Brevet FR3045007A1 — publié le 20170616

COMMANDE D'UN AERONEF COMPRENANT UNE PEDALE ACCOUPLEE A UN VERIN ET DISPOSITIF DE COMMANDES ASSOCIE La présente demande se rapporte à une commande d'un aéronef comprenant une pédale accouplée à un vérin ainsi qu'à un dispositif de commandes associé. Sur la figure 1, on a représenté un dispositif de commandes qui est positionné dans un cockpit d'un aéronef et qui comprend deux jeux de commandes 10 et 10'. Plus précisément, un premier jeu de commandes 10 est positionné face à un premier poste de pilotage et un second jeu de commandes 10' est positionné face à un second poste de pilotage. Chaque jeu de commandes 10, 10' est également appelé palonnier. La figure 1 représente une vue partielle d'un palonnier, les systèmes de transmission et de surveillance de la commande de direction n'étant pas représentés. Selon un mode de réalisation, chaque jeu de commandes 10 (ou 10') comprend une première pédale 12 (ou 12') et un seconde pédale 14 (ou 14') qui peuvent être actionnées simultanément ou indépendamment l'une de l'autre. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 1, dans le cas d'une commande de freinage, pour chaque jeu de commandes 10 (ou 10'), les première et seconde pédales 12, 14 (ou 12', 14') sont reliées à un même capteur d'intensité de freinage 15 à deux voies indépendantes d'entrée, par deux chaines cinématiques 18 et 20 indépendantes l'une de l'autre. Selon un mode de réalisation visible sur les figures 1 et 2, chaque chaine cinématique 18, 20 comprend : - un premier arbre 22 solidaire de la pédale 12 ou 14, pivotant par rapport à un support 16 selon un premier axe de rotation A22 transversal, l'arbre 22 comprenant une extension radiale 24 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A22 ; - un premier levier 26 mobile en rotation selon un deuxième axe de rotation A26 transversal, le premier levier 26 étant relié à l'extension radiale 24 par une première bielle 28 ; 3045007 2 - un deuxième levier 30 solidaire d'un deuxième arbre 32 pivotant selon un troisième axe de rotation A32 transversal, le deuxième levier 30 étant relié au premier levier 26 par une deuxième bielle 34 ; - le deuxième arbre 32 comportant un premier bras 36 qui s'étend perpendiculairement 5 à l'axe de rotation A32 et qui est relié par une troisième bielle 38 au capteur d'intensité de freinage 15. Selon un mode de réalisation, le capteur d'intensité de freinage 15 comprend deux leviers pivotants 40, un pour chaque pédale, chacun d'eux étant relié à la troisième bielle 38 de la chaine cinématique correspondante. 10 Ainsi, lorsqu'un effort est exercé sur la pédale 12, la chaine cinématique transforme le mouvement de rotation de la pédale 12 autour de l'axe de rotation A22 en un mouvement de rotation proportionnel du levier pivotant 40 du capteur d'intensité de freinage 15. Le deuxième arbre 32 comprend un deuxième bras 42 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A32. En fonctionnement, ce deuxième bras 42 pivote dans un plan de pivotement 15 entre deux butées 44, 44' qui délimitent la plage de rotation de la pédale. Sur la figure 2, la butée 44 correspond à une position repos de la pédale et la butée 44' correspond à une position de fin de course de la pédale (freinage maximal). La chaine cinématique 18 ou 20 comprend un moyen de rappel 46, par exemple un ressort de traction, qui est configuré pour maintenir le deuxième bras 42 contre la butée 44 20 correspondant à la position repos de la pédale. Ce moyen de rappel 46 exerce sur le deuxième bras 42 un effort opposé et proportionnel à celui généré par la pédale. Le dispositif de commandes comprend également un premier système de conjugaison 48 qui relie les premières pédales 12, 12' des deux jeux de commandes 10 et 10' et un second système de conjugaison 50 qui relie les secondes pédales 14, 14' des deux jeux de commande 10 et 10'. Chaque système de conjugaison 48 et 50 comprend : - au niveau d'une pédale d'un premier jeu de commandes 10, un troisième arbre 52 pivotant selon un axe de rotation A52 longitudinal qui comporte à une première extrémité un premier bras 54 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A52 et qui est relié par une biellette 56 au deuxième levier 30 de la chaine cinématique et à une seconde extrémité un deuxième bras 58 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A52, 3045007 3 - au niveau d'une pédale d'un second jeu de commandes 10', un quatrième arbre 60 pivotant selon un axe de rotation A60 longitudinal qui comporte à une première extrémité un troisième bras 62 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A60 et qui est relié par une biellette (non visible sur la figure 1) au deuxième levier 30 5 de la chaine cinématique et à une seconde extrémité un quatrième bras 64 qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation A60, - une bielle de conjugaison 66 qui relie le deuxième bras 58 et le quatrième bras 64. Le système de conjugaison 48 (et/ou 50) permet si un couple effort/mouvement est exercé sur une première pédale 12 (et/ou sur une seconde pédale 14) d'un premier jeu de 10 commandes 10 d'induire un couple effort/mouvement sur la première pédale 12' (et/ou sur la seconde pédale 14') du second jeu de commandes 10' ou vice versa. Ainsi, si l'un des pilotes exerce un couple effort/mouvement sur l'une ou les deux pédales, l'autre pilote est en mesure de percevoir sensitivement ces informations, directement via les pédales. 15 Compte tenu de l'architecture purement mécanique des chaines cinématiques et des systèmes de conjugaison, les dispositifs de commande de freinage de l'art antérieur sont fiables. Toutefois, ils sont relativement complexes, encombrants et lourds. L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet une commande d'aéronef qui comprend une pédale 20 mobile et qui se caractérise en ce qu'elle comprend un vérin qui comporte un corps dans lequel coulisse un piston délimitant une première chambre et une seconde chambre, ledit vérin étant accouplé à la pédale de sorte qu'un déplacement de la pédale selon au moins un premier sens provoque la diminution de volume de la première chambre (98.1 à 98.4) du vérin (82.1 à 82.4). 25 L'accouplement d'une pédale et d'un vérin permet d'obtenir une commande simple, fiable, avec une masse et un encombrement réduits. Avantageusement, le piston comprend une tige et un prolongement coaxial à la tige, la tige et le prolongement étant disposés de part et d'autre du piston, ledit prolongement étant configuré pour coulisser dans une tige creuse du corps. 30 De préférence, le vérin comprend un moyen de mesure du déplacement d'une tige solidaire du piston par rapport au corps. 3045007 4 Selon une autre caractéristique, le vérin comprend au moins une butée configurée pour limiter la course du piston. Avantageusement, la pédale est mobile entre une position repos et une position active et le vérin comprend un moyen de rappel configuré pour repositionner la pédale en position repos. 5 Selon un mode de réalisation, la première chambre du vérin comprend au moins un orifice d'entrée/sortie et la seconde chambre comprend au moins un orifice d'entrée/sortie et au moins un desdits orifices d'entrée/sortie comprend un diaphragme réglable configuré pour permettre de régler la laminarité du fluide sortant de la première ou seconde chambre associée. 10 L'invention a également pour objet un dispositif de commandes comprenant au moins un système de conjugaison reliant une commande conforme à l'invention appartenant à un premier jeu de commandes et une commande conforme à l'invention appartenant à un deuxième jeu de commandes. Le dispositif de commandes se caractérise en ce que le système de conjugaison comprend : 15 - un premier conduit qui relie la première chambre de la commande du premier jeu de commandes à la seconde chambre de la commande du deuxième jeu de commandes, - un deuxième conduit qui relie la seconde chambre de la commande du premier jeu de commandes à la première chambre de la commande du deuxième jeu de commandes. Selon une autre caractéristique, les premières et secondes chambres des vérins et les premiers 20 et deuxièmes conduits du système de conjugaison sont remplis d'un fluide incompressible. De préférence, le fluide est à la pression atmosphérique. Enfin, l'invention a également pour objet un aéronef équipé d'un dispositif de commandes conforme à l'invention. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de 25 l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de commandes qui illustre un mode de réalisation de l'art antérieur, - La figure 2 est une vue en perspective d'un jeu de commande qui illustre en détail le 30 mode de réalisation de la figure 1, - La figure 3 est une vue en perspective d'un dispositif de commandes qui illustre un mode de réalisation de l'invention, 3045007 5 - La figure 4 est une vue en perspective d'un jeu de commandes qui illustre en détail le mode de réalisation de la figure 3, - La figure 5 est un schéma hydraulique qui illustre un accouplement entre deux jeux de commandes lorsqu'une seule pédale est actionnée, 5 - La figure 6 est un schéma hydraulique qui illustre un accouplement entre deux jeux de commandes lorsque deux pédales sont actionnées, - La figure 7 est une coupe d'un vérin d'une commande qui illustre un mode de réalisation de l'invention. Sur la figure 3, on a représenté un dispositif de commandes qui est positionné dans un cockpit 10 d'un aéronef et qui comprend deux jeux de commandes 70, 70'. Le premier jeu de commandes 70 est positionné face à un premier poste de pilotage et le deuxième jeu de commandes 70' est positionné face à un deuxième poste de pilotage. Chaque jeu de commandes 70, 70' comprend une première commande 72.1, 72.2 et une deuxième commande 72.3, 72.4. 15 Quelle que soit la variante, chaque jeu de commandes comprend au moins une commande. Selon une configuration, les commandes 72.1 à 72.4 sont des commandes de freinage. Selon un mode de réalisation visible sur les figures 3 et 4, chaque commande 72.1 à 72.4 comprend une pédale 74.1 à 74.4 solidaire d'un premier arbre 76 pivotant par rapport à un support 78 (appelé également bras de pédale) selon un axe de rotation A76 orienté selon une 20 première direction. Pour la suite de la description, la première direction est dite transversale. Chaque pédale 74.1 à 74.4 est mobile entre une position repos et une position active. De préférence, le support 78 est mobile par rapport à un châssis 80 pour permettre un réglage de la position de chaque pédale 74.1 à 74.4 par rapport au poste de pilotage. Le premier arbre 76 comprend une extension radiale 81 qui s'étend selon une direction 25 perpendiculaire à la direction transversale. Selon une caractéristique de l'invention, chaque commande 72.1 à 72.4 comprend un vérin 82.1 à 82.4 qui comporte un corps 84 dans lequel coulisse un piston 86 visible sur la figure 5. Le corps 84 est relié à l'extension radiale 81 et le piston 86 comprend une tige 88 reliée à une embase 90, comme illustré sur la figure 4. En variante, le corps 84 est relié à l'embase 90 et la 30 tige 88 du piston 86 à l'extension radiale 81, comme illustré sur la figure 4. 3045007 6 Selon un mode de réalisation, le corps 84 comprend une tige 92 coaxiale à la tige 88 du piston 86, la tige 92 du corps 84 comprenant une première extrémité reliée au corps 84 et une seconde extrémité comportant une tête à rotule 94. Selon un mode de réalisation, la tige 88 du piston 86 comprend une première extrémité reliée 5 au piston 86 et une seconde extrémité comportant une tête à rotule 96. En complément, l'embase 90 et l'extension radiale 81 comprennent chacune une chape configurée pour recevoir une tête à rotule 94 ou 96 et un axe est prévu pour relier chaque tête à rotule 94 ou 96 à sa chape. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation pour les liaisons entre le 10 corps 84 et l'extension radiale 81 (ou l'embase 90) et la tige 88 du piston 86 et l'embase 90 (ou l'extension radiale 81). Quel que soit le mode de réalisation, ces liaisons sont au moins de type pivotant. Comme illustré sur les figures 5 et 6, chaque vérin 82.1 à 82.4 comprend une première chambre 98.1 à 98.4 et une seconde chambre 100.1 à 100.4 séparée de la première chambre 15 98.1 à 98.4 par le piston 86. Quelle que soit la variante, une commande 72.1 à 72.4 comprend une pédale mobile 74.1 à 74.4 accouplée à un vérin 82.1 à 82.4 de sorte qu'un déplacement de la pédale selon au moins un premier sens provoque une diminution de volume d'une première chambre 98.1 à 98.4 du vérin (et donc l'augmentation de volume de la seconde chambre 100.1 à 100.4). Selon une 20 configuration, pour chaque commande, le premier sens correspond à l'enfoncement de la pédale mobile qui se déplace de la position repos à la position active. Chaque pédale mobile 74.1 à 74.4 est configurée pour se déplacer selon un second sens opposé au premier sens, de façon passive, poussée par l'augmentation de volume de la première chambre 98.1 à 98.4 correspondante. 25 Le dispositif de commandes comprend un premier système de conjugaison 102 qui relie une première commande 72.1 d'un premier jeu de commandes 70 à une première commande 72.3 d'un deuxième jeu de commande 70'. En complément, le dispositif de commandes comprend un deuxième système de conjugaison 102' qui relie une deuxième commande 72.2 d'un premier jeu de commandes 70 à une 30 deuxième commande 72.4 d'un deuxième jeu de commandes 70'. Selon une caractéristique de l'invention, le premier système de conjugaison 102 comprend : 3045007 7 - un premier conduit 104 qui relie la première chambre 98.1 de la première commande 72.1 du premier jeu de commandes 70 à la seconde chambre 100.3 de la première commande 72.3 du deuxième jeu de commandes 70', - Un deuxième conduit 106 qui relie la seconde chambre 100.1 de la première 5 commande 72.1 du premier jeu de commandes 70 à la première chambre 98.3 de la première commande 72.3 du deuxième jeu de commandes 70'. De la même manière, le deuxième système de conjugaison 102' comprend : - un premier conduit 104' qui relie la première chambre 98.2 de la deuxième commande 72.2 du premier jeu de commandes 70 à la seconde chambre 100.4 de la deuxième 10 commande 72.4 du deuxième jeu de commandes 70', - Un deuxième conduit 106' qui relie la seconde chambre 100.2 de la deuxième commande 72.2 du premier jeu de commandes 70 à la première chambre 98.4 de la deuxième commande 72.4 du deuxième jeu de commandes 70'. Selon un mode de réalisation, chaque première chambre 98.1 à 98.4 comprend au moins un 15 orifice d'entrée/sortie 108.1 à 108.4 et chaque seconde chambre 100.1 à 100.4 comprend au moins un orifice d'entrée/sortie 110.1 à 110.4, chaque orifice d'entrée/sortie étant connecté de manière étanche à l'un des premiers et deuxièmes conduits 104, 104', 106, 106'. De préférence, les premières et secondes chambres 98.1 à 98.4 et 100.1 à 100.4 et les premiers et deuxièmes conduits 104, 104', 106, 106' sont remplis d'un fluide incompressible, 20 à la pression atmosphérique lorsqu'aucune pédale n'est actionnée. Sur le plan fonctionnel, comme illustré sur la figure 5, lorsqu'un pilote pousse la première pédale 74.1 d'un premier jeu de commandes 70, le piston 86 du vérin 82.1 accouplé à la pédale 74.1 se déplace provoquant une diminution de volume de la première chambre 98.1 du vérin 82.1 et une augmentation de volume de la seconde chambre 100.1 du vérin 82.1. Ce 25 changement de volume génère au niveau du vérin 82.3 une diminution de volume de la première chambre 98.3 du vérin 82.3 et une augmentation de volume de la seconde chambre 100.3 du vérin 82.3 et le déplacement du piston 86 du vérin 82.3, le fluide contenu dans les différents conduits et chambres étant incompressible, la première chambre 98.1 et la seconde chambre 100.1 du vérin 82.1 étant respectivement reliées par les conduits 104 et 106 à la 30 seconde chambre 100.3 et la première chambre 98.3 du vérin 82.3. Le vérin 82.3 étant accouplé à la première pédale 74.3 du deuxième jeu de commandes 70', ce changement de volume des première et seconde chambres 98.3 et 100.3 du vérin 82.3 3045007 8 provoque un enfoncement de la première pédale 74.3 du deuxième jeu de commandes 70' proportionnel au couple effort/mouvement exercé sur la première pédale 74.1 du premier jeu de commandes 70. Comme illustré sur la figure 6, lorsqu'un pilote pousse les deux pédales 74.1 et 74.2 d'un 5 premier jeu de commandes 70, les systèmes de conjugaison 102 et 102' provoque simultanément l'enfoncement des deux pédales 74.3 et 74.4 du deuxième jeu de commandes 70'. Selon l'invention, lorsqu'un couple effort/mouvement est exercé sur une première pédale 74.1 (et/ou sur une deuxième pédale 74.2) d'un premier jeu de commandes 70 cela induit un 10 couple effort/mouvement sur la première pédale 74.3 (et/ou sur la deuxième pédale 74.4) du deuxième jeu de commandes 70' ou vice versa. Ainsi, si l'un des pilotes exerce un couple effort/mouvement sur l'une ou les deux pédales, l'autre pilote est en mesure de percevoir sensitivement ces informations, directement via les pédales. L'accouplement d'une pédale et d'un vérin permet d'obtenir une commande simple, fiable, 15 avec une masse et un encombrement réduits. L'utilisation de systèmes de conjugaison de type fluidique permet d'obtenir un dispositif de commandes simple, fiable, avec une masse et un encombrement réduits. Selon une variante visible sur la figure 7, pour au moins un vérin 82 et de préférence tous, le piston 86 comprend en plus de la tige 88 un prolongement 112 coaxial à la tige 88, la tige 88 20 et le prolongement 112 étant disposés de part et d'autre du piston 86. En complément, la tige 92 du corps 84 est creuse et le prolongement 112 est configuré pour coulisser dans ladite tige 92 creuse. Cet agencement permet d'obtenir des première et seconde chambres avec des volumes identiques ce qui permet d'obtenir des déplacements identiques pour les deux pédales accouplées par le même système de conjugaison. Selon un autre avantage, le 25 prolongement 112 améliore la tenue au flambage de l'ensemble vérin/piston/tige. Avantageusement, chaque vérin comprend un moyen 114 de mesure du déplacement de la tige 88 du piston 86 par rapport au corps 84. Selon un mode de réalisation, le moyen 114 de mesure est un capteur de position de type inductif solidaire du corps 84 et traversé par la tige 88. Chaque valeur déterminée par le moyen 114 de mesure est transmise à un calculateur 30 configuré pour gérer l'effort de freinage. De préférence, chaque vérin comprend au moins une butée 116.1, 116.2 pour limiter la course du piston 86. La pédale étant liée à la tige 88 du piston, la ou les butées 116.1 et 116.2 3045007 9 permettent de limiter la course de la pédale. Selon un premier mode de réalisation, la butée 116.1 est une douille filetée qui se visse sur la tige 88 du piston. Selon un deuxième mode de réalisation, la butée 116.2 est une rondelle d'appui avec une épaisseur déterminée en fonction de la course souhaitée pour la pédale. Ces deux modes de réalisation peuvent être combinés, 5 la douille filetée assurant la fonction de réglage et la rondelle n'ayant qu'une fonction d'appui. Selon une autre caractéristique, le vérin comprend un moyen 118 de rappel configuré pour repositionner la pédale en position repos lorsque ladite pédale est en position active. De préférence, le moyen de rappel est positionné dans la chambre dont le volume diminue lorsque la pédale passe de la position repos à la position active. Selon un mode de réalisation, 10 ce moyen 118 de rappel est un ressort de compression. Cet agencement permet d'obtenir un effort résistant de déplacement à l'encontre d'une action d'enfoncement de la pédale. En complément ou en remplacement du prolongement 112, le moyen 118 de rappel peut être utilisé pour équilibrer le volume des chambres disposées de part et d'autre du piston 86 ce qui permet d'obtenir des déplacements identiques pour les deux pédales accouplées par le 15 même système de conjugaison. Selon une autre caractéristique, au moins un orifice d'entrée/sortie d'une première et/ou seconde chambre d'au moins un vérin comprend un diaphragme réglable 120 configuré pour permettre de régler la laminarité du fluide sortant de la première ou seconde chambre associée. Avantageusement, l'orifice d'entrée/sortie de la chambre du vérin dont le volume 20 diminue lorsque la pédale passe de la position repos à la position active est équipé d'un diaphragme réglable 120. Ce réglage de la laminarité permet de créer une perte de charge hydraulique réglable proportionnelle à la vitesse d'enfoncement de la pédale. Cette configuration procure au pilote une sensation d'effort résistant qui augmente avec la vitesse d'enfoncement. 25 REVENDICATIONS1. Commande d'aéronef comprenant une pédale (74.1 à 74.4) mobile, caractérisée en ce que la commande comprend un vérin (82.1 à 82.4) qui comporte un corps (84) dans lequel coulisse un piston (86) délimitant une première chambre (98.1 à 98.4) et une seconde chambre (100.1 à 100.4), ledit vérin étant accouplé à la pédale (74.1 à 74.4) de sorte qu'un déplacement de la pédale (74.1 à 74.4) selon au moins un premier sens provoque la diminution de volume de la première chambre (98.1 à 98.4) du vérin (82.1 à 82.4). 2. Commande d'aéronef selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (86) comprend une tige (88) et un prolongement (112) coaxial à la tige (88), la tige (88) et le prolongement (112) étant disposés de part et d'autre du piston (86), ledit prolongement (112) étant configuré pour coulisser dans une tige (92) creuse du corps (84). 3. Commande d'aéronef selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le vérin comprend un moyen (114) de mesure du déplacement d'une tige (88) solidaire du piston (86) par rapport au corps (84). 4. Commande d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le vérin (82.1 à 82.4) comprend au moins une butée (116.1, 116.2) configurée pour limiter la course du piston (86). 5. Commande d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pédale (74.1 à 74.4) est mobile entre une position repos et une position active et en ce que le vérin (82.1 à 82.4) comprend un moyen (118) de rappel configuré pour repositionner la pédale (74.1 à 74.4) en position repos. 6. Commande d'aéronef selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la première chambre (98.1 à 98.4) du vérin (82.1 à 82.4) comprend au moins un orifice d'entrée/sortie (108.1 à 108.4) et la seconde chambre (100.1 à 100.4) comprend au moins un orifice d'entrée/sortie (110.1 à 110.4) et en ce qu'au moins un desdits orifices d'entrée/sortie (108.1 à 108.4, 110.1 à 110.4) comprend un diaphragme réglable (120) configuré pour permettre de régler la laminarité du fluide sortant de la première ou seconde chambre associée. 7. Dispositif de commandes comprenant au moins un système de conjugaison (102, 102') reliant une commande (72.1, 72.2) selon l'une des revendications précédentes appartenant à un premier jeu de commandes (70) et une commande (72.3, 72.4) selon l'une 3045007 11 des revendications précédentes appartenant à un deuxième jeu de commandes (70'), caractérisé en ce que le système de conjugaison (102, 102') comprend : - un premier conduit (104, 104') qui relie la première chambre (98.1, 98.2) de la commande (72.1, 72.2) du premier jeu de commandes (70) à la seconde chambre 5 (100.3, 100.4) de la commande (72.3, 72.4) du deuxième jeu de commandes (70'), - un deuxième conduit (106, 106') qui relie la seconde chambre (100.1, 100.2) de la commande (72.1, 72.2) du premier jeu de commandes (70) à la première chambre (98.3, 98.4) de la commande (72.3, 72.4) du deuxième jeu de commandes (70'). 8. Dispositif de commandes selon la revendication 7, caractérisé en ce que les 10 premières et secondes chambres (98.1 à 98.4, 100.1 à 100.4) des vérins et les premiers et deuxièmes conduits (104, 104', 106, 106') du système de conjugaison sont remplis d'un fluide incompressible. 9. Dispositif de commandes selon la revendication 8, caractérisé en ce que le fluide est à la pression atmosphérique. 15 10. Aéronef comprenant un dispositif de commandes selon l'une des revendications 7 à 9.