Brevet FR3014412A1 — publié le 20150612

L'invention concerne un dispositif pour l'ajustement de volets de surfaces portantes d'aéronefs, en particuliers d'avions, où le dispositif présente des entraînements de volet pour l'ajustement des volets, ainsi qu'au moins un arbre d'entraînement relié de telle sorte aux entraînements de volet que ceux-ci sont entraînés par l'arbre d'entraînement. De tels dispositifs sont connus, par exemple, par le document EP 1 547 917 Al et représentés à titre 10 d'exemple sur la figure 1. La référence numérique 10 désigne deux volets intérieurs, c'est-à-dire disposés vers le fuselage de l'avion non représenté ici, d'un système hypersustentateur des ailes de l'avion, et la référence 15 numérique 20 désigne des volets de ce système hypersustentateur, décalés par rapport à cela vers l'extérieur. Chacun des volets 10, 20, dans l'exemple représenté ici, est pourvu de respectivement deux entraînements de 20 volet 40 ou est en liaison avec ceux-ci. Les entraînements de volet 40 ont pour but de transformer un mouvement de rotation d'un arbre d'entraînement 30 en un mouvement de translation des volets 10, 20. L'entraînement pour l'ajustement des volets 10, 20 25 a lieu à l'aide d'un entraînement central 100 qui, comme on le voit sur la figure 2, alimente les deux ailes. Par cet entraînement central 100, les arbres d'entraînement 30 sont entraînés, qui sont en liaison, quant à eux, avec les entraînements de volet 40 de sorte que ceux-ci sont 30 déplaçables. Entre les arbres d'entraînement 30 qui, selon l'exemple de réalisation représenté ici, sont reliés avec les entraînements 40 des volets intérieurs, et les autres arbres d'entraînement 30' se trouvent respectivement des 35 engrenages différentiels 112 qui sont réalisés chacun avec un entraînement secondaire 110. Alors que le nombre de tours des arbres d'entraînement 30 est déterminé par un nombre de tours prédéterminé de l'entraînement central 100, le nombre de tours des arbres d'entraînement 30' est déterminé par le nombre de tours de l'entraînement central 100 et par le nombre de tours de l'entraînement secondaire 110 relié avec l'engrenage différentiel. Par ce mode de réalisation peuvent être réalisées des positions de volet différentes selon le 10 fonctionnement de l'entraînement central 100 et des entraînements secondaires 110. Ce système connu fonctionne donc avec un entraînement central et d'autres unités d'entraînement, c'est-à-dire des entraînements secondaires disposés entre 15 les volets intérieurs et les volets extérieurs. Dans des systèmes hypersustentateurs modernes pour des aéronefs civils et militaires, on utilise donc une unité d'entraînement centrale, disposée dans le fuselage de l'aéronef qui transmet par une ligne d'arbres la 20 rotation aux différents entraînements de volet, c'est-à-dire actionneurs. Comme déjà exposé, le mouvement de rotation y est converti en un mouvement de translation, moyennant quoi les volets peuvent être déplacés par exemple vers l'extérieur ou vers l'intérieur. S'il y a 25 une défaillance d'un entraînement de volet respectivement actionneur, l'ensemble du système hypersustentateur est arrêté. Les systèmes hypersustentateurs sont destinés essentiellement à augmenter la sustentation dans les 30 phases de vol lentes, c'est-à-dire lors du décollage et lors de l'atterrissage. La sortie des volets des bords d'attaque et des bords de fuite de l'aile entraîne une plus forte sustentation et résistance de sorte que des vitesses de vol relativement réduites peuvent également 35 être réalisées. Par le système selon la figure 1, connu par l'art antérieur, une architecture de système fiable peut certes être réalisée, dans laquelle à la fois un mouvement synchrone des volets d'une aile et aussi des mouvements différents des volets d'une aile sont possibles. Cependant, un inconvénient de ce dispositif réside en ce qu'ils sont d'une construction relativement complexe entraînant un poids relativement élevé et des coûts de fabrication élevés. La fonction d'hypersustentation réalisée par les systèmes d'hypersustentation décrits ci-avant est également appelée commande de vol secondaire. Dans des commandes de vol classiques, telles que décrites ci-avant, une seule fonction des dispositifs respectifs d'ajustement des volets des ailes est réalisée, à savoir la fonction hypersustentation. A côté de cette fonction, un nombre d'autres composants doivent remplir d'autres fonctions. En prévoyant les composants respectifs associés aux différentes fonctions, non seulement la conception de l'ensemble de l'avion est réalisée de façon complexe. Mais chaque composant a un poids propre qui contribue avec l'ensemble des composants à une augmentation notable du poids total de l'avion. Le but de la présente invention est de perfectionner un dispositif du type indiqué au début pour que celui-ci présente une construction moins complexe, d'une part, et puisse prendre en charge plusieurs fonctions, d'autre part. Ce but est atteint avec un dispositif d'ajustement de volets de surfaces portantes d'aéronefs, avec des entraînements de volet pour l'ajustement des volets ainsi qu'au moins un arbre d'entraînement relié de telle sorte aux entraînements de volet que ceux-ci peuvent être entraînés par l' arbre d' entraînement, une unité d'entraînement pour l'entraînement de l'arbre d'entraînement ou des arbres d'entraînement étant prévue dans chacune des surfaces portantes, et un frein central agissant sur le ou les arbres d'entraînement étant disposé entre les surfaces portantes. Selon la présente invention, on renonce à un entraînement central tel que celui-ci qui est représenté sur la figure 1 avec la référence numérique 100 et qui est disposé habituellement dans le fuselage de l'avion. A la place de cet entraînement, il est prévu un frein central. Les sources d'entraînement pour l'ajustement des volets des ailes sont disposés chacun dans les ailes et non pas de manière centrale. Ainsi, pour l'ajustement des volets, on utilise uniquement les unités d'entraînement centrales. Il est particulièrement avantageux que le système de volets d'atterrissage puisse prendre en charge, avec un effort minimal du système, un nombre de tâches multifonctionnelles. En dehors de la commande de vol secondaire décrite au début, à savoir la génération d'hypersustentation, une partie de la commande de vol primaire, à savoir la fonction des ailerons pour la commande de roulis peut également être prise en charge au moyen du dispositif de l'invention. En outre, une amélioration des performances de l'avion par une cambrure variable peut être obtenue. Enfin, une réduction de la charge des ailes peut être obtenue par un actionnement différentiel des volets d'atterrissage. Ainsi, quatre fonctions de base différentes peuvent être réalisées par le dispositif de l'invention. En raison de la prise en charge de ces fonctions supplémentaires, on obtient un avantage de coûts et de poids par le seul fait que les composants prévus jusqu'à maintenant pour ces fonctions supplémentaires, par exemple pour la commande de vol primaire, peuvent être omis. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, au moins deux volets peuvent être prévus dans chaque surface portante, dont respectivement un est disposé à l'intérieur et respectivement un à l'extérieur par rapport à celui-ci, où une première ligne de l'arbre d'entraînement est associée au volet intérieur et une deuxième ligne de l'arbre d'entraînement au volet extérieur par rapport à celui-ci, et où l'unité d'entraînement respectif est disposée entre la première et la deuxième ligne de l'arbre d'entraînement. Le terme 5 unité d'entraînement est à prendre ici dans un sens large et ne comprend pas seulement le moyen d'entraînement proprement dit, en particulier au moins un moteur électrique ou hydraulique, mais aussi des éléments comme par exemple un engrenage différentiel qui est relié avec 10 les deux lignes d'arbres. L'unité d'entraînement peut présenter au moins un engrenage différentiel. Selon la position de l'engrenage différentiel, il est possible que les lignes de l'arbre d'entraînement des différents volets soient actionnées de 15 manière synchrone de sorte que les volets intérieurs et extérieurs sont ajustés de la même façon. De même, il est possible de prévoir un ajustement différent des volets intérieurs et des volets extérieurs par rapport à ceux-ci. 20 Dans le but de l'entraînement des volets intérieurs et des volets extérieurs par rapport à ceux-ci, au moins un verrouillage central peut être disposé dans l'engrenage différentiel. Lorsque le verrouillage central est activé, il y a un déplacement simultané et uniforme 25 du volet intérieur de l'aile et du volet extérieur par rapport à celui-ci. De même, il est avantageux de prévoir dans chaque surface portante, en plus du frein central, un frein supplémentaire qui est disposé de façon que, lorsque le 30 frein est activé, l'ajustement d'un volet est empêché. Ainsi, par exemple, le volet extérieur ou encore le volet intérieur peut être bloqué par un frein, afin que seulement le volet non bloqué est ajusté par l'unité d'entraînement décentrée. 35 En outre, un accouplement peut être prévu qui est disposé de façon que, selon l'état de commutation de l'accouplement, une liaison d'entraînement entre l'unité d'entraînement et/ou les entraînements de volet ou entre l'unité d' entraînement et l' arbre d' entraînement respectif soit établie ou supprimée. Ainsi, par exemple, la liaison entre l'engrenage différentiel et une ligne d'entraînement peut être supprimée par actionnement d'un accouplage de sorte que lors du fonctionnement de l'unité d'entraînement, le volet découplé n'est pas déplacé et uniquement l'autre volet est déplacé. Selon un autre développement préféré de l'invention, il est prévu que les unités d'entraînement sont disposées dans une ligne d'entraînement commune de sorte que, en cas de défaillance d'une unité d'entraînement, l'ajustement des volets puisse être assuré par l'autre unité d'entraînement. De cette manière, le système complet peut être positionné par l'unité d'entraînement restante, ce dont il résulte une disponibilité accrue du système complet. Selon un autre développement de l'invention, il est prévu que les volets sont des parties constitutives d'un système hypersustentateur d'un avion ou d'une aile d'avion. Selon la présente solution de l'invention, les volets ne prennent pas seulement en charge cette fonction d'hypersustentation mais ils peuvent également prendre en charge les autres fonctions énoncées plus haut, par exemple la fonction de roulis de la commande de vol primaire. Enfin, la présente invention concerne un aéronef, en particulier un avion comprenant au moins un dispositif pour l'ajustement de volets sur des surfaces portantes de l'aéronef, le dispositif étant réalisé comme décrit plus haut. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention sont décrits à l'aide du mode de réalisation représenté aux dessins, sur lesquels : - La figure 1 est une vue schématique d'un dispositif pour l'ajustement de volets selon l'état de la technique et - La figure 2 est une vue schématique d'un dispositif pour l'ajustement de volets selon un mode de réalisation de l'invention. Sur les figures 1 et 2, des éléments identiques ou 5 ayant une fonction identique sont représentés avec la même référence numérique. L'exemple de réalisation selon la figure 2 montre un dispositif pour l'ajustement de volets intérieurs 10 et de volets extérieurs 20 de deux ailes d'un avion, où 10 les volets 10, 20 sont déplaçables chacun par des entraînements de volet 40. Ces entraînements de volet 40 sont reliés à des arbres d'entraînement 30, 30'. Lorsque les arbres d'entraînement 30, 30' sont entraînés en rotation, ceci conduit à une transformation du mouvement 15 de rotation dans les entraînements de volet 40 en un mouvement de translation. Ce mouvement de translation conduit à un ajustement des volets 10, 20. Comme cela ressort de la figure 1, les deux volets intérieurs 10 des deux ailes ou respectivement leurs 20 entraînements de volet 40 sont reliés les uns aux autres par une ligne d'entraînement. Sur la figure 2, cette ligne d'arbres est référencée 50. Aux régions d'extrémité de la ligne d'arbres mécanique 50 sont disposés des engrenages différentiels 112 qui sont reliés, quant à 25 eux, avec des lignes d'arbres 50' pour l'entraînement des volets extérieurs. Les engrenages différentiels 112 se trouvent ainsi entre les lignes d'entraînement 50, 50'. Comme cela ressort clairement de la figure 2, un frein central 60 est disposé de manière centrale dans la 30 ligne d'arbres 50. Dans la région des lignes d'arbres 50', des freins supplémentaires 62 et 64 sont disposés dans chaque surface portante. La disposition selon l'invention permet de réaliser différentes fonctions d'avion. 35 D'une part, la fonction de roulis peut être réalisée par les deux volets extérieurs 20. A cette fin, le frein central 60 est fermé, de sorte que la ligne d'arbres centrale 50 est immobilisée. Par contre, les freins 62 et 64 sont ouverts de sorte que les volets 20 peuvent être actionnés par les unités d'entraînement 110 et 112. Dans ce cas, les volets 20 sont actionnés à l'aide des engrenages différentiels des unités d'entraînement décentrées 110, 112 de façon que les volets actionnés se déplacent dans des directions opposées. Les deux volets intérieurs 10 sont maintenus immobiles par le frein central 60. Avec cette même disposition, on peut également réaliser la fonction d'hypersustentation. Par cela, les volets intérieurs 10 et les volets extérieurs 20 sont déplacés de manière séquentielle et dans la même direction, c'est-à-dire, d'abord, la paire de volets intérieurs 10 est mise dans la position d'atterrissage demandée par le pilote et ensuite la paire de volets extérieurs. Cet ordre est nécessaire afin qu'il ne se présente pas un état incertain, causé par les engrenages différentiels situés dans les unités d'entraînement 110, 112, entre la paire de volets intérieurs 10 et la paire de volets extérieurs 20. Pour la manoeuvre de l'avion, il n'y a pas de désavantage, puisque les vitesses de déplacement des volets 10 et 20 peuvent être choisies en conséquence. Pour la réalisation de la fonction d'hypersustentation, les deux séquences qui se suivent rapidement, sont mises en oeuvre de la manière suivante. Pendant la première séquence, pendant laquelle les volets intérieurs 10 sont déplacés, le frein central 60 est ouvert alors que les freins supplémentaires 62 et 64 sont fermés, de sorte que pendant la première séquence, les volets extérieurs 20 ne sont pas déplacés. Pendant la seconde séquence qui suit immédiatement, le frein central 60 est fermé alors que les freins supplémentaires 62 et 64 sont ouverts, de sorte que les volets extérieurs 20 sont déplacés à l'aide des unités d'entraînement 110, 112. Avec la disposition de l'invention selon la figure 2, on peut réaliser en outre la fonction d'une cambrure variable pour l'augmentation de la performance de l'avion et la fonction de l'ajustement différentiel des volets d'atterrissage pour la réduction de la charge des ailes. La commande des volets est effectuée de manière proche de celle décrite ci-avant. Selon la tâche, les angles des volets déplacés et les vitesses de déplacement sont à déterminer plus petits. Avec l'architecture de système selon l'invention, on obtient une amélioration de la fiabilité avec une modification du système qui conduit à une réduction du poids et aussi à une réduction des coûts. Le remplacement de l'unité d'entraînement centrale existant selon l'état de la technique (voir l'unité d'entraînement centrale 100 sur la figure 1) par un frein central 60 constitue une simplification essentielle du système. Les unités d'entraînement 110, 112 sont réalisées de manière connue selon les exigences de performance de la commande de roulis et de la fonction d'hypersustentation. Il peut être nécessaire que deux moteurs indépendants doivent être prévus afin de garantir une sécurité de fonctionnement adéquate. REVENDICATIONS1. Dispositif d'ajustement de volets (10, 20) de 5 surfaces portantes d'aéronefs, avec des entraînements de volet (40) pour l'ajustement des volets ainsi qu'au moins un arbre d'entraînement (30) relié de telle sorte aux entraînements de volet (40) que ceux-ci peuvent être entraînés par l'arbre d'entraînement (30), une unité 10 d'entraînement (110, 112) pour l'entraînement de l'arbre d'entraînement ou des arbres d'entraînement étant prévue dans chacune des surfaces portantes, caractérisé en ce qu'un frein central (60) agissant sur le ou les arbres d'entraînement (30) est disposé entre les surfaces 15 portantes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est utilisable pour la commande de vol secondaire et pour la commande de vol primaire. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, 20 caractérisé en ce qu'au moins deux volets (10, 20) sont prévus dans chaque surface portante, dont respectivement un (10) est disposé à l'intérieur et respectivement un (20) à l'extérieur par rapport à celui-ci, où est associé au volet intérieur (10) une première ligne de l'arbre 25 d'entraînement et au volet extérieur (20) par rapport à celui-ci une deuxième ligne de l'arbre d'entraînement, et où l'unité d'entraînement est disposée entre la première et la deuxième ligne de l'arbre d'entraînement. 4. Dispositif selon l'une des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que l'unité d'entraînement (110, 112) présente au moins un entraînement, en particulier au moins un moteur électrique ou hydraulique et/ou au moins un engrenage différentiel. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé 35 en ce que l'engrenage différentiel présente, dans le but de l'entraînement du volet intérieur (10) et du voletextérieur (20) par rapport à celui-ci, au moins un verrouillage central. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est prévu, en plus du frein central (60) , dans chaque surface portante, au moins un frein ( 62, 64) disposé de telle sorte que, lorsque le frein est activé, l' ajustement d' au moins un volet est empêché. 7. Dispositif selon l' une des revendications 10 précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un accouplement est prévu qui est disposé de façon que, selon l' état de commutation de l' accouplement, une liaison d' entraînement entre l'unité d' entraînement (110, 112) et le ou les entraînements de volet (40) et/ou entre 15 l' unité d' entraînement ( 1 1 0 , 1 1 2 ) et l' arbre d' entraînement en liaison avec celle-ci soit établie ou supprimée. 8. Dispositif selon l' une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les unités 20 d' entraînement (110, 112) des surfaces portantes sont disposées dans une ligne d' entraînement commune (50) de sorte que, en cas de défaillance d' une unité d' entraînement, l' ajustement des volets des surfaces portantes puisse être assuré par l' autre unité 25 d' entraînement. 9. Dispositif selon l' une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les volets (10, 20) sont des parties constitutives d'un système hypersustentateur d'un avion. 30 10. Aéronef, en particulier avion, comprenant au moins un dispositif pour l' ajustement de volets sur des surfaces portantes de l' aéronef, caractérisé en ce que le dispositif est réalisé selon l'une des revendications 1 à 9.