Brevet FR3095804A1 — publié le 20201113

Description Titre de l'invention : Dispositif d'application d'effort pour manche de pilotage Domaine technique [0001] La présente invention concerne les dispositifs de pilotage utilisés par le pilote dans un cockpit d'aéronef. Elle concerne notamment un manche actif de pilotage comprenant un retour d'effort intégré pour assister le pilote. Technique antérieure [0002] Un dispositif de pilotage dans un cockpit d'aéronef comprend, de manière habituelle, un manche de pilotage avec notamment un levier de commande monté rotatif selon un axe dit de roulis et un axe dit de tangage, ces deux axes étant orthogonaux l'un à l'autre. On rencontre le plus souvent des dispositifs de type « manche à balai ». [0003] En fonction de la position du levier selon ces deux axes, le dispositif de pilotage transmet des commandes de déplacement à des organes de pilotage de l'aéronef. [0004] Sur les modèles les plus récents d'aéronef, la commande des mouvements de l'aéronef est électronique et le dispositif de pilotage intégré dans le cockpit peut être de type « mini-manche »( REVENDICATIONS[Revendication I] Dispositif d'application d'effort pour un manche de pilotage d'un aéronef, dans lequel le manche de pilotage comprend un levier ( I) de commande entraînant en rotation un arbre (A I ) autour d'un premier axe (A), le dispositif étant caractérisé en cc qu'il comprend un frein magnétique (Sa) comprenant : - un élément aimantable (50a) relié à l'arbre (A I ), - un émetteur magnétique (51a) opposé à l'élément aimantable (50a) en étant libre en rotation autour du premier axe (A) par rapport à l'élément aimantable, ledit émetteur magnétique (51a) présentant un état activé, dans lequel l'émetteur magnétique est alimenté en courant et génère un champ magnétique au niveau d'un volume occupé par l'élément aimantable, et un état désactivé dans lequel l'émetteur magnétique n'est pas alimenté en courant et ne génère pas de champ magnétique, de sorte à empêcher une rotation de l'élément aimantable (50a) par rapport à l'émetteur magnétique (51a) autour de l'arbre. [Revendication 2] Dispositif d'application d'effort selon la revendication 1, dans lequel l'élément aimantable comprend l'un au moins des matériaux suivants : fer, cobalt, acier inoxydable, silicium, bore. [Revendication 3] Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2, dans lequel l'émetteur magnétique (51a) est un solénoïde. [Revendication 4] Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, dans lequel l'émetteur magnétique (51a) est apte à produire au niveau du volume occupé par l'élément aimantable un champ magnétique d'induction supérieure à un seuil compris entre 0,1 Tesla et 10 Tesla, le seuil étant de préférence supérieur à 1 Tesla. [Revendication 5] Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, dans lequel l'élément aimantable (50a) est configuré pour s'aimanter lorsque l'émetteur magnétique (51a) est à l'état activé et pour se désaimanter lorsque l'émetteur magnétique (51a) est à l'état désactivé. [Revendication 6] Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, comprenant en outre un dispositif magnétique permanent, configuré pour produire un champ magnétique permanent au niveau du volume occupé par l'élément aimantable qui compense le champ magnétique de l'émetteur magnétique lorsque l'émetteur ma- 21 [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] gnétique est à l'état activé. Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant en outre un joint mécanique (2) solidaire en rotation du levier autour d'un deuxième axe (X), et un capteur d'effort (6a) configure pour mesurer un couple exercé sur le levier (1) qui cause une rotation du joint mécanique (2) autour du deuxième axe (X). Dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant en outre un joint mécanique (2) solidaire en rotation du levier autour d'un axe de roulis (X) et autour d'un axe de tangage (Y), le manche de pilotage comprenant : - l'arbre (A1), connecté au joint mécanique (2) et dont la rotation autour du premier axe (A) est liée à la rotation du joint mécanique autour de l'axe de roulis (X), - un arbre supplémentaire (A2), connecté au joint mécanique (2) et dont la rotation autour d'un axe supplémentaire (B) est liée à la rotation du joint mécanique autour de l'axe de tangage (Y), dans lequel le dispositif d'application d'effort comprend en outre un frein magnétique supplémentaire (511) comprenant : - un élément aimantable supplémentaire (50b) relié à l'arbre supplémentaire (A2), - un émetteur magnétique supplémentaire (5 lb) opposé à l'élément aimantable supplémentaire (50b) en étant libre en rotation autour de l'axe supplémentaire (B) par rapport à l'élément aimantable supplémentaire, ledit émetteur magnétique supplémentaire (5 lb) présentant un état activé, dans lequel l'émetteur magnétique supplémentaire est alimenté en courant et génère un champ magnétique au niveau du volume occupé par l'élément aimantable supplémentaire, et un état désactivé dans lequel l'émetteur magnétique supplémentaire n'est pas alimenté en courant et ne génère pas de champ magnétique, de sorte à empêcher une rotation de l'élément aimantable supplémentaire par rapport à l'émetteur magnétique supplémentaire autour de l'arbre supplémentaire. Manche actif de pilotage d'aéronef comprenant : - un dispositif d'application d'effort selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, - un levier (1) mobile en rotation autour d'un deuxième axe (X), la rotation de l'arbre du dispositif d'application d'effort autour du premier axe (A) étant liée à la rotation du levier autour du deuxième axe (X). Manche selon la revendication 9, comprenant en outre : [Revendication 11] - un calculateur (70) de retour d'effort, [Revendication 12] - un moteur (3a) de retour d'effort, l'arbre (Al) correspondant à un arbre d'entraînement dudit moteur, ledit moteur étant configure pour exercer un retour d'effort sur le deuxième axe (X), un couple exercé au cours du fonctionnement du manche par le moteur de retour d'effort étant fonction d'un signal de commande transmis par le calculateur (70). Manche selon la revendication 10, comprenant en outre un capteur de position angulaire (4a), le signal de commande étant calculé en fonction d'une position angulaire de l'arbre (AI) autour du premier axe (A) mesurée par ledit capteur. [Revendication 13] Manche selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel le dispositif d'application d'effort comprend en outre une unité d'alimentation électrique de secours (71a) configurée pour fournir une alimentation électrique à l'émetteur magnétique quand l'émetteur magnétique est à l'état activé, ladite alimentation électrique étant distincte d'une alimentation électrique du calculateur (70). [Revendication 14] Manche selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, dans lequel l'émetteur magnétique du dispositif d'application d'effort est configure pour recevoir une alimentation électrique commune avec une alimentation électrique du calculateur quand l'émetteur magnétique est à l'état activé. [Revendication 15] Manche selon la revendication 13, dans lequel le dispositif d'application d'effort comprend en outre un dispositif magnétique permanent, configuré pour produire un champ magnétique permanent au niveau du volume occupé par l'élément aimantable du dispositif d'application d'effort qui compense le champ magnétique de l'émetteur magnétique lorsque l'émetteur magnétique est à l'état activé. Procédé de contrôle en secours mécanique d'un dispositif d'application d'effort pour un manche de pilotage d'aéronef, le procédé étant mis en oeuvre à l'aide d'un manche de pilotage selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, le manche comprenant un moteur (3a) de retour d'effort, le procédé comprenant les étapes de : - détection (100) d'une défaillance sur une chaîne de traitement du moteur (3a) de retour d'effort, - transmission (200) à l'émetteur magnétique du dispositif d'application d'effort d'un signal d'activation ou de désactivation de l'émetteur magnétique (51a), - de façon optionnelle, activation (300) d'un mode de pilotage en effort 23 [Revendication 16] du manche. Procédé dc contrôle en loi d'amortissement d'un dispositif d'application d'effort pour un manche de pilotage d'aéronef, le procédé étant mis en oeuvre à l'aide d'un manche de pilotage selon l'une quelconque des revendications 9 à Met comprenant les étapes de : - détection (400) d'une position et/ou d'une vitesse du levier, - génération (500) d'un signal d'activation dc l'émetteur magnétique (51a) du dispositif d'application d'effort comprenant une consigne dc champ magnétique déterminée en fonction de la position et/ou de la vitesse du levier selon une loi prédéterminée, le signal d'activation étant transmis à l'émetteur magnétique.