Brevet FR3091261A1 — publié le 20200703

Description Titre de l'invention : Dispositif d'application d'effort pour un manche de pilotage d'un aéronef Domaine technique [0001] L'invention concerne les dispositifs de pilotage utilisés par le pilote dans un cockpit d'aéronef. Elle concerne notamment un manche actif comprenant un retour (l'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 »( que les mâchoires demeurent en position serrée sur le premier pion et sur le deuxième pion. [0115] Le dispositif d'application d'effort comprend en outre un dispositif d'accouplement mécanique entre le deuxième pion 40a et le carter 4. Le dispositif d'accouplement comprend l'engrènement d'entrée 63 monté fixe en rotation autour de l'axe A par rapport au carter 4 et l'engrènement de sortie 62 monté fixe en rotation par rapport au deuxième pion 40a. Les deux engrènements sont mobiles en translation selon une direction parallèle à l'axe A. [0116] A titre d'exemple, l'engrènement d'entrée 62 et l'engrènement de sortie 63 présentent ici une forme de couronne annulaire centrée sur l'axe A de l'arbre. L'engrènement d'entrée est à une position axiale située entre la mâchoire 73 et l'engrènement de sortie. [0117] L'engrènement de sortie est, dans sa position non enclenchée à l'engrènement d'entrée, mobile en translation selon l'axe A et en rotation autour de l'axe A. Sous l'effet des moyens de serrage 7a, le deuxième pion 40a suit donc les mouvements de rotation du premier pion 30a autour de l'axe A lorsque les engrènements ne sont pas enclenchés. [0118] L'engrènement de sortie 63 est fixe en rotation autour de l'axe A par rapport au carter 4. De plus, dans cet exemple, des moyens de rappel sont fixés d'une part au carter 4 ou à une pièce solidaire du carter, et d'autre part à un côté de l'engrènement de sortie 63 faisant face au carter 4. Les moyens de rappel sont ici deux ressorts 64. Les moyens de rappel tendent à ramener les engrènements dans une position engrainée. [0119] Dans cet exemple, les moyens de solidarisation de l'engrènement d'entrée 63 et de l'engrènement de sortie 62 forment un crabot. L'un parmi l'engrènement d'entrée et l'engrènement de sortie peut comprendre au moins une dent, de préférence plusieurs, et l'autre engrènement comprend au moins autant de logements de forme et de dimensions complémentaires par rapport aux dents. Dans le mode avantageux où le dispositif d'application d'effort comprend un dispositif de débrayage pour permettre la sélection du point neutre de la loi d'effort, le nombre de dents est avantageusement élevé, de préférence supérieur à trois dents, et ces dents sont régulièrement réparties sur le périmètre de l'engrènement qui les porte pour permettre un réglage précis de ce point neutre. [0120] Sur les Figures 4 et 5, on a représenté deux dents 65 de l'engrènement de sortie 62 et deux logements complémentaires 66 de l'engrènement d'entrée 63. Lorsque les engrènements d'entrée et de sortie sont rapprochés selon l'axe A, les dents s'engagent dans les logements complémentaires. [0121] L'actionneur Ga et l'électro-aimant 5a sont configurés de sorte que, lorsque l'électro-aimant 5a sollicite l'actionneur 6a - dans la configuration de fonctionnement 13 - l'un parmi l'engrènement d'entrée et l'engrènement de sortie soit sollicité dans un sens d'éloignement par rapport à l'autre engrènement. L'action magnétique de l'électro-aimant sur l'actionneur est suffisamment forte pour contrer la détente des ressorts 64. [0122] Dans cet exemple, l'actionneur 6a comprend un matériau magnétique situé dans la couronne de l'engrènement d'entrée 63 et l'électro-aimant Sa est situé dans une pièce du carter 4 en regard de l'engrènement d'entrée 63. Les polarités du matériau magnétique et de l'électro-aimant sont les mêmes, de sorte que l'engrènement d'entrée 63 est attirée par l'électro-aimant. [0123] On notera qu'en alternative, l'électro-aimant Sa peut être localisé sur l'engrènement de sortie. L'électro-aimant est alors à une position face à l'actionneur selon une direction parallèle à l'axe A. [0124] Lorsque l'électro-aimant Sa ne sollicite pas l'actionneur 6a - dans la configuration de blocage de la Figure 5 - l'engrènement d'entrée 63 n'est pas attiré vers le carter et n'est pas éloigné de l'engrènement de sortie 62. [0125] La position d'équilibre mécanique du dispositif d'accouplement est une position où l'engrènement d'entrée 63 engraine l'engrènement de sortie 62. [0126] Ainsi, l'engrènement de sortie 62 bloque l'engrènement d'entrée 63, et donc le deuxième pion 40a, en rotation autour de l'axe A. [0127] Séquence de fonctionnement du dispositif à point neutre non fixe [0128] Dans une configuration en fonctionnement normal, par exemple en cours de vol de l'aéronef avec une alimentation électrique fonctionnelle, l'actionneur Ga est dans la position éloignée de la Figure 4. [0129] Le moteur de roulis 3a exerce de préférence un effort résistif s'opposant au mouvement de roulis imposé par le pilote sur le levier 1. Le deuxième pion 40a suit les mouvements de rotation du premier pion 30a (autrement dit, de l'arbre (l'entraînement) autour de l'axe A. [0130] En cas de panne, l'électro-aimant ne produit plus de champ magnétique particulier. Le dispositif d'application d'effort entre en configuration de blocage. Les moyens de solidarisation des engrènements d'entrée et de sortie entrent en prise. Le dispositif d'accouplement est craboté. [0131] Le deuxième pion 40a est alors solidaire en rotation par- rapport au carter. Les moyens de serrage 7a tendent à aligner le premier pion 30a pai- rapport au deuxième pion 40a. L'arbre d'entraînement du moteur de roulis subit un effort résistif s'opposant à un mouvement de rotation du premier pion. Le premier pion 30a tend vers un point fixe aligné avec le deuxième pion 40a. [0132] L'arbre d'entraînement étant couplé mécaniquement au levier de pilotage 1 par l'intermédiaire du joint mécanique 10, l'effort résistif tend à ramener le levier 1 vers 14 un point neutre. [0133] Par défaut, le point neutre dépend de la position du deuxième pion lors de l'inactivation de l'électro-aimant, position qui dépend elle-même de la position du levier 1 sur l'axe de roulis lors du déclenchement de la panne. Le point neutre correspond alors à la dernière position hors panne du deuxième pion 40a, même si cette dernière position ne correspond pas à une position centrale du levier. [0134] Une loi d'effort est mise en oeuvre par la voie de secours mécanique. Un avantage est de permettre l'obtention d'un point neutre non fixe pour le levier. [0135] Dans le mode avantageux décrit ci-avant, un dispositif de débrayage permet de désengager en cours de panne les engrènements d'entrée et de sortie de manière contrôlée. Le point neutre du levier servant de référence pour la loi d'effort peut alors être différent de la position du levier lors du déclenchement de la panne, si le pilote a sélectionné ce point neutre après le déclenchement de la panne. 15