Brevet FR3123316A1 — publié le 20221202

La présente divulgation concerne un dispositif de commande de vol pouvant être monté sur un corps d’une aile d’un aéronef pour réduire ou éliminer le jeu mécanique des actionneurs électromécaniques (EMA). Le dispositif de commande de vol peut inclure un organe de commande de vol et des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport à l’aile de l’aéronef. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être isolés mécaniquement l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol. Les premier et deuxième actionneurs peuvent coopérer pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol autour d’un axe de l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Dispositif de commande de vol et procédé d’augmentation de précision de calage La présente description se rapporte généralement à un dispositif de commande de vol et un procédé d’actionnement de composants sur une aile d’aéronef. CONTEXTE Traditionnellement, des composants sur un aéronef tels que les composants de commande de vol primaire (p. ex. ailerons, gouverne de direction et gouverne de profondeur), les composants de commande de vol secondaire (p. ex. volets, compensateurs de réaction, déporteurs, becs de bord d’attaque, becs à fente et aérofreins) et d’autres composants tels que le train d’atterrissage ont été actionnés avec des actionneurs de commande de vol. Avec les systèmes d’actionnement de commande de vol modernes, la précision de la position est essentielle pour connaître la position exacte des composants de commande de vol. Du fait de la conception des actionneurs électromécaniques (EMA) linéaires, une certaine quantité de jeu mécanique (p. ex. un jeu libre) peut être inhérente. Le jeu mécanique peut provoquer une incertitude ou une hystérésis dans la position des composants de commande commandés par les EMA. Des améliorations sont nécessaires pour supprimer le jeu mécanique dans les actionneurs électromécaniques pour une précision accrue de calage. RESUME La illustre une vue en perspective d’un exemple d’aéronef 10 qui peut être tout type d’aéronef tel qu’un aéronef d’entreprise (p. ex. jet d’affaires), privé, commercial et de passagers adapté à l’aviation civile, l’aviation militaire ou UAV, ainsi qu’un jet commercial/d’affaires. L’aéronef 10 peut inclure des ailes 12, un fuselage 14, un ou plusieurs moteurs 16 et un empennage 18 de type connu ou autre. Les ailes 12 peuvent inclure chacune une ou plusieurs surfaces de commande de vol telles que des ailerons 20, des becs de bord d’attaque 22, des déporteurs 24 et des volets de bord de fuite 26. Les surfaces de commande de vol peuvent être déplacées pour commander le vol à l’aide d’actionneurs électromécaniques (EMA) tels que les EMA linéaires. Les becs de bord d’attaque 22 et les volets de bord de fuite 26 peuvent être considérés comme des surfaces de commande de vol « haute portance » qui peuvent être déployées pour augmenter la portance générée par les ailes 12 lors de l’atterrissage, le décollage et/ou pendant toutes autres phases appropriées de vol ou de conditions nécessitant une portance accrue. Alors que l’aéronef est au sol, un calage peut être réalisé pour régler la position des EMA. Le « calage » ou réglage de position précise des volets de bord de fuite d’aéronef à la position de croisière « zéro » ou en vol nécessite que le volet de bord de fuite mobile soit précisément calé par rapport à l’aile de l’aéronef. Pour les aéronefs commerciaux, la configuration de croisière en vol d’une aile est critique, car l’efficacité en carburant de l’aéronef dépend en grande partie du rendement aérodynamique de l’aile en croisière. Des volets de bord de fuite peuvent être mobiles entre plusieurs positions pour fournir des degrés variables d’amélioration de portance à l’aile pour des opérations telles que le décollage et l’atterrissage et l’approche à basse vitesse. Pour ces opérations, le volet de bord de fuite est mobile entre une position de croisière et une ou plusieurs positions déployées dans lesquelles le volet est translaté vers l’arrière et vers le bas depuis la position de croisière en même temps qu’il est en rotation. Il est souhaitable de commander précisément les surfaces de commande de vol pendant le vol pour limiter le jeu mécanique (p. ex. jeu). Le jeu mécanique peut être défini comme un dégagement ou un mouvement perdu dans un mécanisme provoqué par des espaces entre deux parties. C’est-à-dire que le jeu mécanique peut être la distance ou l’angle maximal(e) selon laquelle ou lequel toute partie d’un système mécanique peut être déplacée dans une direction sans appliquer une force ou un mouvement appréciable à la partie suivante en séquence mécanique. Dans l’exemple d’un actionneur à filets accouplés, c’est la quantité de dégagement entre filets accouplés. Il peut y avoir une certaine quantité de « jeu mécanique » entre l’EMA et les surfaces de commande de vol commandées. Ce « jeu mécanique » n’est typiquement pas un problème alors que l’aéronef est au sol en raison d’une force de poids gravitationnel qui agit pour éliminer la quantité de jeu. De même, lors du décollage, la quantité de force de portance agit pour supprimer la quantité de jeu dans le système. Le jeu mécanique peut être principalement réalisé en cours de vol dans une position neutre. Du fait des forces d’oscillation à partir du haut et du bas agissant sur l’aile de l’aéronef pour entraîner les EMA vers le haut ou vers le bas de telle sorte que la position des EMA est inconnue du fait des forces fluctuantes les déplaçant vers l’arrière et vers l’avant. La présente description répond à cette préoccupation en appliquant une torsion au système pour retirer le « jeu mécanique » dans les EMA et/ou dans des liaisons correspondantes pour relier un dispositif de commande de vol à l’aile. Un aspect de la présente description concerne un dispositif de commande de vol qui peut être monté sur un corps principal d’une aile d’un aéronef pour réduire ou éliminer le jeu mécanique des actionneurs électromécaniques (EMA) et/ou dans des liaisons correspondantes pour relier le dispositif de commande de vol à l’aile. Le dispositif de commande de vol peut inclure un organe de commande de vol destiné à être monté sur le corps principal de l’aile. L’organe de commande de vol peut définir un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’organe de commande de vol. Le dispositif de commande de vol peut inclure des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport au corps principal d’aile. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être couplés à l’organe de commande de vol à différents premier et deuxième emplacements espacés l’un de l’autre le long d’une longueur de l’organe de commande de vol. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être isolés mécaniquement l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol. Le dispositif de commande de vol peut également inclure un contrôleur électronique pour coordonner le fonctionnement des premier et deuxième actionneurs au fur et à mesure que l’organe de commande de vol est déplacé par rapport au corps principal de l’aile. Lorsque l’organe de commande de vol est dans au moins une position prédéterminée par rapport au corps principal de l’aile, le contrôleur électronique peut être programmé pour commander l’actionnement des premier et deuxième actionneurs de telle sorte que les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. Un autre aspect de la présente description concerne un appareil d’actionnement pour caler un organe de commande de vol monté sur une aile d’aéronef. L’organe de commande de vol définit un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’organe de commande de vol. L’appareil peut inclure des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport à l’aile d’aéronef. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être couplés à l’organe de commande de vol à différents premier et deuxième emplacements espacés l’un de l’autre le long de la longueur de l’organe de commande de vol. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être isolés mécaniquement l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être commandés par l’intermédiaire d’un contrôleur électronique au fur et à mesure que l’organe de commande de vol est déplacé par rapport à l’aile d’aéronef dans laquelle les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. Un autre aspect de la présente description concerne un procédé de calage d’un organe de commande de vol monté sur une aile d’aéronef. L’organe de commande de vol définit un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’organe de commande de vol. Le procédé peut inclure les étapes consistant à fournir des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport au corps principal d’aile. Les premier et deuxième actionneurs peuvent être isolés mécaniquement l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol. Le procédé peut également inclure une étape consistant à programmer un contrôleur électronique pour commander les premier et deuxième actionneurs de telle sorte que les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol autour de l’axe de l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. Ces caractéristiques et avantages et d’autres apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et d’un examen des dessins associés. Différents aspects supplémentaires seront indiqués dans la description qui suit. Les aspects peuvent concerner des caractéristiques individuelles et des combinaisons de caractéristiques. Il est entendu que la description générale qui précède et la description détaillée suivante sont fournies à titre d’exemple et d’explication uniquement et ne sont pas limitatives des grands concepts sur lesquels les exemples divulgués ici sont basés. Les dessins annexés, qui sont incorporés dans la description et en sont partie intégrante, illustrent plusieurs aspects de la présente invention. Une brève description des dessins est la suivante : la est une vue en perspective d’un exemple d’aéronef illustrant des composants de commande de vol ; la est une vue schématique illustrant des premier et deuxième actionneurs sur un seul panneau d’une aile d’aéronef avec un jeu mécanique éliminé ; et la est une vue schématique d’un dispositif de commande de vol représenté en position neutre conformément aux principes de la présente description. 1 Dispositif de commande de vol adapté pour être monté sur un corps principal d’une aile d’un aéronef, le dispositif de commande de vol comprenant : un organe de commande de vol destiné à être monté sur le corps principal de l’aile, l’organe de commande de vol définissant un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’organe de commande de vol ; des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport au corps principal de l’aile, les premier et deuxième actionneurs étant couplés à l’organe de commande de vol à différents premier et deuxième emplacements espacés l’un de l’autre le long de la longueur de l’organe de commande de vol, les premier et deuxième actionneurs étant mécaniquement isolés l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol ; et un contrôleur électronique pour coordonner le fonctionnement des premier et deuxième actionneurs lorsque l’organe de commande de vol est déplacé par rapport au corps principal de l’aile ; dans lequel, lorsque l’organe de commande de vol est dans au moins une position prédéterminée par rapport au corps principal de l’aile, le contrôleur électronique est programmé pour commander l’actionnement des premier et deuxième actionneurs de telle sorte que les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. 2 Dispositif de commande de vol selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième actionneurs sont des actionneurs filetés. 3 Dispositif de commande de vol selon la revendication 1, dans lequel l’au moins une position prédéterminée est une position neutre. 4 Dispositif de commande de vol selon la revendication 1, dans lequel l’organe de commande de vol est un aileron, un volet ou un bec de bord d’attaque. 5 Dispositif de commande de vol selon la revendication 1, dans lequel le premier actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique. 6 Dispositif de commande de vol selon la revendication 5, dans lequel le deuxième actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique. 7 Dispositif de commande de vol selon la revendication 1, dans lequel les premier et deuxième actionneurs incluent chacun une vis d’entraînement et un écrou d’entraînement en prise avec la vis d’entraînement pour transférer un mouvement rotatif de la vis d’entraînement en mouvement de l’organe de commande de vol. 8 Appareil d’actionnement pour le calage d’un organe de commande de vol monté sur une aile d’aéronef, l’organe de commande de vol définissant un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’organe de commande de vol, comprenant : des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport à l’aile d’aéronef, les premier et deuxième actionneurs étant couplés à l’organe de commande de vol à différents premier et deuxième emplacements espacés l’un de l’autre le long de la longueur de l’organe de commande de vol, les premier et deuxième actionneurs étant mécaniquement isolés l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol ; les premier et deuxième actionneurs étant commandés par l’intermédiaire d’un contrôleur électronique au fur et à mesure que l’organe de commande de vol est déplacé par rapport à l’aile d’aéronef de telle sorte que les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique. 9 Appareil selon la revendication 8, dans lequel les premier et deuxième actionneurs sont des actionneurs filetés. 10 Appareil selon la revendication 8, dans lequel organe de commande de vol est dans au moins une position prédéterminée par rapport à l’aile d’aéronef. 11 Appareil selon la revendication 10, dans lequel l’au moins une position prédéterminée est une position neutre. 12 Appareil selon la revendication 8, dans lequel le premier actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique. 13 Appareil selon la revendication 12, dans lequel le deuxième actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique. 14 Appareil selon la revendication 8, dans lequel les premier et deuxième actionneurs incluent chacun une vis d’entraînement et un écrou d’entraînement en prise avec la vis d’entraînement pour transférer un mouvement rotatif de la vis d’entraînement en mouvement de l’organe de commande de vol. 15 Procédé de calage d’un organe de commande de vol monté sur une aile d’aéronef, l’organe de commande de vol définissant un axe qui s’étend le long d’une longueur de l’élément de commande de vol, le procédé comprenant les étapes consistant à : fournir des premier et deuxième actionneurs pour déplacer l’organe de commande de vol par rapport à un corps principal de l’aile d’aéronef, les premier et deuxième actionneurs étant mécaniquement isolés l’un de l’autre à l’exception de leur raccordement mutuel à l’organe de commande de vol ; commander l’actionnement des premier et deuxième actionneurs de telle sorte que les premier et deuxième actionneurs coopèrent pour appliquer un effort de torsion à l’organe de commande de vol pour réduire ou éliminer le jeu mécanique ; et établir une position neutre de l’organe de commande de vol après que le jeu mécanique a été éliminé en mesurant un angle de l’organe de commande de vol à un point médian entre les premier et deuxième actionneurs. 16 Procédé selon la revendication 15, dans lequel les premier et deuxième actionneurs sont ajustés progressivement dans des directions opposées jusqu’à ce que le jeu mécanique soit éliminé. 17 Procédé selon la revendication 15, dans lequel les premier et deuxième actionneurs sont couplés à l’organe de commande de vol à différents premier et deuxième emplacements espacés l’un de l’autre le long de la longueur de l’organe de commande de vol. 18 Procédé selon la revendication 15, dans lequel le premier actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique et le deuxième actionneur est configuré pour éliminer 50 % du jeu mécanique. 19 Procédé selon la revendication 15, dans lequel les premier et deuxième actionneurs incluent chacun une vis d’entraînement et un écrou d’entraînement en prise avec la vis d’entraînement. 20 Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre le transfert d’un mouvement de rotation de la vis d’entraînement en mouvement de l’organe de commande de vol.