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ORGANE DE COMMANDE, AERONEF A VOILURE TOURNANTE
ET PROCEDE
La présente invention concerne un organe de commande, un
aéronef à voilure tournante comprenant un tel organe de commande,
et un procédé appliqué par l'aéronef.
Un aéronef à voilure tournante de type hélicoptère par exemple
comporte au moins un rotor principal qui participe au moins
partiellement à la sustentation et à la propulsion de cet aéronef.
En outre, un système permet au moins de contrôler le
mouvement en lacet de l'aéronef.
Dès lors, un tel hélicoptère comporte trois axes de pilotage. Un
premier axe consiste à utiliser une première commande pour contrôler
la norme du vecteur portance de l'aéronef. Un deuxième axe consiste
à utiliser une deuxième commande pour commander l'orientation de
ce vecteur portance, et un troisième axe consiste à utiliser une
troisième commande pour commander le mouvement en lacet de
l'aéronef.
Par exemple, un hélicoptère peut comprendre un rotor principal
participant à sa propulsion et sa sustentation. De plus, un hélicoptère
peut comprendre un rotor auxiliaire participant au moins au contrôle
du mouvement en lacet.
Dès lors, l'aéronef comporte des commandes de pilotage
manoeuvrables par un pilote pour contrôler les évolutions de cet
aéronef.
Ainsi, un levier de pas collectif permet de contrôler
collectivement le pas des pales du rotor principal pour régler la
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portance de l'aéronef. Un manche cyclique permet =de contrôler
cycliquement le pas des pales du rotor principal pour régler
l'orientation du vecteur portance de l'aéronef. Enfin, un palonnier
permet de régler collectivement le pas des pales du rotor auxiliaire
pour contrôler le mouvement en lacet de l'hélicoptère.
Selon une autre réalisation, un hélicoptère peut comprendre
deux rotors principaux, éventuellement coaxiaux.
Dès lors, un levier de pas collectif peut permettre de contrôler
collectivement le pas des pales des rotors principaux pour régler la
portance de l'aéronef. Un manche cyclique peut permettre de
contrôler cycliquement le pas des pales des rotors principaux pour
régler l'orientation du vecteur portance de l'aéronef. Enfin, un
palonnier peut permettre de régler le couple en lacet exercé par au
moins un rotor principal sur le fuselage de l'aéronef, afin de contrôler
le mouvement en lacet de l'aéronef.
Un autre type d'aéronef à voilure tournante dit hybride par
commodité comporte au moins un rotor qui participe au moins
partiellement à la sustentation et à la propulsion de cet aéronef. De
plus, l'aéronef comporte un dispositif permettant de contrôler le
mouvement en lacet de l'aéronef. Cet aéronef comprend aussi un
système moteur apte à exercer, au moins selon le sens d'avancement
de l'aéronef, une poussée dite poussée additionnelle par
commodité. Cette poussée additionnelle est
qualifiée
d' additionnelle dans la mesure où cette poussée est axialement
indépendante de la poussée éventuellement exercée par la voilure
tournante.
Outre les trois axes de pilotage usuels, un tel aéronef à voilure
tournante hydride comprend un quatrième axe de pilotage. Ce
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quatrième axe de pilotage consiste à utiliser une quatrième
commande pour piloter la norme de la poussée additionnelle.
Par exemple, un aéronef à voilure tournante hybride peut
comprendre un rotor principal qui participe au moins partiellement à
la sustentation et à la propulsion de cet aéronef. De plus, cet aéronef
à voilure tournante hybride comporte deux systèmes moteurs munis
respectivement de deux hélices participant au moins partiellement à
la propulsion de l'aéronef et au contrôle du mouvement en lacet de
cet aéronef.
Un levier de pas collectif peut permettre de contrôler
collectivement le pas des pales du rotor principal pour régler la norme
du vecteur portance de l'aéronef. Un manche cyclique peut permettre
de contrôler cycliquement le pas des pales du rotor principal pour
régler l'orientation du vecteur portance de l'aéronef.
En outre, une commande de poussée peut permettre à un pilote
de régler collectivement un pas moyen des pales des hélices pour
piloter la poussée additionnelle générée conjointement par les
hélices.
De plus, un palonnier peut permettre de régler la répartition de
cette poussée additionnelle entre les deux hélices pour contrôler le
mouvement en lacet de l'aéronef au travers de l'application de
poussées différentes à l'aide des hélices. Ce palonnier peut par
exemple permettre de régler un pas différentiel, le pas des pales
d'une hélice étant par exemple égal à la somme du pas moyen et de
la moitié du pas différentiel, le pas des pales de l'autre hélice étant
par exemple égal à la différence du pas moyen et de la moitié du pas
différentiel.
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La commande de poussée peut prendre la forme d'une
commande de pilotage électrique tout ou rien . Lorsque la
commande de poussée est man uvrée, cette commande de poussée
génère un ordre d'augmentation ou de réduction du pas moyen des
pales des hélices. Cet ordre est transmis à des actionneurs pour
modifier le pas des pales des deux hélices de la même manière. Par
exemple, un actionneur est agencé sur une chaîne de transmission
mécanique contrôlant un distributeur hydraulique, ce distributeur
hydraulique alimentant un vérin hydraulique apte à engendrer un
mouvement des pales d'une hélice.
Les documents FR 1518834 et GB 790560 sont cités à titre
illustratif uniquement car ces documents n'ont pas trait à la
commande d'hélices d'un hélicoptère hybride.
Le document FR 1518834 présente une commande à levier. Ce
levier est mobile. Le mouvement est guidé par un guide présentant
une fente de guidage en forme de A (lambda). En outre, le levier porte
une poignée tournante pilotant l'admission de carburant d'un groupe
moteur.
Le document GB 790560 présente une commande d'aéronef.
Cette commande comporte un tube mobile en rotation autour d'un axe
de rotation transversal. Le tube est relié à une tige de contrôle du pas
collectif des pales d'un rotor. Une rotation du tube induit alors une
modification de ce pas collectif.
Le document US 2514212 est aussi connu.
De plus, cette commande est munie d'une tige traversant le
tube. Cette tige s'étend longitudinalement d'une poignée en saillie
vers l'avant du tube vers une extrémité en saillie vers l'arrière du
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tube. Cette extrémité est articulée à un système de mobilité pilotant
la position d'une valve. La poignée peut effectuer un mouvement
rotatif par rapport au tube autour d'un axe longitudinal entre une
première position et une deuxième position.
Lorsque la poignée se trouve dans la première position, une
rotation du tube autour de son axe de rotation transversal induit
uniquement une modification du pas collectif des pales du rotor. Par
contre, lorsque la poignée se trouve dans la deuxième position, une
rotation du tube autour de son axe de rotation transversal induit une
modification du pas collectif des pales du rotor et de la position de la
valve contrôlée par la poignée.
Par suite, les documents FR 1518834 et GB 790560 présentent
des commandes munies de poignées tournantes uniquement.
La présente invention a alors pour objet de proposer un organe
de commande innovant manoeuvrable par un pilote et pouvant
notamment être utilisé pour piloter une poussée d'un aéronef.
L'invention vise ainsi un organe de commande manoeuvrable par
un pilote, cet organe de commande étant destiné à piloter un système
moteur exerçant une poussée dans un aéronef, l'organe de
commande comportant un manche et un ensemble mobile agencé sur
le manche et mobile par rapport à ce manche, l'ensemble mobile
comprenant une poignée.
Un tel système moteur peut par exemple prendre la forme d'un
réacteur ou encore d'une hélice.
La poignée est liée au manche par une liaison hélicoïdale afin
qu'une rotation de la poignée autour du manche génère une
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translation de la poignée et de l'ensemble mobile le long du manche,
la poignée étant mobile en translation selon un premier sens de
translation par exemple destiné à imposer une augmentation de la
poussée, la poignée étant mobile en translation selon un deuxième
sens de translation opposé au premier sens de translation et par
exemple destiné à imposer une diminution de ladite poussée.
Par commodité, la poussée est considérée par la suite comme
étant positive lorsque cette poussée permet de faire avancer
l'aéronef, selon un sens d'avancement allant de la queue vers le nez
de l'aéronef, et négative dans le cas contraire.
Le terme augmentation fait référence à une augmentation de
la poussée. Une telle augmentation peut notamment permettre
d'inverser le sens de la poussée en transformant une poussée
négative en poussée positive. Une augmentation de la poussée peut
revenir à imposer une accélération de l'aéronef selon le sens
d'avancement.
Le terme diminution fait référence à une diminution de la
poussée. Une telle diminution peut notamment permettre d'inverser le
sens de la poussée en transformant une poussée positive en poussée
négative. Une diminution de la poussée peut revenir à imposer une
décélération de l'aéronef selon le sens d'avancement.
Dès lors, l'ensemble mobile de l'organe de commande présente
une poignée en liaison hélicoïdale sur le manche. Une telle poignée
peut prendre la forme d'un cylindre qui entoure localement un tube du
manche.
Dès lors, l'organe de commande ne comporte pas une poignée
mobile uniquement en rotation, contrairement au document FR
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1518834 par exemple, ou uniquement mobile en translation. La
poignée réalise un mouvement de rotation-translation de part la
liaison hélicoïdale. Au fur et à mesure que la poignée est tournée
autour du manche, cette poignée est déplacée en translation.
Ainsi, un pilote peut déplacer intuitivement la poignée pour
augmenter ou réduire la poussée exercée par chaque système moteur
commandé par l'organe de commande.
En outre, un pilote se saisissant de la poignée d'une main peut
exercer un effort important sur une transmission mécanique reliée à
l'ensemble mobile. En effet, l'effort total exercé par le pilote sur la
transmission mécanique résulte d'une combinaison d'un effort
développé en rotation par sa main pour tourner la poignée et d'un
effort développé en translation exercé par le bras du pilote. Une telle
combinaison d'effort ne peut pas être atteinte avec une poignée
usuelle, et peut s'avérer avantageuse pour déplacer des éléments
nécessitant des efforts de commande importants.
De plus, une poignée à liaison hélicoïdale peut être positionnée
précisément par un pilote par rapport au manche, contrairement à une
poignée mobile uniquement en translation.
Enfin, le moyen de commande matérialisé par l'ensemble mobile
de l'organe de commande est purement mécanique. Son
fonctionnement se matérialise par l'actionnement rotatif d'une
poignée, qui génère une action de translation de l'ensemble mobile
comprenant cette même poignée. Cet ensemble mobile est monté sur
le manche, par exemple un manche contrôlant le pas collectif d'un
rotor principal, et son fonctionnement peut ne pas influencer la
commande générée par le manche en tant que tel.
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De par sa structure et pour les raisons évoquées
précédemment, cet organe de commande peut tendre à être robuste,
ergonomique, pratique, et à être utilisé de manière intuitive.
Cet organe de commande peut ainsi être utilisé sur un
hélicoptère hybride pour piloter la poussée exercée collectivement
par les hélices. Dans ce cas, la poignée peut par exemple permettre
la gestion de secours de la poussée exercée par les hélices. La
rotation de la poignée génère, grâce à un montage hélicoïdal, un
déplacement longitudinal de la poignée sur le manche afin d'aider le
pilote à appréhender le sens de la variation de poussée (accélération
vers l'avant, décélération vers l'arrière). Eventuellement, le
mouvement de rotation de la poignée peut de surcroit être indexé sur
le mouvement d'une aiguille d'un indicateur à aiguille de poussée du
tableau de bord.
L'organe de commande peut de plus comporter une ou plusieurs
des caractéristiques qui suivent.
Ainsi, l'organe de commande peut comporter une transmission
mécanique de mouvement, ladite transmission mécanique de
mouvement comprenant au moins un lien mobile fixé mécaniquement
à l'ensemble mobile.
L'expression
transmission mécanique de mouvement
désigne un système mécanique muni d'au moins un lien pouvant être
déplacé au moins partiellement de manière linéaire. Une telle
transmission peut par exemple comprendre au moins une commande
à billes présentant une lame mobile en translation, une commande à
câble présentant un câble mobile en translation, une bielle...
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La transmission mécanique de mouvement s'étend alors d'une
portion d'entrée comprenant un lien lié à l'ensemble mobile vers une
portion de sortie. Par exemple, un unique lien s'étend de la portion
d'entrée à la portion de sortie. La translation de l'ensemble mobile
suite à la rotation de la poignée génère une translation identique de
la portion d'entrée puis un mouvement de la portion de sortie. Par
exemple, la portion de sortie effectue une translation de même
amplitude et/ou de même sens que la portion d'entrée et l'ensemble
mobile.
Un ordre de déplacement est ainsi généré purement
mécaniquement.
Selon un autre aspect, l'ensemble mobile peut comporter un
socle qui coopère avec la poignée, la poignée étant articulée au socle
par une liaison pivot conférant un degré de liberté en rotation à la
poignée par rapport au socle et autour du manche, le socle étant
monté sur le manche par une liaison glissière, la poignée étant
mobile en rotation par rapport au socle et étant solidaire en
translation du socle, le socle étant uniquement mobile en translation
par rapport au manche.
Eventuellement, la transmission mécanique de mouvement est
fixée au socle.
L'utilisation d'une poignée et d'un socle attaché à une
transmission mécanique de mouvement, permet de ne déplacer la
portion d'entrée de la transmission mécanique liée au socle qu'en
.. translation.
Selon un autre aspect, l'ensemble mobile peut être destiné à
commander un actionneur de commande nécessitant un déplacement
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de cet ensemble mobile sur une amplitude de commande pour couvrir
toute une plage de fonctionnement de cet actionneur de pilotage.
Hors fonctionnement, l'ensemble mobile est dans une position
centrée entre une première butée et une deuxième butée, la première
.. butée et la deuxième butée étant atteintes par l'ensemble mobile à
partir de la position centrée suite à un mouvement translatif de
l'ensemble mobile selon ladite amplitude de commande.
La poignée peut être un système de commande de secours.
Ainsi, la poignée peut être rendue inopérante dans certaines phases
de fonctionnement, par exemple en dehors d'un cas de panne d'une
interface de commande principale pilotant l'actionneur de commande
ou en dehors de phases d'entraînement.
Ce dispositif permet alors de s'assurer que l'ensemble mobile
peut piloter l'actionneur de commande sur toute la plage de
.. fonctionnement de cet actionneur de commande, quel que soit l'état
de l'actionneur de commande lorsque la poignée est rendue opérante.
Par exemple, la poignée est libre en rotation sur une amplitude
maximale de plus ou moins 270 degrés qui engendre une translation
de l'ensemble mobile de plus ou moins 75 millimètres au regard de la
.. position centrée et d'un sens de déplacement positif prédéterminé.
Autrement dit et à partir de la position centrée, une rotation de la
poignée de 270 degrés selon un premier sens de rotation induit une
translation de 75 millimètres selon le premier sens de translation. De
même, et à partir de la position centrée, une rotation de la poignée de
.. 270 degrés selon un deuxième sens de rotation induit une translation
de 75 millimètres selon le deuxième sens de translation.
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La capacité de déplacement maximale de l'ensemble mobile est
alors de 150 millimètres, soit le double de la course totale utile
prévue pour l'actionneur de commande.
A titre illustratif, l'effort de poussé développé par le pilote est
de l'ordre de 10 daN (décanewton) en sortie de poignée.
Selon un autre aspect, le manche peut s'étendre
longitudinalement d'une extrémité proximale à une extrémité libre,
l'extrémité proximale étant munie d'une articulation conférant au
manche un degré de liberté en rotation autour d'un axe de rotation.
Le premier sens de translation peut aller de l'extrémité
proximale à l'extrémité libre.
En particulier, le premier sens est parallèle le cas échéant avec
le sens d'avancement vers l'avant de l'aéronef.
Le fonctionnement de la commande est alors intuitif car le
déplacement de l'ensemble mobile vers l'avant du manche implique
une variation de la poussée longitudinale vers l'avant (accélération)
de l'aéronef. A l'inverse, un actionnement de la poignée vers l'arrière
implique une variation de la poussée longitudinale vers l'arrière
(décélération).
Selon un autre aspect, la poignée peut être agencée entre la
ladite extrémité proximale et ladite extrémité libre, la poignée étant
indépendante du manche pour qu'une rotation du manche autour de
son axe de rotation n'induise pas un déplacement de la poignée le
long du manche.
Outre un organe de commande, l'invention vise aussi un
aéronef. Cet aéronef est muni d'au moins un système moteur
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exerçant une poussée, la poussée étant réglée par au moins un
actionneur de commande, l'actionneur de commande étant piloté par
une chaîne de transmission d'un mouvement débouchant sur
l'actionneur de commande. L'aéronef comporte alors au moins un
organe de commande selon l'invention, cet organe de commande
étant relié mécaniquement à la chaîne de transmission d'un
mouvement et étant destiné à déplacer la chaîne de transmission d'un
mouvement.
Par ailleurs, la chaîne de transmission d'un mouvement peut
comporter au moins un actionneur de pilotage, cet actionneur de
pilotage étant piloté par une interface de commande avionique
sollicitée par un pilote.
Le terme interface de commande désigne un organe activé
par un pilote, tel que par exemple un bouton ou équivalent, un écran
tactile, une commande vocale...
Le terme avionique signifie que l'interface de commande
génère un signal électrique, électrique, numérique, ou optique pour
piloter un changement d'état de l'actionneur, à savoir le déplacement
relatif de deux pièces de cet actionneur. Par exemple, l'organe de
commande requiert l'extension ou la rétraction de l'actionneur dans le
cadre d'un actionneur linéaire, une rotation d'une tige dans le cadre
d'un actionneur rotatif, ou une déformation dans le cadre d'un
actionneur piézoélectrique.
Cette interface de commande peut être un système principal
utilisé par défaut.
A l'inverse, l'organe de commande ne requiert pas un
changement d'état de l'actionneur de pilotage, mais déplace cet
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actionneur de pilotage mécaniquement. L'organe de commande peut
être un moyen de secours utilisé en cas de panne de l'interface de
commande ou durant des phases d'entraînement.
Selon un autre aspect, l'aéronef pouvant comprendre deux
systèmes moteurs à hélices, la poussée exercée par chaque hélice
d'un système moteur étant pilotée en modifiant un pas des pales de
cette hélice, l'aéronef peut comporter un système de commande
manoeuvrable par un pilote pour modifier les poussées exercées par
les deux hélices de manière différente, l'organe de commande
permettant de modifier les poussées exercées par les deux hélices de
la même manière, la chaîne de transmission d'un mouvement
comportant au moins un combinateur relié à l'organe de commande et
au système de commande ainsi qu'aux deux hélices, le combinateur
combinant mécaniquement un déplacement généré par l'organe de
commande et un déplacement généré par le système de commande.
Le combinateur peut être d'un type connu. Par exemple,
l'enseignement du document FR 3027871 est applicable.
Selon un autre aspect, l'organe de commande pouvant
comprendre une transmission mécanique de mouvement solidaire en
translation de l'ensemble mobile, un levier peut être articulé d'une
part à la transmission mécanique de mouvement et d'autre part à la
chaîne de transmission d'un mouvement, ledit levier étant mobile en
rotation autour d'un axe d'articulation.
Un simple levier permet de servir d'interface entre les deux
sous-systèmes, ce qui s'avère simple à mettre en oeuvre.
L'aéronef peut comporter plusieurs organes de commande
comprenant chacun une transmission mécanique de mouvement reliée
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à l'ensemble mobile de l'organe de commande associé, chaque
transmission mécanique de mouvement étant articulée au levier.
Par exemple, une commande pilote et une commande copilote
sont du type de l'organe de commande selon l'invention. Les
ensembles mobiles des deux organes de commande sont alors reliés
à un même levier. La conjugaison des ordres entre ces deux organes
de commande se fait ainsi naturellement par ce levier commun.
Selon un autre aspect, l'axe d'articulation pouvant s'étendre
entre deux zones extrémales du levier, la transmission mécanique de
mouvement et la chaîne de transmission d'un mouvement peuvent
être articulées au levier entre l'axe d'articulation et la même zone
extrémale.
Le levier ne génère éventuellement pas un changement de
direction d'un mouvement.
Selon un autre aspect, l'aéronef peut comporter un système
d'immobilisation manoeuvrable par un pilote pour immobiliser le levier
en fonctionnement normal, à savoir par exemple tant que l'actionneur
de commande peut être piloté sans manoeuvrer la poignée de l'organe
de commande.
En fonctionnement normal et donc nominal, le levier est
verrouillé dans une position. Le cas échéant, le levier sert de point
d'ancrage d'un actionneur de pilotage piloté électriquement. Par
contre, le levier est déverrouillé si nécessaire pour permettre le
pilotage de l'actionneur de commande par l'ensemble mobile d'un
organe commande selon l'invention.
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Le système d'immobilisation peut être muni d'un système
mécanique qui comprend un doigt de blocage mobile en translation et
un orifice du levier, le doigt de blocage étant engagé dans ledit orifice
pour interdire une rotation du levier en fonctionnement normal et
étant désengagé de cet orifice pour autoriser une rotation du levier en
fonctionnement manuel.
Le doigt peut être solidaire en translation d'un moyen de
préhension pour pouvoir être man uvré par un pilote.
L'invention vise aussi un procédé pour commander un système
moteur d'un aéronef selon cette invention.
Selon ce procédé, on tourne la poignée selon un premier sens
de rotation pour la faire translater le long du manche selon le premier
sens de translation afin d'augmenter la poussée exercée par le
système moteur, et on tourne la poignée selon un deuxième sens de
rotation pour la faire translater le long du manche selon le deuxième
sens de translation afin de réduire la poussée exercée par le système
moteur.
Eventuellement, l'aéronef pouvant avoir un indicateur
présentant une échelle illustrant des valeurs de poussée et une
aiguille pointant sur cette échelle une valeur d'une poussée courante,
ladite aiguille effectuant une rotation selon un premier sens de
déplacement lorsque la poussée augmente et selon un deuxième sens
de déplacement lorsque la poussée diminue, ledit premier sens de
rotation est identique audit premier sens de déplacement, ledit
deuxième sens de rotation est identique audit deuxième sens de
déplacement.
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La manoeuvre de la poignée peut être intuitive de multiples
manières.
En effet, la poignée peut se déplacer longitudinalement de
manière homogène à l'ordre de poussée donné comme indiqué
précédemment.
De manière complémentaire ou alternative, la poignée peut se
déplacer en rotation de manière homogène au déplacement de
l'aiguille illustrant cette poussée sur un indicateur.
Par exemple, une rotation de la poignée selon un sens
dextrorsum peut induire un déplacement de l'aiguille selon ce même
sens dextrorsum.
L'invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails
dans le cadre de la description qui suit avec des exemples donnés à
titre illustratif en référence aux figures annexées qui représentent :
- les figures 1 et 2, des schémas illustrant un organe de
commande selon l'invention, et
- la figure 3, un schéma illustrant un organe de commande
ayant un fonctionnement homogène au fonctionnement d'un
indicateur de poussée,
- la figure 4, une vue d'un aéronef selon l'invention,
- les figures 5 et 6, des schémas illustrant une architecture de
contrôle de systèmes moteurs dudit aéronef.
Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont
affectés d'une seule et même référence.
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La figure 1 présente un organe de commande 40 selon
l'invention en trois dimensions, et la figure 2 représente
cinématiquement l'organe de commande 40. Cet organe de
commande 40 est destiné à piloter un système moteur 10 exerçant
une poussée, par exemple dans un aéronef 1.
En référence à la figure 1, l'organe de commande 40 comporte
un manche 41. Ce manche 41 s'étend d'une extrémité dite extrémité
proximale 42 vers une extrémité dite extrémité libre 43 .
L'extrémité proximale 42 peut être articulée à un plancher par une
articulation 70. Cette articulation 70 peut conférer au manche 41 un
degré de liberté en rotation uniquement autour d'un axe de rotation
AX2. Ainsi, le manche 41 peut représenter un levier de pas collectif,
la rotation du manche commandant selon des méthodes connues une
modification d'un pas collectif de pales d'un rotor. Un levier de pas
collectif est dénommé par la suite manette de pas collectif pour
ne pas être confondu avec un levier d'interface selon l'invention.
En outre, l'extrémité libre 43 peut porter divers boutons de
commande. En particulier, cette extrémité libre 43 peut porter une
interface de commande 18 avionique pilotant ladite poussée dans des
conditions normales.
Par ailleurs, l'organe de commande présente une commande
mécanique supplémentaire agencée sur le manche. Cette commande
prend la forme d'un ensemble mobile 50 qui est agencé sur le manche
41 et mobile en translation le long de ce manche 41.
L'ensemble mobile 50 comprend une poignée 55. Une telle
poignée 55 peut prendre la forme d'un cylindre entourant le manche.
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Cette poignée 55 est liée au manche 41 par une liaison
hélicoïdale 57.
Une telle liaison hélicoïdale 57 peut comporter au moins deux
organes de guidage incluant un rail en hélice 58 présentant un pas de
vis prédéterminé et un pion 59 coulissant dans le rail en hélice 58. Un
desdits deux organes de guidage est alors solidaire du manche 41 et
l'autre organe de guidage est solidaire de la poignée 55. Par
exemple, un rail en hélice 58 est creusé dans une surface du manche
41 et un pion 59 saille d'une surface interne de la poignée 55 pour
être agencé dans le rail en hélice 58. Alternativement, un rail en
hélice 58 est creusé dans une surface interne de la poignée, et un
pion 59 saille de la surface du manche pour être agencé dans le rail
en hélice de la poignée.
Dès lors, une rotation de la poignée 55 autour d'un axe
d'extension du manche 41 génère une translation de la poignée 55 et
de l'ensemble mobile 50 le long de cet axe d'extension. Un tel axe
d'extension peut représenter un axe de symétrie du tronçon du
manche le long duquel se déplace l'ensemble mobile.
De plus, la poignée 55 est indépendante du manche 41. Une
rotation du manche autour de son axe de rotation AX2 n'induit donc
pas un mouvement de la poignée 55 et de l'ensemble mobile 50 par
rapport au manche 41.
Par ailleurs, l'organe de commande 40 présenté comporte une
transmission mécanique de mouvement 36. Cette transmission
mécanique de mouvement 36 est fixée mécaniquement à l'ensemble
mobile 50 pour transférer un ordre donné par l'ensemble mobile au
travers d'un déplacement.
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Pour faciliter l'agencement de la transmission mécanique de
mouvement, l'ensemble mobile 50 peut comporter un socle 60 qui
coopère avec la poignée 55. La poignée 55 est alors reliée au socle
60 par une liaison pivot 62 qui confère un degré de liberté en rotation
à la poignée 55 par rapport au socle 60.
Par exemple, le socle prend la forme d'un boitier 61 dans lequel
est disposée une extrémité de la poignée. Cette extrémité peut
uniquement effectuer une rotation autour de l'axe d'extension par
rapport au boitier 61, aux jeux de fonctionnement près.
En outre, le socle 60 est fixé sur le manche 41 par une liaison
glissière 65. La liaison glissière 65 peut comporter deux moyens de
guidage incluant un rail longiligne 66 et un pion 67 coulissant dans le
rail longiligne 66, un des deux moyens de guidage étant solidaire du
manche 41 et l'autre organe de guidage étant solidaire du socle 60.
Par exemple, un rail longiligne 66 est creusé dans le manche 41 et un
pion 67 est fixé au socle 60 pour coulisser dans le rail longiligne 66.
Le rail longiligne 66 peut être disposé à la suite du rail en hélice 58 le
cas échéant.
Dès lors, la poignée 55 est mobile en rotation par rapport au
socle 60. Par contre, la poignée 55 et le socle 60 sont solidaires en
translation le long du manche 41.
Par suite, un lien de la transmission mécanique de mouvement
36 est avantageusement fixé au socle 60, pour ne pas subir le
mouvement rotatif de la poignée 55 et se déplacer uniquement en
translation.
Dès lors, une rotation de la poignée 55 selon un premier sens
de rotation 103 peut induire un déplacement en translation de
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l'ensemble mobile 50 selon un premier sens de translation 101, pour
par exemple requérir une augmentation de la poussée exercée par les
systèmes moteurs commandés. A l'inverse, une rotation de la poignée
55 selon un deuxième sens de rotation 104 opposé au premier sens
de rotation 103 peut induire un déplacement en translation de
l'ensemble mobile 50 selon un deuxième sens de translation 102
opposé au premier sens de translation, pour par exemple requérir une
diminution de ladite poussée.
Le premier sens de translation 101 peut être dirigé
sensiblement selon le sens d'avancement AV d'un aéronef et de
l'extrémité proximale 42 vers l'extrémité libre 43. L'expression
sensiblement selon le sens d'avancement AV signifie que le sens
de translation est parallèle à un plan vertical passant par le sens
d'avancement, et perpendiculaire à l'axe de tangage de l'aéronef par
exemple.
Par ailleurs et en référence à la figure 3, le premier sens de
rotation et le deuxième sens de rotation peuvent être homogènes au
fonctionnement d'un indicateur 80.
En effet, l'aéronef peut comprendre un indicateur 80 qui
présente une échelle 81 illustrant des valeurs de poussée. De plus,
l'indicateur 80 possède une aiguille 83 mobile en rotation qui pointe
sur cette échelle une valeur d'une poussée courante, à savoir la
poussée développée par les systèmes moteurs. Cette aiguille 83
effectue une rotation selon un premier sens de déplacement 105
lorsque la poussée augmente, et selon un deuxième sens de
déplacement 106 lorsque la poussée diminue. Le deuxième sens de
déplacement 106 est opposé au premier sens de déplacement 105.
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Dès lors et selon le procédé appliqué, un pilote peut tourner la
poignée 55 selon le premier sens de rotation 103 pour la faire
translater le long du manche 41 selon le premier sens de translation
101 afin d'augmenter la poussée exercée par les systèmes moteur 10
contrôlés, et fait tourner la poignée 55 selon le deuxième sens de
rotation 104 pour la faire translater le long du manche selon le
deuxième sens de translation 102 afin de réduire la poussée exercée
par les systèmes moteur 10 contrôlés.
Plus précisément, le premier sens de rotation 103 peut être
identique au premier sens de déplacement 105, et le deuxième sens
de rotation 104 est identique au deuxième sens de déplacement 106.
La manoeuvre de l'ensemble mobile est ainsi fortement intuitive.
Par ailleurs, l'ensemble mobile peut être déplacé entre deux
postions extrêmes, et par exemple entre une première butée 201 et
une deuxième butée 202.
Lorsque l'ensemble mobile est rendu inopérant par exemple,
ledit ensemble mobile 50 peut être dans une position dite position
centrée POSO non visible sur la figure 1. Dans cette position
centrée, l'ensemble mobile 50 se trouve à égale distance de la
première butée 201 et la deuxième butée 202.
Si cet ensemble mobile 50 est destiné à commander au moins
un actionneur de commande 14 nécessitant un déplacement de
l'ensemble mobile 50 sur une amplitude de commande prédéterminée
pour couvrir toute la plage de fonctionnement de cet actionneur de
commande 14, ladite distance est égale à ladite amplitude de
commande. A partir de la position centrée POSO, la première butée
201 ou la deuxième butée 202 sont atteintes par l'ensemble mobile 50
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suite à un mouvement translatif de l'ensemble mobile selon ladite
amplitude de commande.
La figure 4 présente un aéronef 1 selon l'invention. Cet aéronef
1 est muni d'au moins un organe de commande 40 pour commander
au moins un système moteur 10. Ce système moteur exerce une
poussée permettant de déplacer l'aéronef 1.
Cet aéronef 1 comprend un fuselage 2 qui s'étend
longitudinalement selon un sens d'avancement AV de l'aéronef d'une
queue 3 vers un nez 4.
L'aéronef 1 peut être un giravion. Dès lors, l'aéronef peut
comprendre au moins un rotor 3 qui participe au moins partiellement
à la sustentation de l'aéronef voire à sa propulsion. Un tel rotor 3
peut être porté par le fuselage 2. Ce rotor comporte une pluralité de
pales à pas variable.
Par ailleurs, cet aéronef comprend aussi au moins un système
moteur apte à exercer, au moins selon le sens d'avancement de
l'aéronef, une poussée. Par exemple, l'aéronef 1 comporte deux
systèmes moteurs 10 pourvus respectivement de deux hélices 11, 12.
Les deux hélices 11, 12 peuvent être agencées transversalement de
part et d'autre du fuselage et portées par une aile 7.
Chaque hélice 11, 12 comporte une pluralité de pales 13 à pas
variable.
Les hélices 11, 12 et le rotor 3 peuvent être mis en mouvement
par une installation motrice 15 usuelle. Une telle installation motrice
peut comprendre au moins un moteur ainsi que diverses boîtes de
transmission de puissance par exemple.
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Pour être pilotable par un pilote, l'aéronef comporte une
commande cyclique 5 manoeuvrable par un pilote pour contrôler
cycliquement de manière usuelle le pas des pales du rotor 3. La
commande cyclique 5 peut prendre la forme d'un manche cyclique
usuel par exemple.
De plus, l'aéronef comporte une commande collective 7
manoeuvrable par un pilote pour contrôler collectivement de manière
usuelle le pas des pales du rotor 3. La commande collective peut
prendre la forme d'une manette de pas collectif par exemple.
La commande collective et l'organe de commande 40 peuvent
former un seul et même équipement.
En outre, une interface de commande 18 avionique peut
permettre à un pilote de régler collectivement la poussée exercée par
les hélices, par exemple en réglant un pas moyen des pales des
hélices. Dès lors, un système de commande 16, éventuellement un
palonnier, peut par exemple permettre de régler un pas différentiel, le
pas des pales d'une hélice étant par exemple égal à la somme du pas
moyen et de la moitié du pas différentiel, le pas des pales de l'autre
hélice étant par exemple égal à la différence du pas moyen et de la
moitié du pas différentiel.
Dans ce cadre, l'organe de commande 40 selon l'invention peut
alors représenter un système de secours permettant de piloter le pas
moyen en cas de défaillances de l'interface de commande avionique
18 ou lors d'entraînements au pilotage par exemple. La commande
collective 7 peut alors comprendre le manche 41 de l'organe de
commande 40. L'interface de commande avionique peut être portée
par ce manche 41.
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Néanmoins, l'organe de commande 40 selon l'invention peut
aussi être agencé sur d'autres types d'aéronef, par exemple pour
piloter la poussée d'un réacteur.
La figure 5 illustre de manière schématique une architecture de
.. pilotage sur un aéronef du type de la figure 4.
Selon cette architecture, le pas des pales 13 de chaque hélice
peut être modifié. Ainsi, l'aéronef comporte pour chaque hélice un
actionneur dénommé par commodité actionneur de commande 14
qui modifie le pas des pales associées sur commande.
Les actionneurs de commande 14 sont pilotés par une chaine de
commande usuelle dénommée chaine de transmission d'un
mouvement 20 par commodité. Cette chaine de transmission d'un
mouvement peut être pilotée par le système de commande 16 et
l'interface de commande 18.
Cette interface de commande 18 peut être une commande
avionique générant un signal transmis à au moins un actionneur 17
de la chaine de transmission d'un mouvement. Un tel actionneur est
dénommé actionneur de pilotage par commodité.
Dès lors, les actionneurs de pilotage et le palonnier sont reliés
mécaniquement à un combinateur 22, ce combinateur 22 étant relié à
chaque actionneur de commande 14. Ce combinateur 22 peut prendre
la forme d'un combinateur usuel.
Par ailleurs, cette architecture présente un système de secours
mécanique utilisable notamment en cas de panne de l'interface de
commande 18.
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Ce système de secours inclut au moins un organe de commande
40 selon l'invention. La figure 5 illustre la présence possible d'un
organe de commande 40 manoeuvrable par un pilote et d'un organe
de commande 40 manoeuvrable par un copilote.
Chaque organe de commande 40 comporte un ensemble mobile
50 qui est mobile en translation et relié mécaniquement par une
transmission mécanique de mouvement 36 à un unique levier 31. Ce
levier 31 est ainsi articulé d'une part à chaque transmission
mécanique de mouvement 36 et d'autre part à la chaîne de
transmission d'un mouvement 20.
En outre, le levier coopère avec un système d'immobilisation 37
qui rend inopérant le levier 31 sur requête.
Lorsque le levier est inopérant dans des conditions normales de
fonctionnement, le levier sert de point d'ancrage des actionneurs de
pilotage 17. Un changement d'état des actionneurs de pilotage 17
induit de fait un mouvement du combinateur. L'organe de commande
ne pilote alors pas les actionneurs de commande. Les ensembles
mobiles de chaque organe de commande sont immobiles dans leurs
référentiels.
Par contre, lorsque le système d'immobilisation 37 libère le
levier 31, une translation d'un ensemble mobile 50 induit un
mouvement du combinateur 22.
La figure 6 présente les divers organes de l'architecture de la
figure 2.
Selon la figure 6, chaque ensemble mobile 50 des organes de
commande 40 est relié à un levier 31 commun par une transmission
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mécanique de mouvement 36. Une telle transmission mécanique peut
comprendre une gaine 361 en appui contre un support 362. De plus,
la transmission mécanique de mouvement 36 peut comporter un câble
ou une lame traversant la gaine pour être fixé(e) à l'ensemble mobile
50 et au levier 31.
Par ailleurs, le levier 31 est articulé à un organe immobile de
l'aéronef par une articulation qui confère au levier 31 un degré de
liberté en rotation autour d'un axe d'articulation AX1. Le levier
s'étendant selon la longueur entre deux zones extrémales 32, 33,
l'axe d'articulation AX1 est positionné entre ces zones extrémales 32,
33.
Dès lors, chaque transmission mécanique de mouvement 36 est
éventuellement articulée au levier 31 entre l'axe d'articulation AX1 et
une zone extrémale particulière.
Par ailleurs, un système d'immobilisation 37 éventuel permet
d'immobiliser sur requête le levier 31. Ce système d'immobilisation 37
peut comporter une tige dont une extrémité représente un doigt de
blocage 38. Ce doigt de blocage 38 peut être inséré dans un orifice
39 du levier 31 pour empêcher une rotation du levier 31 autour de son
axe d'articulation AX1. La tige peut aussi comprendre un moyen de
préhension 380. Dès lors, un pilote peut se saisir du moyen de
préhension 380 pour sortir le doigt de blocage de l'orifice 39 afin de
libérer le levier 31.
Selon un autre aspect, la chaîne de transmission d'un
mouvement 20 est articulée au levier 31 entre cet axe d'articulation
AX1 et cette même zone extrémale particulière. Lorsque le levier 31
est immobilisé par le doigt de blocage 38, ce levier sert ainsi de point
d'ancrage de la chaîne de transmission d'un mouvement.
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Conformément à la réalisation présentée sur la figure 6, cette
chaîne de transmission d'un mouvement 20 comporte au moins un
actionneur de pilotage 17 piloté par une interface de commande 18
voire par un système de pilotage automatique. De plus, cette chaîne
de transmission d'un mouvement 20 peut comporter des bielles, des
moyens de renvoi, un combinateur 22... Ce combinateur 22 peut être
relié par des commandes à billes, voire par des bielles aux
actionneurs de commande 14. Le chaîne de transmission d'un
mouvement 20 est représenté de manière schématique.
Dès lors, lorsque le système d'immobilisation immobilise le
levier 31, les actionneurs de pilotage 17 sont pilotés pour changer
d'état et transmettre un ordre en déplacement par une commande
mécanique reliée à chaque actionneur de commande 14. Le levier 31
isole alors la chaine de transmission d'un mouvement des organes de
commande 40.
Lorsqu'un pilote libère le levier 31 en sollicitant le système
d'immobilisation 37, un déplacement d'un ensemble mobile 50 induit
un déplacement d'au moins un lien d'une transmission mécanique de
mouvement 36, une rotation du levier 31, puis un déplacement
d'organes de la chaine de transmission d'un mouvement 20, et enfin
d'une entrée des actionneurs de commande 14.
Naturellement, la présente invention est sujette à de
nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs
modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu'il n'est
pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes
possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit
par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente
invention.
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