Brevet FR3010697A1 — publié le 20150320

L'invention concerne un procédé de gestion du freinage d'un aéronef comportant une mesure d'une caractéristique inertielle (accélération, vitesse) directement à proximité des freins ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît des aéronefs munis d'atterrisseurs portant des roues freinées. Le freinage est géré par un calculateur de freinage qui délivre des consignes de freinage à destination d'organes de distribution de puis- sauce (servovalves pour les freins hydrauliques, ondu- leurs commandés ou EMACs pour les freins électromécaniques) qui distribuent une puissance de freinage (pression ou intensité régulées) vers les freins. Les consignes de freinage sont généralement élaborées pour chacune des roues freinées en tenant compte d'un taux de glissement de consigne à appliquer à la roue, qui se calcule en comparant la vitesse longitudinale de l'aéronef à la vitesse périphérique estimée de la roue. Si une différence apparaît, c'est le signe que la roue part au blocage, et qu'il convient de diminuer la consigne de freinage jus- qu'à ce que la roue se remette à tourner suffisamment de sorte que sa vitesse périphérique soit égale à la vitesse longitudinale diminuée de la vitesse de glissement calculée à l'aide du taux de glissement de consigne. La vi- tesse longitudinale de l'aéronef est en général fournie par la centrale inertielle de l'aéronef. OBJET DE L'INVENTION L'objet de l'invention est notamment d'améliorer la gestion du freinage d'un aéronef, et de pouvoir proposer de nouvelles fonctionnalités. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de gestion du freinage d'un aéronef équipé d'atterrisseurs portant des roues freinées, le procédé comportant l'étape de générer des consignes de freinage pour chacune des roues freinées en fonction d'une information de vitesse longitudinale représentative d'un mouvement longitudinal des roues concernées, dans lequel, selon l'invention, on place au bas de l'atterrisseur à proximité des roues freinées un capteur adapté à générer un signal exploitable pour générer l'information de vitesse longitudinale utilisée pour la génération des consignes de freinage. Ainsi, plutôt que d'utiliser une information de vitesse longitudinale générée par la centrale inertielle de l'aéronef, on utilise un signal mesuré au plus près des roues et qui permet d'estimer précisément la vitesse longitudinale au niveau de la roue, qui peut différer transitoirement de la vitesse longitudinale de l'aéronef en raison de la souplesse de l'atterrisseur et de la structure de l'aéronef. Compte tenu du délai de rafraichissement des consignes de freinage (de l'ordre du dixième de seconde), le procédé de l'invention permet de disposer d'une information pertinente de la vitesse lon- gitudinale instantanée de la roue concernée, évitant ain- si de prendre pour un blocage ce qui est seulement un effet de la souplesse de l'atterrisseur et de la structure du fuselage. Le procédé de l'invention permet donc d'améliorer l'efficacité du freinage. En pratique, et selon un mode préféré de mise en oeuvre, le capteur comprend au moins un accéléromètre disposé à proximité des roues, par exemple dans un boîtier électronique fixé en bas de l'atterrisseur, et adapté à mesurer l'accélération longitudinale subie par le bas de l'atterrisseur. Le signal d'accélération est alors filtré puis traité pour en déduire une information de vitesse longitudinale qui est représentative de la véritable vitesse longitudinale des roues freinées portées par cet atterrisseur. La disposition d'un tel capteur à proximité des roues permet de nouvelles fonctionnalités. Par exemple, le signal du capteur peut être utilisé pour estimer l'effort de freinage développé par les freins des roues freinées portées par l'atterrisseur concerné. On peut dès lors mettre en place un contrôle du taux de montée en effort de freinage pour améliorer le confort des passagers, et garantir un niveau maximal d'effort qui permet de dimensionner plus finement les pièces structurales soumises aux effets du freinage (atterrisseurs, attaches de l'atterrisseur, structure de l'aéronef...) En outre, si le capteur comporte un accéléromètre adapté à mesurer des accélérations verticales, le signal correspondant pourra être utilisé pour estimer un effort vertical subi par la partie basse de l'atterrisseur, que l'on nomme également partie suspendue, puisque reliée au reste de l'atterrisseur au moyen d'un amortisseur. Une telle estimation permet de repérer les cas d'atterrissage dur pouvant nécessiter une intervention de maintenance sur l'atterrisseur. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit de modes particuliers de mise en oeuvre non limitatifs de l'invention, en référence aux fi- gures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue schématique d'un aéronef muni d'un atterrisseur portant des roues freinées et muni d'un boîtier électronique équipé d'accéléromètres ; - la figure 2 est une vue schématique du boîtier équipé d'accéléromètre et monté sur le bus de l'atterrisseur ; - la figure 3 est un diagramme montrant la vitesse estimée grâce au signal de l'accéléromètre, et la vitesse au centre de gravité de l'aéronef telle que fournie par la centrale inertielle de l'aéronef ; - la figure 4 est une vue d'une roue dont l'essieu est équipé d'un boîtier renferment un accéléro- mètre. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'invention s'applique à un aéronef équipé d'atterrisseurs 1 qui portent des roues 2 équipées de freins. L'aéronef comporte des organes de distribution de puissance 3 (par exemple des servovalves dans le cas de freins hydrauliques) qui sont commandés électriquement pour fournir aux freins une puissance (par exemple un fluide sous pression régulée) en réponse à une consigne de freinage élaborée par un calculateur de freinage 4 disposé dans la baie avionique de l'aéronef. Pour élaborer la consigne de freinage d'une roue donnée, le calculateur reçoit le signal d'un tachymètre 5 représentatif de la vitesse de rotation de la roue. Grâce à quoi le calculateur estime la vitesse péri- phérique de la roue par la formule v=R x w, où w est la vitesse de rotation estimée à partir du signal du tachymètre 5, et R est le rayon de roulement de la roue. Cette vitesse doit être comparée à une vitesse longitudinale représentative d'une vitesse de déplacement longitudinal de la roue. Pour ce faire, et conformément à l'invention, on équipe l'atterrisseur d'un boîtier électronique 10 comportant un accéléromètre 11 adapté à mesurer une accélération longitudinale du bas de l'atterrisseur. Ici, le boîtier 10 est fixé sur le balan- cier 6 qui porte les essieux 7 recevant les roues de l'atterrisseur. Le boîtier peut être également fixé sur la tige coulissante de l'atterrisseur à l'extrémité de laquelle le balancier est articulé. Pour des atterrisseurs ne portant que deux roues, le boîtier peut être fixé sur la tige coulissante. Il est essentiel que le boîtier soit disposé à proximité des roues, sur une partie non suspendue de l'atterrisseur. Le signal de l'accéléromètre 11 est traité par une unité de traitement 12 (filtrage, conditionnement...) pour générer une information de vitesse longitudinale V du bas de l'atterrisseur, qui est illustrée sur le diagramme de la figure 3. On y voit en trait pointillés l'information de vitesse longitudinale du bas de l'atterrisseur ainsi déterminée, en traits pleins la vi- tesse de l'aéronef telle que fournie par la centrale inertielle et en traits mixtes la vitesse périphérique de la roue. On constate sur la figure les différences de vitesses longitudinales, qui sont attribuables à la souplesse de l'atterrisseur et de la structure de l'aéronef, et qui font que ce qui pourrait être détecté comme un dé- part au blocage n'en est pas un. Par exemple, sur le détail A, on distingue un écart significatif A entre la vitesse périphérique de la roue et la vitesse longitudinale fournie par la centrale inertielle, alors que la diffé- rence 5 entre la vitesse périphérique de la roue et la vitesse longitudinale mesurée localement n'est pas significative. Alors que l'écart A aurait entraîné la détection d'un départ au blocage, la prise en compte de la différence réelle 5 permet d'éviter de telles fausses dé- tections qui entraînent le relâchement de l'effort de freinage. Cette disposition de l'invention permet d'améliorer le contrôle du freinage. Selon un autre aspect de l'invention, le signal de l'accéléromètre 11 est utilisé par le calculateur de freinage 4 pour estimer un effort longitudinal subi par le bas de l'atterrisseur. Cet effort est représentatif, à l'inertie près des masses portées par le bas de l'atterrisseur, de l'effort de freinage généré par les freins des roues portées par l'atterrisseur. L'estimation de l'effort de freinage par le moyen de l'invention per- met de mettre en oeuvre des stratégies de limitation du taux de montée en effort de freinage plus efficace que les stratégies actuellement utilisées, comme la limitation de l'augmentation de pression qui est en général ef- fectuée de façon très conservative compte tenu de la dis- persion des gains des freins. Ces stratégies sont mises en oeuvre pour éviter toute surcharge de la structure de l'aéronef lors de la montée de l'effort de freinage. Elle concerne particulièrement les aéronefs à fuselage longs et relativement souples, comme par exemple l'Airbus A340- 600. L'estimation directe de l'effort de freinage développé par les roues portées par un atterrisseur permet de mettre en oeuvre un contrôle fin, s'accommodant de toutes les dispersions possibles des gains des freins concernés. Selon encore un autre aspect de l'invention, on équipe le boîtier électronique 10 d'un deuxième accéléromètre 13 adapté à mesurer l'accélération verticale subie par le bas de l'atterrisseur. De la même façon, le signal de l'accéléromètre 13 est filtré et traité pour estimer un effort vertical subi par le bas de l'atterrisseur, qui est la partie suspendue de ce dernier. L'information d'effort vertical peut être utilisée pour déclencher des alertes en cas d'atterrissage dur ou en cas roulage hors-piste générant d'importantes secousses susceptibles d'induire une action de maintenance sur l'atterrisseur et les roues associées. L'invention se prête à de nombreuses variantes. On pourra prévoir de mesurer d'autres accélérations, comme une accélération latérale permettant d'estimer les efforts latéraux subis par l'atterrisseur en virage, ou encore de mesure des accélérations angulaires de la partie basse de l'atterrisseur (au moyen de gyromètres par exemple, ou encore d'accéléromètre disposés à l'extrémité d'un balancier d'un atterrisseurs à bogie) permettant d'estimer des taux de vitesse de rotation instantanée su- bie par la partie basse de l'atterrisseur, ou une torsion subie par cette même partie basse. On pourra également spécialiser les signaux en prévoyant autant de capteurs que de roues. Par exemple, comme illustré à la figure 3, pour chaque roue on place un accéléromètre 14 directement dans un boîtier 15 rapporté sur l'extrémité de l'essieu portant ladite roue qui renferme également le tachymètre. On mesure alors au plus près l'accélération longitudinale subie par la roue, de sorte que la vitesse longitudinale estimée à partir de ladite accélération est très proche de la vitesse longitudinale véritable de la roue. Selon un aspect particulier de l'invention, on profite de la présence du capteur en bas de l'atterrisseur pour générer des alertes de maintenance ou pour suivre l'état de santé de l'atterrisseur. En particulier, si le capteur comprend un accéléromètre apte à détecter les atterrissages durs (par exemple quand l'effort vertical estimé à l'aide du deuxième accéléromètre dépasse un seuil déterminé) l'information de l'accéléromètre est exploitée pour générer une alerte qui sera diffusée au pilote et/ou stockée dans un journal de bord. Plus généralement, tout type de surveillance de l'état de santé de l'atterrisseur peut être mis en oeuvre avec les signaux issus du capteur de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé de gestion du freinage d'un aéronef équipé d'atterrisseurs (1) portant des roues freinées (2), le procédé comportant l'étape de générer des consignes de freinage au moyen d'un calculateur (4) de freinage pour chacune des roues freinées en fonction d'une information de vitesse longitudinale représentative d'un mouvement longitudinal des roues concernées, caractérisé en ce que l'on place au bas de l'atterrisseur à proximité des roues freinées un capteur (11 ; 14) adapté à générer un signal exploitable pour générer l'information de vitesse longitudinale utilisée pour la génération des consignes de freinage. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le capteur est monté dans un boîtier (10 ; 15) fixé sur une tige coulissante de l'atterrisseur, un balancier de l'atterrisseur, ou un essieu de l'atterrisseur. 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le boîtier comporte des moyens de filtrage et de conditionnement du signal du capteur. 4. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le capteur comprend un premier accéléromètre apte à mesu- rer une accélération longitudinale subie par le bas de l'atterrisseur. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le calculateur de freinage est adapté à utiliser le signal du premier accéléromètre pour estimer un effort lon- gitudinal subi par le bas de l'atterrisseur. 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le capteur comprend un deuxième accéléromètre apte à mesurer une accélération verticale subie par le bas de l'atterrisseur. 7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le calculateur de freinage est adapté à utiliser le signal du deuxième accéléromètre pour estimer un effort vertical subi par le bas de l'atterrisseur. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le signal du deuxième accéléromètre est exploité pour détecter et signaler des atterrissages durs.