Brevet FR3036376A1 — publié le 20161125

L'invention concerne un procédé d'entraînement en rotation d'une roue d'aéronef. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Il a été proposé divers procédés pour entraîner une roue portée par un atterrisseur d'un aéronef. En par- ticulier, il a été proposé d'entraîner la roue par un actionneur d'entraînement comportant un pignon de sortie qui engrène avec une couronne d'entraînement solidaire de la roue. Pour permettre la libre de rotation de la roue, un dispositif d'embrayage est prévu entre le moteur d'entraînement et le pignon de sortie. Cependant, le pignon de sortie reste en permanence engrené avec la couronne d'entraînement, ce qui n'est pas favorable du point de vue de la sécurité. Il a également été proposé d'utiliser un action- neur d'entraînement en rotation dont l'arbre de sortie porte un galet coopérant avec une piste d'entraînement solidaire de la roue, permettant une transmission de couple par friction entre le galet et la piste d'entraînement. OBJET DE L'INVENTION L'invention vise à fournir un procédé d'entraînement en rotation d'une roue d'aéronef par galets, permettant une transmission optimisée du couple d'entraînement. PRESENTATION DE L'INVENTION A cet effet, il est proposé un procédé d'entraînement en rotation par friction d'une roue d'aéronef équipée d'une piste d'entraînement et montée pour tourner autour d'un axe de rotation sur un essieu porté par une partie basse d'un atterrisseur d'aéronef, au moyen d'au moins un galet de friction entraîné par un actionneur d'entraînement et associé à des moyens d'actionnement pour déplacer le galet entre une position de désengagement dans laquelle le galet est éloigné de la 3036376 2 piste d'entraînement de la roue, et une position d'engagement dans laquelle le galet est maintenu en pression contre la piste d'entraînement. Le procédé de l'invention comporte l'étape de piloter les moyens 5 d'actionnement en effort lorsque ceux-ci maintiennent le galet dans la position d'engagement. Ainsi, l'effort radial de pression du galet sur la piste d'entraînement exercé par les moyens d'actionnement peut être maintenu sensiblement constant par un pilotage 10 adapté, quelques soient les déformées de la piste d'entraînement. De préférence, l'effort avec lequel le galet est pressé contre la piste d'entraînement par les moyens d'actionnement est déterminé en fonction d'une consigne 15 de couple à transmettre à la roue. Ainsi, le pilotage en effort permet de ne générer que l'effort radial strictement suffisant pour transmettre le couple nécessaire, évitant ainsi toute surcharge et toute fatigue inutile du galet et de la piste 20 d'entraînement. En particulier, il n'est pas besoin de transmettre un couple maximal en permanence. Le couple maximal peut être développé au démarrage de l'aéronef, puis réduit pour entretenir le mouvement de l'aéronef. L'effort de pression du galet sur la piste d'entraînement 25 de la roue pourra ainsi, selon l'invention, être modulé de façon correspondante. Selon un mode de mise en oeuvre particulier, l'effort de pression généré par les moyens d'actionnement est modulé pour tenir compte d'un glissement entre le ga- 30 let et la piste d'entraînement de la roue. Ainsi, en cas de détection d'un glissement diminuant la possibilité de transmission de couple, l'effort de pression sera ajusté pour continuer à assurer la transmission du couple d'entraînement requis, par exemple par augmentation tran- 35 sitoire de l'effort de pression. 3036376 3 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation de l'invention, en référence aux figures des dessins an- 5 vexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective de la partie basse d'un atterrisseur d'aéronef (l'une des roues a été omise pour plus de clarté) équipé d'un dispositif d'entraînement selon l'invention à deux équipages ; 10 - la figure 2 est une vue de côté de l'atterrisseur de la figure 1, montrant l'agencement radial des deux équipages ; - la figure 3 est une vue en coupe de l'un des équipages selon un plan passant par l'axe de coulissement 15 de coulisseau ; - la figure 4 est une vue en coupe de l'un des équipages selon un plan passant par les axes de rotation des galets ; - les figures 5a et 5b sont des schémas montrant 20 les positions de désengagement et d'engagement des galets sur la piste d'entraînement de la roue. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE MISES EN OEUVRE DE L'INVENTION Il est tout d'abord détaillé un dispositif 25 d'entraînement d'une roue d'aéronef utilisant des galets de friction pour situer le contexte de l'invention. Le procédé de l'invention s'applique à ce type de dispositif, et plus généralement à d'autres types de dispositifs d'entraînement à galets. 30 Comme cela est illustré aux figures 1 et 2, l'invention est applicable à un atterrisseur 1 d'aéronef portant un essieu 2 en sa partie basse pour recevoir des roues 3 (une seule est visible) et permettre sa rotation autour d'un axe de rotation X. Chacune des roues est ici 35 équipée d'une piste d'entraînement 4 rapportée sur la 3036376 4 jante de la roue. L'atterrisseur 1 est équipé d'un dispositif d'entraînement 10 selon l'invention comportant un actionneur d'entraînement 11 dont on voit ici le moteur électrique 12 associé à un réducteur 13 pour entraîner un 5 arbre de sortie (non visible sur la figure 1, mais dont on distingue la roue de sortie 14 sur la figure 2 et la figure 6). L'actionneur 11 est associé à deux équipages 20, comportant chacun deux galets 21. On voit sur la figure 2 l'agencement général des deux équipages 20 selon 10 des directions radiales R1 et R2, qui s'étendent donc perpendiculairement à l'axe X en intersectant ce dernier. Un des équipages est illustré en détail aux figures 3 et 4. Chaque équipage comprend une base 22 solidarisée à la partie inférieure de l'atterrisseur 1. La 15 base 22 définit une cavité cylindrique 23 dont l'axe cen- tral coïncide avec la direction radiale (R1 ou R2). Un coulisseau 24 est solidaire d'un piston 25 monté à coulissement étanche dans la cavité 23 pour définir de part et d'autre du piston 25 deux chambres hydrauliques 23A, 20 23B alimentées par des ports hydrauliques respectifs (non visibles ici). Le coulisseau 24 a une extrémité formant oeillet sur lequel un support 26 est monté pour pivoter selon un axe parallèle à l'axe X. Le support 26 reçoit deux arbres 27 supportant les galets 21 qui sont montés à 25 rotation selon des axes parallèles à l'axe X. Le support reçoit également un arbre central 28, monté à rotation selon un axe parallèle à l'axe X, qui engrène avec les arbres 27, et qui est muni d'une roue d'entraînement 29. Le coulisseau 24 forme avec la cavité 23 un actionneur 30 hydraulique permettant le déplacement commandé du support 26 entre une position de dégagement illustrée à la figure 5a dans laquelle les galets 21 sont éloignées de la piste d'entraînement 4, et une position d'engagement illustrée à la figure 5b dans laquelle les galets 21 sont en con- 35 tact avec la piste d'entraînement 4. Des ressorts 30 sont 3036376 5 disposés sur l'équipage 20 pour exercer sur le support 26 un effort tendant à déplacer le coulisseau 24 et le support 26 vers la position de dégagement. Ces ressorts 30 permettent un actionnement simple 5 effet du support. En effet, il suffit de mettre les deux chambres hydrauliques 23A, 23B au retour hydraulique pour provoquer le déplacement du coulisseau 24 et du support 26 vers la position de dégagement, qui est une position stable. Pour faire venir les galets 21 en position 10 d'engagement, il suffit de relier la chambre hydraulique externe 23B à la source de pression de l'aéronef et la maintenir ainsi sous pression, pour assurer un effort d'appui constant des galets 21 sur la piste d'entraînement 4, déterminé par la pression du circuit 15 hydraulique. Le fait que le support 26 soit libre en pivotement permet de garantir le contact des deux galets sur la piste d'entraînement avec un effort de pression sensiblement constant, quelle que soit la déformation de la piste 20 d'entraînement lors du roulage de l'aéronef. De préférence, les ports alimentant les chambres hydrauliques extérieures 23B des deux équipages sont reliés entre eux, de la même façon que les ports alimentant les chambres hydrauliques intérieures 23B sont reliés 25 entre eux. Ainsi, seules deux lignes hydrauliques sont à descendre le long de l'atterrisseur, dont une ligne d'alimentation en fluide sous pression, et une ligne de retour. On a ainsi constitué des moyens d'actionnement hydrauliques permettant de déplacer les galets entre la 30 position de dégagement et la position d'engagement. Une ou plusieurs chaînes non visibles ici permettent l'entraînement en rotation des roues 29, et donc des galets en rotation par l'actionneur d'entraînement 11. Selon l'invention, on pilote les moyens 35 d'actionnement en effort lorsque les galets sont mainte- 3036376 6 nus au contact de la piste d'entraînement, afin d'imposer un effort de pression déterminé des galets contre la piste d'entraînement. En pratique, on pilote la pression d'alimentation 5 du fluide fourni aux chambres 23B à l'aide d'une servo- valve pression interposée entre la source de pression de l'aéronef et les équipages. L'effort de pression des galets contre la piste est proportionnelle à cette pression d'alimentation, au frottement près. 10 De préférence, l'effort de pression imposé est mo- dulé en fonction du couple à transmettre à la roue. En effet, la couple maximal n'est utile que dans les phases de démarrage, alors que l'aéronef est à l'arrêt. Une fois l'aéronef en mouvement, il convient seulement 15 d'entretenir le mouvement, et il est possible de se con- tenter d'un couple de plus faible intensité. Ainsi, l'effort de pression des galets sur la piste d'entraînement est selon l'invention ajusté au strict nécessaire pour assurer la transmission du couple désiré, 20 évitant ainsi toute surcharge et fatigue inutile. Selon une mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, on utilise une cartographie reliant la pression du fluide hydraulique qui alimente les moyens d'actionnement et le couple à transmettre. La pression à 25 développer dans la ligne d'alimentation est ainsi direc- tement déterminée en fonction d'une consigne de couple calculée ou résultant d'une action du pilote sur les commandes. Selon un aspect particulier de l'invention, 30 l'effort de pression généré par les moyens d'actionnement est modulé pour tenir compte d'un glissement entre les galets et la piste d'entraînement de la roue. En effet, si le glissement des galets et la piste d'entraînement est trop important, la transmission de 35 couple est moins efficace, et les galets s'usent de façon 3036376 7 prématurée. Il y a donc intérêt à maintenir le glissement à une valeur permettant une transmission optimale du couple. Pour ce faire, on calcule un taux de glissement à partir de la mesure d'une vitesse de rotation de la roue 5 et de la mesure d'une vitesse de rotation des galets lorsque ceux-ci sont au contact de la piste d'entraînement. Une vitesse moyenne de rotation des galets peut être déduite de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie de l'actionneur d'entraînement 11. On 10 en déduit une vitesse tangentielle Vtl de la roue au ni- veau des contacts avec les galets, et une vitesse tangentielle Vt2 des galets au niveau des contacts avec la piste d'entraînement. Le taux de glissement TG est estimé par TG = (Vt2-Vtl)/Vtl. On sait que le coefficient de 15 frottement entre les galets et la piste d'entraînement varie avec le taux de glissement TG pour présenter une courbe avec un maximum pour une valeur donnée du taux de glissement (en général très proche de la valeur 10%, appelée taux de glissement optimal. Selon une mise en oeuvre 20 préférée du procédé de l'invention, l'effort de pression est modulé pour assurer la transmission du couple d'entraînement requis. En particulier l'effort de pression est déterminé en fonction d'une consigne de couple d'entraînement à transmettre à la roue. 25 Selon une mise en oeuvre préférée, lors de la sur- venue d'un glissement, qui peut être détecté par un suivi en temps réel du taux de glissement, on augmente transitoirement la pression du fluide d'alimentation en réponse à la détection d'un glissement, jusqu'à ce que le taux de 30 glissement revienne sensiblement à la valeur du taux de glissement optimal. On peut par exemple considérer que les galets partent aux glissements si le taux de glissement est supérieur à un seuil donné, par exemple 0,3. Puis, une fois que le taux de glissement a été ramené à 35 une valeur proche du taux de glissement optimal, on dimi- 3036376 8 nue progressivement la pression jusqu'à détecter de nouveau un glissement, et ainsi de suite. Le taux de diminution de la pression sera ajusté aux circonstances de roulement. En effet, un taux de di- 5 minution important conduit à des réajustements de pres- sion fréquents qui fatiguent inutilement le dispositif, tandis qu'un taux de diminution trop faible risque de garder pour un temps inutilement long le dispositif sous une pression élevée. 10 En particulier, dans des conditions de roulage pluvieuses ou humides, il est probable que les galets seront plus susceptibles de glisser sur la piste d'entraînement de la roue, ce qui va demander d'exercer une pression plus importante pour passer un même couple 15 d'entraînement. Le taux de diminution de la pression sera alors réduit, pour éviter de trop nombreux départs au glissement des galets. Selon maintenant une variante de l'invention, à la détection de condition de roulage pluvieuse ou humide, on 20 utilise une deuxième cartographie, dite cartographie hu- mide (par opposition à la cartographie habituelle, dite sèche), qui donnera, pour un même couple à transmettre, une pression plus élevée, ce qui aura pour conséquence d'assurer la transmission du couple demandé, et de dimi- 25 nuer le risque de départ au glissement des galets. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, le procédé s'applique comme ici au 30 pilotage de moyens d'actionnement hydrauliques, mais peut également s'appliquer à d'autres types de moyens d'actionnement, comme des moyens d'actionnement électromécaniques. Ainsi, les cartographies mentionnées plus haut seront adaptées pour relier le couple à transmettre 35 à un paramètre de fonctionnement des moyens 3036376 9 d'actionnement (pression du fluide d'alimentation, intensité du courant d'alimentation...) représentatif de l'effort de pression à appliquer aux galets. REVENDICATIONS1. Procédé d'entraînement en rotation par friction d'une roue d'aéronef équipée d'une piste d'entraînement et montée pour tourner autour d'un axe de rotation (X) sur un essieu porté par une partie basse d'un atterrisseur d'aéronef, au moyen d'au moins un galet de friction (21) entraîné par un actionneur d'entraînement (11) et associé à des moyens d'actionnement (23A,23B,30) pour dé- placer le galet entre une position de désengagement dans laquelle le galet est éloigné de la piste d'entraînement de la roue, et une position d'engagement dans laquelle le galet est maintenu en pression contre la piste d'entraînement, caractérisé en ce que le procédé de l'invention comporte l'étape de piloter les moyens d'actionnement en effort lorsque ceux-ci maintiennent le galet dans la position d'engagement. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'effort de pression avec lequel le galet est pressé contre la piste d'entraînement par les moyens d'actionnement est déterminé en fonction d'une consigne de couple d'entraînement à transmettre à la roue 3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel on met en oeuvre une première cartographie (sèche) reliant le couple à transmettre à un paramètre de fonctionnement des moyens d'actionnement (pression du fluide d'alimentation, intensité du courant d'alimentation...) représentatif de l'effort de pression à appliquer aux galets. 4. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'effort de pression généré par les moyens d'actionnement est modulé pour tenir compte d'un glissement entre le galet et la piste d'entraînement de la roue. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on augmente l'effort de pression en réponse à la détec- 3036376 11 tion d'un départ au glissement, jusqu'à faire revenir un taux de glissement entre le galet et la piste d'entraînement à une valeur optimal correspondant à un coefficient de frottement maximal. 5 6. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on diminue progressivement l'effort de pression jusqu'à détection d'un départ au glissement. 7. Procédé selon la revendication 4, dans lequel on utilise une deuxième cartographie (humide) en réponse à la détection de condition de roulement pluvieuses ou humides, qui, pour un même couple à transmettre, donne un effort de pression plus important que la première cartographie.