou une usure trop importante, on forme le groupe G1 avec les roues R6 et R9, le groupe G2 avec les roues R2 et R5, et le groupe G3 avec les roues R1 et R10. On alterne ensuite l'affectation des lois Li et L2 entre les groupes G1 et G2, et on utilise toujours la loi L3 pour le groupe G3. Ainsi, comme les freins des roues du groupe G3 sont moins utilisés que les autres (ils ne sont sollicités que pour des enfoncements supérieurs à E2), la différence de température ou d'usure entre ces freins et les autres freins va s'amenuiser. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisa- tion particulier qui vient d'être décrit, mais, bien au contraire, couvre toute variante entrant dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Bien que l'on ait illustré l'invention en utilisant des roues munies de freins électro-hydrauliques, il est bien sûr possible d'appliquer l'invention à des freins électromécaniques. Les lois Li, L2 et L3 utilisées seront alors bien sûr adaptées, mais elles définissent toujours des variations d'effort de freinage continument croissantes en réponse à un enfoncement de pédales de frein, et des seuils minimums différents d'enfoncement des pédales de frein à partir desquels un effort de freinage est généré. Bien que l'on ait utilisé un train de roues com- prenant douze roues montées sur deux atterrisseurs prin- cipaux et réparties en trois groupes, le procédé de ges- tion du freinage de l'invention peut être mis en oeuvre sur un aéronef comportant un nombre de roues différent réparties dans un nombre de groupes différent. Bien que l'on ait proposé une certaine réparti- tion initiale de roues en groupes, cette répartition ini- tiale aurait bien sûr pu être différente. Pour le premier atterrisseur, un premier groupe aurait ainsi pu être composé des roues R1, R5, R9, et un deuxième groupe des roues R2, R6, R10. On aurait aussi pu former des groupes avec des roues d'atterrisseurs différents. Un premier groupe aurait ainsi pu être composé des roues R1, R2, R7, R8, et un deuxième groupe des roues R3, R4, R5, R6. Les lois Li, L2, L3 ne sont fournies qu'à titre d'illustration, et peuvent bien sûr être définies diffé- remment (le document FR2701006, notamment, présente des lois différentes). On pourrait aussi prévoir de modifier la ré- partition des roues de façon différente, par exemple en attribuant à un même groupe une roue dont le frein est indisponible et une roue dont le frein a une température trop élevée. De même, on pourrait prévoir de modifier la ré- partition en réponse à la survenue d'évènements différents, par exemple la détection d'une pression élevée ou d'une température élevée d'un pneumatique d'une roue par rapport aux pressions ou températures d'autres roues. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du freinage d'un aéronef comportant une pluralité de roues (R1, ..., R12) équipées chacune d'un frein (F1, ..., F12) adapté à générer un ef- fort de freinage en réponse à un enfoncement de pédales (5) de frein, le procédé de gestion comprenant les étapes de : - répartir les roues équipées d'un frein en au moins deux groupes distincts (G1, G2, G3, G'1, G'2, G'3) ; - affecter à chaque groupe de roues des lois (L1, L2, L3) respectives de variation de l'effort de freinage en fonction de l'enfoncement des pédales de frein ; caractérisé en ce que le procédé comporte en outre l'étape de modifier la répartition des roues en réponse à la survenue d'un évènement prédéterminé. 2. Procédé de gestion du freinage selon la reven- dication 1, dans lequel chaque loi (L1, L2, L3) définit un seuil minimum (El, E2, E3) différent d'enfoncement des pédales de frein à partir duquel un effort de freinage est généré. 3. Procédé de gestion du freinage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape de modi- fication de la répartition est mise en oeuvre en réponse à la détection sur au moins une roue dite roue singulière : - de l'indisponibilité du frein, ou - d'une température du frein élevée par rapport aux températures d'autres freins, ou - d'une usure du frein élevée par rapport aux usures d'autres freins, ou - d'une température d'un pneumatique élevée par rapport aux températures d'autres pneumatiques, ou - d'une pression du pneumatique élevée par rap-port aux pressions d'autres pneumatiques. 4. Procédé de gestion du freinage selon la revendication 3, dans lequel une roue d'un groupe comportant une roue singulière dont le frein est indisponible est affectée à l'un des autres groupes. 5. Procédé de gestion du freinage selon les revendications 2 et 3, dans lequel la roue singulière est attribuée à un groupe auquel est affectée la loi qui définit le seuil minimum d'enfoncement le plus élevé.