Brevet FR3132557A1 — publié le 20230811

Vanne de retard ayant un port d’entrée, un port de sortie et au moins un port de retour, et la vanne de retard comportant un distributeur comprenant : - un port d’alimentation relié au port d’entrée ; - un premier port de service formant le port de sortie ; - au moins un deuxième port de service formant le port de retour ; - un tiroir mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort et dans laquelle le port d’alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour ; et - une chambre de pilotage connectée au port d’entrée pour le déplacement du tiroir mobile. Circuit hydraulique d’alimentation d’un vérin comprenant une telle vanne de retard (Vr, Vr’, Vr’’). FIGURE DE L’ABREGE : Fig.6A Vanne de retard et circuit d’alimentation d’un vérin comprenant une telle vanne L’invention est relative aux vannes pour circuit hydraulique comme les circuits d’alimentation des vérins des boîtiers d’accrochage tels que ceux qui sont utilisés dans les aéronefs pour la retenue, en position escamotée, d’atterrisseurs ou de trappes. ARRIERE PLAN DE L’INVENTION On connaît des aéronefs munis d’atterrisseurs escamotables, de soutes destinées à recevoir ces atterrisseurs lorsque l’aéronef est en vol, et de trappes pour fermer ces soutes. Le déploiement et la rétraction des atterrisseurs, tout comme l’ouverture et la fermeture des trappes, sont effectués à l’aide d’actionneurs de manœuvre tels que des vérins. Lorsque l’atterrisseur arrive en position rétractée, il est automatiquement maintenu dans cette position par un ou plusieurs boîtiers d’accrochage. Il en est de même lorsque la trappe arrive en position fermée. De façon connue en soi, le boîtier d’accrochage comprend un crochet monté pivotant entre une position de libération et une position de retenue d’une olive fixée sur l’atterrisseur ou la trappe, et un organe de verrouillage qui est rappelé par un ressort vers une position de verrouillage du crochet quand celui-ci est amené en position de retenue, et qui est repoussé par un actionneur de déverrouillage pour permettre au crochet de basculer vers une position de libération et ainsi libérer l’olive. L’actionneur de déverrouillage comprend généralement un vérin hydraulique comportant un corps à l’intérieur duquel peut coulisser une tige associée à un piston. La tige est agencée pour agir sur l’organe de verrouillage en vue de le repousser vers une position de déverrouillage. Le bon fonctionnement du boîtier d’accrochage, et en particulier sa performance au déverrouillage, peut être défini par le niveau d’effort d’actionnement requis par le vérin pour permettre la libération de l’olive. Ce niveau d’effort se caractérise notamment par les frottements générés dans les liaisons et contacts entre les différentes pièces composant le boîtier d’accrochage (joints d’étanchéité portés par le piston, liaison pivot de l’organe de verrouillage et du crochet, contact entre l’organe de verrouillage et le crochet…). Il est connu de minimiser ces frottements par un apport de graisse/lubrifiant pour garantir le bon fonctionnement du boîtier d’accrochage mais aussi son intégrité face à l’usure. Cet apport nécessite l’ouverture du boîtier d’accrochage et est généralement effectué selon un programme d’entretien régulier correspondant à une maintenance préventive effectuée selon des critères prédéterminés (durée de mise en service, nombre de cycles effectués…) et dont l’objectif est de réduire la probabilité de défaillance du boîtier d’accrochage. Ce type de maintenance nécessite notamment de connaître le comportement du boîtier d’accrochage, ses modes de dégradation et le temps moyen de bon fonctionnement entre deux avaries, et ne permet pas d’optimiser les fréquences d’opération de maintenance du boîtier d’accrochage. Il faudrait pour cela caractériser précisément le comportement du boîtier d’accrochage dans des environnements variés qui sont dépendants des conditions d’exploitation de l’aéronef par la compagnie qui l’exploite. Pour pallier à ces inconvénients, il a été envisagé une maintenance prédictive consistant à mesurer la pression dans le vérin du boîtier d’accrochage pour surveiller en temps réel l’effort d’actionnement, et à définir un seuil de pression à partir duquel une opération de maintenance doit être réalisée. Or, la vitesse de montée en pression d’un vérin de boîtier d’accrochage est généralement très importante (supérieure à 1000 bars par seconde). Ceci est le résultat d’un faible volume de fluide comprimé par le piston et a pour conséquence d’entraîner un déverrouillage très rapide du crochet. Cette rapidité rend difficile l’observation du temps et de la pression de déverrouillage du crochet. Les figures 1A et 1B illustrent deux exemples d’évolution de la pression dans un vérin de boîtier d’accrochage. La correspond à un état de fonctionnement normal du boîtier d’accrochage pour lequel le temps et la pression de déverrouillage sont respectivement sensiblement égaux à 1,07 seconde et 60 bars. La correspond à un état de fonctionnement dégradé du boîtier d’accrochage (le frottement s’est accru entre des pièces internes composant le boîtier d’accrochage suite par exemple à un défaut d’entretien dudit boîtier d’accrochage) pour lequel le temps et la pression de déverrouillage sont respectivement sensiblement égaux à 1,16 seconde et 160 bars. Entre l’état de fonctionnement normal et l’état de fonctionnement dégradé, la différence de temps de déverrouillage est inférieure à 100 millisecondes, de sorte qu’une fréquence d’observation supérieure à 100 Hertz serait nécessaire au niveau du calculateur des atterrisseurs pour garantir une détection pertinente de la dégradation du boîtier d’accrochage. Or, la fréquence d’exécution d’un tel calculateur est généralement sensiblement égale à 12,5 Hertz. L’augmenter aurait pour effet d’entraîner un accroissement de la charge du calculateur (on parle généralement de charge CPU de l’anglais « Central Processing Unit ») et donc du dimensionnement du calculateur. Il a ainsi été envisagé, lors d’une séquence de libération du crochet immobilisé en position de retenue par l’organe de verrouillage, de réaliser les étapes suivantes : alimenter le vérin en fluide sous pression avec une loi d’évolution selon laquelle la pression du fluide est, pendant une durée prédéterminée, inférieure à une pleine pression, puis égale à la pleine pression ; déterminer un instant de libération du crochet et le comparer à l’instant où prend fin la durée prédéterminée ; et déduire de cette comparaison un état de dégradation du boîtier d’accrochage. En retardant l’application de la pleine pression dans la chambre du vérin, un tel procédé permet de diagnostiquer une dégradation des performances de déverrouillage du boîtier d’accrochage avant la perte complète de la fonction de déverrouillage, et donc de programmer une maintenance du boîtier d’accrochage permettant de se prémunir d’une panne latente de celui-ci. Néanmoins, il n’est pas connu de vanne permettant de réaliser une telle loi d’évolution de la pression du fluide alimentant le vérin. OBJET DE L’INVENTION Plus généralement, de telles vannes seraient utiles dans toute application dans lesquelles il est avantageux de retarder l’alimentation d’un composant à pleine pression. A cet effet, on propose une vanne de retard ayant un port d’entrée destiné à être relié à une source de fluide sous pression, un port de sortie destiné à être relié à un vérin et au moins un port de retour. Selon l’invention, la vanne de retard comporte un distributeur comprenant : un port d’alimentation relié au port d’entrée ; un premier port de service formant le port de sortie ; au moins un deuxième port de service formant le port de retour ; un tiroir mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort et dans laquelle le port d’alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour ; et une chambre de pilotage connectée au port d’entrée pour le déplacement du tiroir mobile. Lorsqu’un fluide sous pression entre dans la vanne de retard par le port d’entrée et que le tiroir est dans sa position de limitation de pression, la pression du fluide sortant par le port de sortie S résulte de la perte de charge au travers du port d’alimentation et du port de retour, et est donc inférieure à celle entrant par le port d’entrée. Dans le même temps, la pression régnant dans la chambre de pilotage tend à augmenter et donc à entraîner un déplacement du tiroir vers sa position de pleine pression. Au fur et à mesure que la pression augmente dans la chambre de pilotage, le tiroir finit par rejoindre sa position de pleine pression dans laquelle il obstrue complètement le port de retour. La pression du fluide sortant par le port de sortie résulte alors de la perte de charge au travers du port d’alimentation et devient ainsi sensiblement égale à celle entrant par le port d’entrée. Il apparaît donc qu’avant de devenir sensiblement égale à celle entrant par le port d’entrée, la pression du fluide sortant du port de sortie se retrouve limitée pendant une durée dépendant de la vitesse de déplacement du tiroir. De manière particulière, le port d’alimentation est relié au port d’entrée via un premier restricteur. De manière particulière, la chambre de pilotage est connectée au port d’entrée via un deuxième restricteur. De manière particulière, le port d’alimentation est relié au port de retour via un troisième restricteur. De manière particulière, la vanne de retard comprend un premier clapet anti-retour laissant passer le fluide du port d’alimentation vers le port d’entrée. De manière particulière, la vanne de retard comprend un deuxième clapet anti-retour laissant passer le fluide de la chambre de pilotage vers le port d’entrée. Selon un mode de réalisation particulier, la vanne de retard comprend au moins deux ports de retour. Selon un autre mode de réalisation particulier, le tiroir comporte une surface extérieure de forme tronconique agencée pour que ledit tiroir, lors de son passage de la position de limitation de pression à la position de pleine pression, obstrue le port de retour de manière plus progressive que si la surface extérieure était de forme cylindrique. L’invention concerne également un circuit hydraulique d’alimentation d’un vérin comprenant une telle vanne de retard. L’invention concerne aussi un actionneur de déverrouillage comprenant un vérin hydraulique relié à un tel circuit hydraulique. L’invention concerne en outre un aéronef comprenant un boîtier d’accrochage pour la retenue d’un atterrisseur escamotable ou d’une trappe refermant une soute destinée à recevoir l’atterrisseur, le boîtier d’accrochage comportant un tel actionneur de déverrouillage. L’invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative, et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles : la illustre l’évolution de la pression dans un vérin de déverrouillage équipant un boîtier d’accrochage selon l’art antérieur, dans un état de fonctionnement normal ; la est analogue à la , le boîtier d’accrochage étant dans un état de fonctionnement dégradé ; la est une vue schématique d’un dispositif de verrouillage d'une trappe d’un atterrisseur d’aéronef via un boîtier d’accrochage ; la est une vue schématique d’un circuit hydraulique, selon un mode de réalisation particulier de l’invention, pour alimenter un vérin de déverrouillage d’un boîtier d’accrochage, pour mettre en œuvre le procédé illustré à la ; la est une vue schématique de face d’un boîtier d’accrochage, illustré alors que le crochet est en position de retenue, l’organe de verrouillage étant en position de verrouillage. la est une vue analogue à celle de la , illustrant le crochet en position de libération, l’organe de verrouillage étant en position de déverrouillage via l’action du vérin ; la est une vue analogue à celle de la , illustrant le crochet en position de libération, l’organe de verrouillage étant en position de déverrouillage via l’action d’un dispositif de secours ; la est une vue schématique d’un actionneur de déverrouillage selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; la est une vue en coupe de la vanne de retard illustrée à la , dans un état de repos ; la est une vue analogue à la , illustrant la vanne dans un état de pression limitée ; la est une vue analogue à la , illustrant la vanne dans un état de pleine pression ; la illustre un procédé pour diagnostiquer un état de dégradation d’un boîtier d’accrochage, selon un mode de réalisation particulier de l’invention ; la illustre l’évolution de la pression dans le vérin de l’actionneur de déverrouillage illustré à la , le vérin étant alimenté en fluide sous pression avec une première loi d’évolution ; la illustre une deuxième loi d’évolution de la pression d’alimentation du vérin ; la une vue en coupe de la vanne de retard permettant de réaliser la deuxième loi d’évolution de la pression d’alimentation illustrée à la , dans un état de repos. la illustre une troisième loi d’évolution de la pression d’alimentation du vérin la une vue en coupe de la vanne de retard permettant de réaliser la troisième loi d’évolution de la pression d’alimentation illustrée à la , dans un état de repos. Vanne de retard (V r , V r ’, V r ’’) ayant un port d’entrée (E) destiné à être relié à une source de fluide sous pression (P), un port de sortie (S) destiné à être relié à un composant (Ve) à alimenter et au moins un port de retour (R), et la vanne de retard comportant un distributeur (D) comprenant : un port d’alimentation (A) relié au port d’entrée ; un premier port de service formant le port de sortie ; au moins un deuxième port de service formant le port de retour ; un tiroir (T r ) mobile entre une position de limitation de pression vers laquelle il est rappelé automatiquement par un ressort (R e ) et dans laquelle le port d’alimentation est relié au port de sortie et au port de retour, et une position de pleine pression dans laquelle le tiroir obstrue le port de retour ; et une chambre de pilotage (C h ) connectée au port d’entrée pour le déplacement du tiroir mobile. Vanne de retard (Vr, Vr’, Vr’’) selon la revendication 1, dans laquelle le port d’alimentation (A) est relié au port d’entrée (E) via un premier restricteur (R1) Vanne de retard (Vr, Vr’, Vr’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la chambre de pilotage (C h ) est connectée au port d’entrée (E) via un deuxième restricteur (R2) Vanne de retard (Vr, Vr’, Vr’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le port d’alimentation (A) est relié au port de retour (R) via un troisième restricteur (R3, R3.1, R3.2, R3.3). Vanne de retard (V r , V r ’, V r ’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un premier clapet anti-retour (C1) laissant passer le fluide du port d’alimentation (A) vers le port d’entrée (E). Vanne de retard (V r , V r ’, V r ’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un deuxième clapet anti-retour (C2) laissant passer le fluide de la chambre de pilotage (C h ) vers le port d’entrée (E). Vanne de retard (V r ’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le tiroir (T r ) comporte une surface extérieure (S e ) de forme tronconique agencée pour que ledit tiroir, lors de son passage de la position de limitation de pression à la position de pleine pression, obstrue le port de retour (R) de manière plus progressive que si la surface extérieure était de forme cylindrique. Circuit hydraulique d’alimentation d’un vérin (V e ) formant un composant à alimenter, comprenant une vanne de retard (V r , V r ’, V r ’’) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Actionneur de déverrouillage (12, 22) comprenant un vérin (V e ) hydraulique relié à un circuit hydraulique selon la revendication 8. Aéronef comprenant un boîtier d’accrochage (13, 23) pour la retenue d’un atterrisseur (10) escamotable ou d’une trappe (20) refermant une soute destinée à recevoir l’atterrisseur, le boîtier d’accrochage comportant un actionneur de déverrouillage (12, 22) selon la revendication 9.