Brevet FR3123886A1 — publié le 20221216

Ce dispositif de commande (1) d’un compensateur de vol pour aéronef comprend un moteur (M), un dispositif de friction (10), et un arbre de sortie (12), le dispositif de friction (10) étant couplé d’une part au moteur (M) et d’autre part à l’arbre de sortie (12), le dispositif de commande comprenant un engrenage magnétique (11) lié d’une part au dispositif de friction (10) et d’autre part à l’arbre de sortie (12). Figure pour l’abrégé : Fig 2 Dispositif de commande d’un compensateur de vol à engrenage magnétique pour aéronef La présente invention concerne les dispositifs de commande de vol électrique pour aéronef. La présente invention concerne plus particulièrement la commande d’un compensateur de vol pour aéronef, par exemple pour hélicoptère. Techniques antérieures Les compensateurs de vol (également appelés « trim » en termes anglo-saxons) permettent l’ancrage de la commande de vol d’un aéronef dans une position neutre qui peut être réglée par le pilote pour équilibrer les efforts aérodynamiques sur la gouverne. Par exemple, en cas de vent latéral, un compensateur de vol permet de garder le manche, ou levier de commande en position neutre tout en produisant un déplacement de l’aéronef visant à contrecarrer l’effet du vent latéral. Les compensateurs de vol permettent également de restituer un effort au pilote dans le cas où les commandes de vol font appel à des servocommandes plutôt que des commandes exclusivement mécaniques. Enfin, les compensateurs de vol peuvent également s'interfacer avec le pilote automatique pour transmettre les consignes du pilote automatique vers les commandes de vol en faisant par exemple se déplacer le manche lorsque l'aéronef est en mode de pilotage automatique. Dans le cas d’un aéronef doté de servocommandes, un dispositif de commande, également appelé actionneur de trim, restitue au pilote un effort résistant sur les commandes manuelles de vol du compensateur de vol. On a représenté sur la un dispositif de commande 1 d’un compensateur de vol selon l’état de la technique. Le dispositif de commande 1 comprend généralement un moteur M, un réducteur 2, un dispositif de friction 3, un engrenage mécanique 4 et un arbre de sortie 5 équipé d’une goupille de sécurité 6. Le moteur M est par exemple relié au réducteur 2 par une vis sans fin 7. Le réducteur 2 est couplé au dispositif de friction 3, ledit dispositif de friction 3 étant couplé à l’arbre de sortie 5 par l’intermédiaire de l’engrenage mécanique 4 constitué par exemple de plusieurs pignons à dents. L’arbre de sortie 5 est lié en particulier au levier de commande utilisé par le pilote de l’aéronef pour mettre en mouvement les éléments stabilisateurs de l’aéronef, par exemples des pâles. Cette architecture est cependant soumise à des défauts tels que la rupture de dents dans l’engrenage mécanique 4 due par exemple à la présence de corps étrangers endommageant l’engrenage mécanique 4. De plus, chaque élément de ce dispositif de commande 1 peut subir un dysfonctionnement, ou se gripper. Ceci a pour conséquence d'entraîner le blocage de la commande de vol de l'aéronef. De plus, le dispositif de commande 1 pouvant être grippé, le pilote doit forcer le levier de commande jusqu’à briser la goupille de sécurité 6 positionnée sur l’arbre de sortie 5 afin de libérer les mouvements du levier de commande. Ainsi, la commande manuelle est désolidarisée du dispositif de commande 1, grippé par exemple au niveau de l’engrenage mécanique. Cependant, la destruction de la goupille nécessite pour le pilote de forcer sur le levier de commande ce qui, une fois la goupille de sécurité brisée, entraîne un mouvement brusque du bras du pilote avec le levier, pouvant générer un écart de l’aéronef de sa trajectoire et un risque important pour celui-ci. La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients précités en réduisant le risque de grippage de l’engrenage et en supprimant le risque d’un mouvement brusque du pilote suite à la destruction de la goupille de sécurité. La présente invention a pour objet un dispositif de commande d’un compensateur de vol pour aéronef, comprenant un moteur, un dispositif de friction, et un arbre de sortie, le dispositif de friction étant couplé d’une part au moteur et d’autre part à l’arbre de sortie. Le dispositif de commande comprend également un engrenage magnétique lié d’une part au dispositif de friction et d’autre part à l’arbre de sortie. L'engrenage magnétique, du fait qu'il ne présente pas de pièces mécaniques en contact, n'est pas assujetti au problème de grippage dû à une rupture de denture comme les engrenages traditionnels. Par ailleurs, il présente la caractéristique supplémentaire de limitation de couple : au-delà d'un certain couple, l’engrenage magnétique désolidarise le dispositif de friction et l’arbre de sortie. Ces caractéristiques permettent de se passer de goupille de sécurité sur l’arbre de sortie. Avantageusement, le dispositif de commande comprend un réducteur réversible ou irréversible couplé d’une part au moteur et d’autre part au dispositif de friction. Avantageusement, le dispositif de commande comprend un capteur de déplacement en rotation de l’arbre de sortie. Avantageusement, l’engrenage magnétique comprend des pôles d’aimants ou d’électro-aimants. Par exemple, l’engrenage magnétique couple le dispositif de friction et l’arbre de sortie sans contact. Le dispositif de commande de vol est automatique et est relié au levier de commande de la commande de vol. L’invention a également pour objet un hélicoptère comprenant un dispositif de commande de vol tel que défini précédemment. D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : dont il a déjà été fait mention, illustre schématiquement un dispositif de commande d’un compensateur de vol selon l’état de la technique ; illustre schématiquement un dispositif de commande d’un compensateur de vol selon l’invention. Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation On a représenté sur la une vue schématique d’un dispositif de commande 8 d’un compensateur de vol d’hélicoptère. Le dispositif de commande 8 comprend un moteur M, un réducteur 9, un dispositif de friction 10, un engrenage magnétique 11 et un arbre de sortie 12. Une vis sans fin 13 relie le moteur M au réducteur 9 tandis qu’un arbre d’entrée 14 relie le réducteur 9 au dispositif de friction 10. Le dispositif de friction 10 est relié à l’engrenage magnétique 11 par l’intermédiaire d’un second arbre 15. L’arbre de sortie 12 relie l’engrenage magnétique 11 au levier de commande (non représenté) utilisé par le pilote de l’aéronef afin d’appliquer au levier de commande un effort résistant en fonction du déplacement imprimé au levier par le pilote. Le moteur M est par exemple piloté par un signal de commande pour imprimer automatiquement un effort au levier de commande. Le moteur M est par exemple électrique et entraîne en rotation la vis sans fin 13. Le réducteur 9 est irréversible ou réversible, de préférence irréversible et comprenant par exemple plusieurs étages de réduction. Le dispositif de friction 10 est par exemple un dispositif de friction variable asservie contrôlé par un calculateur (non représenté) de commande de vol de manière à restituer un effort de friction variable en fonction des conditions et des phases de vol. Il comprend un tambour 16 et une bague 17, la bague 17 venant en prise avec le tambour 16 grâce à leur surface de friction 18, afin de solidariser ou de désolidariser, totalement ou partiellement, la bague 17 et le tambour 16. L’engrenage magnétique 11, également appelé « magnetic gear » en termes anglo-saxons, est un ensemble de pignons 19 dont les dents sont des pôles 20 d’aimants ou d’électro-aimants. Les pôles 20 pouvant se repousser, deux pignons 19 garnis d’aimants peuvent agir l’un sur l’autre sans contact. L’engrenage magnétique 11 permet donc de transmettre le mouvement du second arbre 15 à l’arbre de sortie 12 sans bruit, sans contact, sans usure, et en minimisant le risque de grippage de l’engrenage. De plus, l’engrenage magnétique 11 assure une fonction de limiteur de couple lorsque le couple du second arbre est supérieur à un seuil prédéterminé. C’est une sécurité supplémentaire en cas de blocage du dispositif de friction, qui permet, en usage normal de limiter le couple transmis. L’avantage procuré par le fait que l’engrenage magnétique 11 permette une transmission du mouvement sans contact est également de permettre l’absence d’un élément fusible tel qu’une goupille de sécurité : lorsque le dispositif de commande 8 se grippe, le pilote de l’hélicoptère peut actionner le levier de commande et piloter et agir sur les commandes de vol, sans avoir à briser de goupille de sécurité puisque l’engrenage magnétique 11 permet de désolidariser intrinsèquement le levier de commande de la partie du dispositif de commande 8 comprenant le moteur M, le réducteur 9 et le dispositif de friction 10. Le dispositif de commande 8 comprend par exemple un capteur de déplacement en rotation 21 de l’arbre de sortie 12. Le capteur de déplacement en rotation 21 mesure la rotation de l’arbre de sortie 12 par l’intermédiaire d’une pignonnerie 22 et génère un signal de mesure représentatif de la position angulaire de l’arbre de sortie 12. Dispositif de commande (1) d’un compensateur de vol pour aéronef, comprenant un moteur (M), un dispositif de friction (10), et un arbre de sortie (12), le dispositif de friction (10) étant couplé d’une part au moteur (M) et d’autre part à l’arbre de sortie (12), caractérisé en ce qu’il comprend un engrenage magnétique (11) lié d’une part au dispositif de friction (10) et d’autre part à l’arbre de sortie (12). Dispositif selon la revendication 1, comprenant un réducteur (9) réversible ou irréversible couplé d’une part au moteur (M) et d’autre part au dispositif de friction (10). Dispositif selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant un capteur de déplacement en rotation (21) de l’arbre de sortie (12). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’engrenage magnétique (11) comprend des pôles (20) d’aimants ou d’électro-aimants. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’engrenage magnétique (11) couple le dispositif de friction (10) et l’arbre de sortie (12) sans contact. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le dispositif de commande (1) est automatique et est relié à un levier de commande d’une commande de vol. Aéronef comprenant un dispositif de commande (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6.