FR2478021A1 - Dispositif de commande pour avion permettant le passage automatique/manuel de facon instantanee - Google Patents

Abstract

LE DISPOSITIF DE COMMANDE DE LA PRESENTE INVENTION, PAR EXEMPLE UN ENSEMBLE DE COMMANDE DE PUISSANCE POUR AVION COMPREND UN ORGANE DE COMMANDE MOBILE MANUELLEMENT 16 ACCOUPLE A UN MOYEN DE MOTEUR D'ENTRAINEMENT CONSTITUE DE DEUX COMPOSANTS 7, 22 AGISSANT MAGNETIQUEMENT L'UN SUR L'AUTRE ET POUVANT FONCTIONNER POUR DEPLACER AUTOMATIQUEMENT L'ORGANE DE COMMANDE, PAR EXEMPLE SOUS LA COMMANDE DU PILOTE AUTOMATIQUE, TOUT EN PERMETTANT A L'OPERATEUR, C'EST-A-DIRE AU PILOTE DE L'AVION, DE SE SUBSTITUER A LUI. LE MOTEUR D'ENTRAINEMENT PEUT ETRE UN MOTEUR LINEAIRE, EN PARTICULIER UN MOTEUR COMPRENANT UNE TIGE ET UN CAVALIER 7, 22 AYANT CHACUN DES DENTS POLAIRES 26 DEFINISSANT DES POSITIONS RELATIVES DE RELUCTANCE MAGNETIQUE MINIMUM ENTRE LA TIGE ET LE CAVALIER, ET UN MOYEN D'ENROULEMENTS POUR DEPLACER LE CAVALIER PAS PAR PAS ENTRE LESDITES POSITIONS.

Description

1. La présente invention concerne un dispositif de

commande, ce dispositif étant capable d'être actionné ma-

nuellement et automatiquement, le fonctionnement manuel pou-

vant se substituer au fonctionnement automatique. Pous par-

ticulièrement, mais pas exclusivement, la présente invention

concerne un ensemble de demande de poussée pour avion, c'est-

à-dire un "bloc manette gaz".

Dans un avion, la commande des gaz du moteur ou de chaque moteur est faite par un ensemble de demande de

poussée monté dans le poste de pilotage comprenant un le-

vier de commande de puissance, la position en marche manuel-

le ou en marche automatique de ce levier ayant pour effet

de modifier la poussée de l'unité de propulsion.

Il est essentiel que le pilote puisse facilement

se substituer au mode de fonctionnement automatique.

La présente invention a pour objet un dispositif

de commande permettant non seulement une substitution manuel-

le facile, mais également instantanée.

Pour des raisons ergonomiques et/ou de préféren-

ce de l'équipage, il est souhaitable que le levier de comman-

de de puissance puisse se déplacer linéairement pour la com-

mande des gaz et que cette commande des gaz par le pilote automatique de l'avion soit transmise par l'intermédiaire du levier (cela permet au pilote de "sentir" le fonctionnement 2.

du pilote automatique et d'avoir confiance en celui-ci). Ain-

si, l'ensemble de demande de puissance doit comprendre un

moyen permettant de transmettre une information sur la po-

sition du levier au système d'admission des gaz du moteur et au pilote automatique (de sorte que, par exemple, le fait que le pilote se substitue à la commande automatique

soit signalé au pilote automatique) et un moyen pour dépla-

cer le levier de commande de puissance sous la commande du pilote automatique. Ainsi, on appréciera qu'un ensemble de demande de poussée est un ensemble très complexe et que par conséquent il est volumineux et lourd. En général, on se rapproche d'un mouvement linéaire du levier de commande de puissance en s'arrangeant pour que le levier se déplace sur un pivot suivant un arc de petite valeur - cela a pour effet d'augmenter les dimensions de l'ensemble puisque le point de pivotement doit être à une distance suffisamment grande de

la partie de préhension du levier.

En conséquence, un autre objet de la présente inven-

tion est de prévoir un ensemble de demande de poussée ou "bloc manette gaz" sensiblement plus compact, qui assume les

fonctions requises et permette de plus d'obtenir un vérita-

ble mouvement linéaire du levier de commande de puissance.

Selon l'un des aspects de la présente invention, le dispositif permettant d'effectuer la commande comprend une partie fixe, un élément mobile porté par la partie fixe et pouvant être positionné manuellement ou automatiquement

par rapport à cette partie, et un royen d'entraînement per-

mettant d'effectuer ce positionnement automatique comprenant des composants jumelés agissant magnétiquement l'un sur l'autre, l'un étant associé à l'élément mobile et l'autre

à la partie fixe.

Grâce à cet arrangement, on trouve que le posi-

tionnement manuel de l'élément mobile évite instantanément l'action magnétique; il est inutile de défaire des liaisons

mécaniques et électriques.

Lorsque le dispositif de commande est destiné spé-

cifiquement à effectuer une-commande à distance, par exem-

3. pie, lorsqu'il est logé dans le poste de pilotage d'un avion pour faire varier la poussée d'une unité de propulsion située à distance, il comprend un moyen sensible à la position qui

donne un signal correspondant à la position et/ou au change-

ment de position de l'élément mobile. Selon un second aspect de la présente invention, on prévoit un ensemble de demande de poussée pour avion, comprenant: - un logement fixe; - un élément mobile manuellement supporté dans le

logement pour se déplacer linéairement par rapport à celui-

ci et comportant une partie de préhension s'étendant depuis le logement, et un moyen de moteur d'entraînement monté dans le logement pour déplacer l'élément mobile sous la commande

du pilote automatique de l'avion, ce moyen de moteur d'en-

trainement comprenant une combinaison d'un élément allongé

et d'un autre élément agissant magnétiquement l'un sur l'au-

tre, l'un de ces éléments étant accouplé à l'élément mobile manuellement et disposé de façon à se déplacer linéairement

par rapport à l'autre dans le sens de la longueur de l'élé-

ment allongé, et un moyen d'enroulement commandé électrique-

ment de façon à avoir une influence sur les éléments agis-

sant magnétiquement l'un sur l'autre pour produire ledit mouvement; l'ensemble de demande de poussée comprenant en outre un moyen de fourniture de signal d'entraînement couplé

au moyen d'enroulement pour fournir des signaux de comman-

de électriques à celui-ci et un moyen de détecteur de posi-

tion disposé de façon à être influencé par le moyen de moteur d'entraînement afin de détecter la position relative

des éléments agissant magnétiquement l'un sur l'autre.

Le moyen de fourniture de signal d'entraînement peut

comprendre un module électronique enfichable connecté direc-

tement par l'intermédiaire d'un connecteur électrique appro-

prié au logement de l'ensemble de demande de poussée et com-

prenant un moyen électronique qui génère les signaux d'en-

traînement destinés au moyen de moteur d'entraînement.

4. La présente invention sera bien comprise lors de la

description suivante faite en liaison avec les dessins ci-

joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en élévation en coupe d'un ensemble de demande de poussée pour avion;

La figure 2 est une vue en bout en coupe de l'ensem-

ble de la figure 1; La figure 3 est une vue en coupe d'une partie du moteur d'entraînement utilisé dans l'ensemble de la figure lo 1; La figure 4 représente quatre diagrammes montrant le fonctionnement du moteur de la figure 3; La figure 5 est un schéma sous forme simplifiée d'une partie d'un circuit électrique utilisé en association avec l'ensemble de la figure 1; La figure 6 est une vue schématique en élévation de côté d'un autre ensemble de demande de poussée;

La figure 7 est une vue semblable d'un troisième en-

semble de demande de poussée;

La figure 8 est une vue semblable d'un quatrième en-

semble de demande de poussée; et La figure 9 est une vue en çoupe transversale d'un

moteur pas à pas rotatif.

L'ensemble de demande de poussée des figures 1 et 2 comprend un logement métallique rectangulaire moulé 1, à la partie supérieure ouverte duquel est fixée par des vis 2 une

plaque de:fermeture 3 comportant au centre une fente longitu-

dinale 4. Chaque paroi extrême 5 du logement 1 comporte deux

alésages bagués 6, l'un au-dessus de l'autre, et chaque alé-

sage est aligné avec un alésage correspondant 6 de l'autre

paroi. Deux alésages correspondants supportent les extrémi-

tés de l'un de deux éléments 7 ressemblant à un arbre. Cha-

que élément 7 constitue le stator d'un moteur d'entraînement linéaire qui comprend en outre un "moteur" 8. Chaque moteur

8 comprend un logement cylindrique 9 disposé autour du sta-

tor correspondant 7 et supporté en coulissement par deux paliers à coussinet 10 placés à l'intérieur du logement 9 5. près de ses extrémités respectives. A chaque extrémité de chaque moteur 8 se trouve une partie cylindrique 11 ayant un diamètre inférieur à celui de la partie principale de chaque logement 9 et les deux moteurs sont accouplés par un étrier creux 12, qui est ouvert à sa partie inférieure de façon à pouvoir être placé sur les deux moteurs et qui comporte, à chaque extrémité, une fente 13 dans laquelle s'engagent les côtés opposés des parties 11. La longueur de la fente est suffisamment grande pour tenir compte des tolérances des

dimensions et de l'écartement entre les deux moteurs d'en-

traInement. L'extrémité supérieure de l'étrier 12 comporte une partie étroite 14 dirigée vers le haut et s'étendant à travers la fente 4 de la plaque couvercle 3, l'extrémité

supérieure de cette partie 14 étant fendue de façon à rece-

voir une plaque 15 constituant une partie d'une poignée de pilote, qui comprend en outre deux parties de préhension 16 cylindriques, molletées, fixées par une vis 17 de chaque côté de la plaque 15. La plaque 15 est fixée à la partie

14 par des vis 18.

A l'aide de la poignée, le pilote peut déplacer

l'étrier 12 avec les deux moteurs 8 jusqu'à n'importe quel-

le position sur les stators 7 à l'intérieur des limites dé-

finies par les extrémités de la fente 4. Comme cela sera décrit ultérieurement, un tel mouvement a pour effet de commander la puissance du moteur de l'avion. Dans la figure

1, la poignée est représentée à l'extrémité de son déplace-

ment, cette position étant appelée position de "fermeture

des gaz". A cette extrémité se trouve un dispositif 19 (re-

présenté schématiquement seulement) qui verrouille la poi-

gnée dans la position d'arrêt et/ou qui définit une butée de mouvement enlevable par le pilote en un endroit situé à une petite distance de la position de "fermeture des gaz",

c'est-à-dire à une position de "ralenti du moteur de propul-

sion". A titre d'exemple, le dispositif 19 pourrait avoir la forme d'un élément de levier (non représenté) accouplé à un arbre (non représenté) pour déplacer l'arbre le long de son axe entre une position désengagée et une position o il 6. s'étend dans le trajet de l'étrier 12 de façon à soit buter contre une extrémité de l'étrier et définir la position d'arrêt en marche au ralenti du moteur, à soit s'engager dans un trou apparié de l'étrier et verrouiller ce dernier dans la position de fermeture des gaz.

Dans le plancher du logement 1 se trouve une ou-

verture o est montée l'embase d'un connecteur électrique 20. Le connecteur 20 reçoit une fiche constituant une partie

d'un module électrique enfichable 21 (non représenté en dé-

tail) contenant le circuit de commande des moteurs, communi-

quant avec le levier de commande de puissance et le pilote

automatique de l'avion etc. Ce circuit sera décrit ultérieu-

rement en liaison avec la figure 5.

Les circuits électriques des moteurs 8, représen-

tés seulement en figure 1 par des zones hachurées 22, et décrits en liaison avec la figure 3, sont connectés au module

21 par l'intermédiaire de l'embase 20 et de conducteurs sou-

ples (non représentés).

A chaque extrémité de chaque stator 7, est monté

par un moyen approprié (non représenté),un détecteur de po-

sition 23 contenant un élément de détection de champ magné-

tique à effet Hall 24, ces éléments étant couplés au module

21 par l'intermédiaire de fils (non représentés) et de l'em-

base 20.

La poignée du pilote est représentée sous forme simplifiée mais l'homme de l'art remarquera qu'elle peut

être une pièce très complexe, c'est-à-dire pouvant compren-

dre divers commutateurs actionnables par le pilote au moyen par exemple, de boutons-poussoirs ou par déplacement des

parties de préhension 16. A titre d'exemple, le moyen de pré-

hension cylindrique constitué des deux parties peut tourner autour de son axe de façon à actionner un commutateur qui provoque le fonctionnement du mécanisme de poussée inverse

du moteur de propulsion.

De plus, au lieu que les deux parties 16 aient

approximativement la même longueur comme cela est repré-

senté, l'une pourrait être plus courte que l'autre de façon 7. que, de fait, l'endroit de préhension soit décalé par rapport à la plaque 15, ce qui permettrait à deux unités placées côte à côte telles qu'elles sont utilisées dans un avion à deux moteurs de propulsion d'être montées à proximité l'une de l'autre (on remarquera qu'il y a normalement un

"bloc manette gaz" pour chaque moteur de l'avion).

Comme représenté en figure 1, chaque stator 7

comprend un élément cylindrique allongé 25 en matériau aiman-

table comportant une série d'évidements annulaires qui lais-

sent des dents polaires 26. Les évidements sont remplis d'un matériau amagnétique 27 tel que du cuivre et l'ensemble

est revêtu d'une fine couche 28 (dont l'épaisseur a été exa-

gérée délibérément dans la figure pour la rendre plus claire)

d'un matériau, par exemple de chrome,ayant un faible coef-

ficient de frottement. Afin de faciliter la fabrication, les évidements de l'élément 25 peuvent être formés par usinage

dans l'élément d'un filet hélicoldal profond de section rec-

tangulaire et de faible pas, les deux moteurs 8 étant alors

disposés, par exemple en les équipant d'axes de butée appro-

priés, de façon à ne pas avoir tendance à tourner autour des stators 7 par suite des effets magnétiques dus à la nature

hélicoïdale des dents polaires du stator.

Comme représenté en figure 3, à l'intérieur du lo-

gement cylindrique 9 de chaque moteur 8 se trouvent deux en-

sembles polaires 30 et 31 en forme de bague comportant chacun un enroulement 32 et muni de deux jeux 33 et 34, distants

l'un de l'autre, de gorges annulaires dans sa surface inté-

rieure définissant des jeux respectifs de dents polaires.

Les deux ensembles 30 et 31 sont séparés par un ensemble magnétique 35 comportant un aimant permanent 36 en terre rare

cobalt-samarium et la distance entre les deux ensembles po-

laires est telle que, alors que le pas des dents polaires de chaque ensemble correspond à celui du stator 7 (bien que les dents du moteur soient plus étroites que celles du stator),

si les dents de l'ensemble 30 coïncident avec celles du sta-

tor 7, les dents de l'ensemble 31 coïncident alors avec les interstices séparant les dents du stator 7, c'est-à-dire que 8.

les dents de l'ensemble 30 sont déphasées de 1800 par rap-

port aux dents de l'ensemble 31. Comme pour le stator 7, les dents des ensembles polaires 30 et 31 pourraient être

formées par usinage d'un filet hélicoîdal interne à l'inté-

rieur des ensembles. L'axe magnétique de l'aimant 36 est

parallèle à l'awe du stator 7.

Le fonctionnement de chaque moteur d'entraine-

ment peut être apprécié en considérant les quatre états représentés en figure 4. Dans l'état 1, chaque enroulement

32 est alimenté par un courant continu d'intensité constan-

te de façon à provoquer un champ ayant une direction opposée à celle de l'aimant 36. Le trajet du flux dû à l'aimant 36

est représenté par le pointillé et le moteur 8 prend une po-

sition o les dents du stator et du moteur sont alignées pour que la réluctance soit minimum pour cette configuration particulière du champ. L'inversement du sens du courant dans l'un des enroulements aboutit à l'état 2 de la figure 4, le nouveau trajet du-flux étant indiqué et le moteur se déplaçant pas à pas avec le stator de façon à prendre une nouvelle position o la réluctance est minimum. L'état 3 se produit lorsque le courant dans l'autre enroulement est inversé, et l'état 4 lorsque le courant inversé en premier est de nouveau inversé. Un nouvel inversement du courant de l'autre enroulement ramène le moteur à l'état 1 mais avec le moteur se déplaçant avec le stator d'un pas des dents

polaires du stator. On remarquera que chaque échelon de pas-

sage de l'état 1 à l'état 2, de l'état 2 à l'état 3, etc. a pour effet de déplacer le moteur sur le stator d'un quart de pas des dents polaires du stator, le manque d'alignement des ensembles de pôles du moteur étant prévu en conséquence

pour donner les trajets de réluctance minimum à ces posi-

tions d'un quart de pas.

Le module électronique enfichable 21 représen-

té en figures 1 et 2 peut comprendre pour chaque moteur

d'entraînement un circuit de fourniture de signal d'entraine-

ment. et un circuit de commande comme cela est représenté en figure 5. Ce circuit comprend un système à microprocesseur comprenant une unité centrale de traitement 51 et une 9.

unité de mémoire 52 couplées l'une à l'autre et à une uni-

té d'interface entrée/sortie 53 par l'intermédiaire de bus

de donnée, de commande et d'adresse 54, 55 et -56 respecti-

vement, de la manière classique. Les bus de donnée et de commande peuvent être connectés à l'ordinateur de l'avion

et au pilote automatique (non représenté). Le système re-

présenté étant un système "vol par fil", l'unité d'interfa-

ce est connectée par l'intermédiaire du bus 57 à un ensemble de commande de puissance propre au moteur de l'avion et comprenant, par exemple, un autre système à micro-ordinateur et un servo ou analogue pour agir sur la commande des gaz au moteur. Chaque extrémité de chaque enroulement 32 peut être alimentée par un amplificateur respectif 58 alimenté

à partir de l'unité d'interface 53 par le système à micro-

processeur 50,les signaux d'entraînement étant produits par

le système 50 sous la commande du pilote automatique. A ti-

tre d'exemple, le pilote automatique signale qu'il est né-

cessaire de déplacer le levier de commande de puissance dans une direction particulière suivant un mouvement particulier,

à la suite de quoi, grâce au programme du logiciel du systè-

me 50,le système sort les signaux d'entraînement appropriés de façon à donner le nombre requis de pas de mouvement. En

même temps, le système 50 démarre le fonctionnement d'une sé-

rie de générateurs de formes d'ondes 59, chaque générateur servant à produire une forme d'onde simulée correspondant à celle qui apparaîtrait à la borne de l'enroulement de moteur respectif si le moteur restait stationnaire devant un signal

d'avance. Comme on peut le remarquer, la forme d'onde pré-

sente à la borne de l'enroulement est en fait fonction du fait

que le moteur 8 se déplace ou non étant donné que, si le mo-

teur se déplace, le changement d'inductance résultant dans l'enroulement déforme le front du signal d'entraînement. La forme d'onde simulée provenant de chaque générateur 59 et la

forme d'onde apparaissant à la sortie de l'amplificateur d'en-

traînement correspondant 58 sont comparées par un comparateur

de tension respectif 60. La correspondance entre formes d'on-

de indique qu'aucune avance ne s'est produite et cette infor-

10.

mation est donnée au système 50 par l'intermédiaire de l'uni-

té d'interface 53 qui répète ensuite le signal approprié.

Une absence de correspondance indique au système 50 qu'un

pas de mouvement a été exécuté, à la suite de quoi le systè-

me peut sortir le signal approprié pour le pas suivant.

La quantité requise de mouvement est mémorisée par le systè-

me 50 sous forme d'un comptage d'un nombre de pas nécessai-

res à ce mouvement et chaque pas réellement produit provoque un décomptage jusqu'à ce que le comptage soit nul, à la suite

îO de quoi le système 50 maintient le moteur à sa nouvelle po-

sition. L'examen des figures 3 et 4 permet de remarquer que, lorsque le pilote déplace manuellement l'ensemble de commande de puissance alors que les enroulements 32 restent

excités,chaque pas de mouvement provoquera une force élec-

tromotrice à impulsion dans les enroulements du moteur. Ce-

pendant, contrairement à la force contre-électromotrice d'un

moteur électrique classique, l'impulsion aura la même direc-

tion que la force électromotrice appliquée, c'est-à-dire

qu'une impulsion apparaîtra au-dessus de la tension appli-

quée en régime constant. Comme les dents polaires de celui-

ci sont déphasées, les impulsions à chaque enroulement le

seront également. Les impulsions sont détectées par le sys-

tème 50-par l'intermédiaire d'amplificateurs 61 pour donner, en notant l'enroulement supportant la première impulsion,la direction du déplacement manuel et, en notant le nombre de

ces impulsions, la quantité de m ouvement.

Les deux détecteurs de position 23 de la figure 1 sont couplés à un circuit 62 qui compare les signaux en provenance des détecteurs de la manière classique de façon

à donner une information au système 50 sur la position abso-

lue du levier de commande de puissance.

On appréciera que, dans certaines circonstances,

la détection de la position absolue peut ne pas être néces-

saire, étant donné que par l'intermédiaire des amplifica-

teurs de détection d'impulsions le système 50 est capable

d'obtenir une information sur le déplacement manuel du le-

vier de commande de puissance à partir des enroulements 32.

11.

La détection de la position absolue peut cependant être sou-

haitable pour tenir compte de la possibilité de panne ou

d'interruption de 1'alimentationcbs enroulements et d'un mou-

vement manuel non enregistré du levier de commande de puis-

sance pendant l'interruption. Même dans ce cas, comme alter-

native à la présence des détecteurs 23, le système 50 pour-

rait être réalisé de façon à entreprendre un programme de mise en route, par exemple en déplaçant rapidement le levier de commande de puissance jusqu'à une position extrême alors qu'il y a comptage des pas de ce déplacement, puis lorsqu'il

aurait détecté à partir des signaux formés par les compara-

teurs 60 que la position extrême est atteinte (c'est-à-dire

lorsqu'un nouveau déplacement ne peut se produire), en rame-

nant en arrière le levier suivant le même nombre de pas jus-

qu'à sa position d'origine. Ainsi, le système 50 peut obtenir

un point fixe sur cette position.

Lorsque le système 50 maintient stationnaire la position du levier de commande de puissance, il peut être

actionné de façon à exciter les enroulements 32 pour un pour-

centage seulement de leur excitation maximum et ce pourcenta-

ge peut être rendu contrôlable par le pilote de façon à don-

ner une certaine résistance, dépendant d'un choix personnel, au déplacement du levier de commande manuel de puissance. A

titre d'exemple, l'excitation à l'état constant peut être ren-

due variable entre 30 % et 70 % de l'excitation maximum.Les

moteurs peuvent alors être conçus de façon qu'avec une exci-

* tation maximum la résistance au déplacement manuel soit très importante et cela fournit un moyen de réglage de crans

d'arrêt du déplacement manuel sans utilisation d'organes d'ar-

rêt mécaniques comme dans les ensembles connus. Ainsi, au

lieu d'organes d'arrêt mécaniques, le système 50 peut fonc-

tionner de façon à détecter un déplacement manuel du levier

de commande de puissance jusqu'à une positiond'arrêt détermi-

née, puis à augmenter immédiatement l'excitation des enroule-

ments jusqu'à sa valeur maximum.

Naturellement, on remarquera que des organes

d'arrêt mécaniques pourraient être prévus si on le préfère.

En général, il en faudra plusieurs, par exemple aux positions 12. de la manette des gaz marche au ralenti, état sec maximum, réchauffage, etc., et ces organes pourraient avoir la forme

de plongeurs simples chargés par ressort, disposés à des po-

sitions appropriées sur un côté du logement 1, et pouvant être actionnés de façon à s'engager dans un évidement appro-

prié de l'étrier 12.

On notera d'autre part que, si le moyen de codage de position absolue est prévu, celui-ci n'a pas besoin d'avoir la forme des deux détecteurs à effet Hall, comme indiqué, mais pourrait comprendre par exemple un détecteur optique avec une source lumineuse accouplée à l'étrier 12 et, par exemple, un prisme placé au-dessous de l'étrier et disposé de façon à

diriger la lumière de la source sur un codeur de position sen-

sible à la lumière.

Il n'est pas essentiel que l'unité comprenne deux moteurs d'entraînement comme cela est représenté - un seul moteur ou un nombre de moteurs supérieur à deux pourrait être

prévu. Deux moteurs sont utilisés dans le mode de réalisa-

tion représenté de façon à donner un degré désiré de redon-

dance. Comme avantage supplémentaire, les deux moteurs pour-

raient être disposés avec leurs dents polaires décalées de

1800 de façon à donner une résolution plus fine de la posi-

tion du levier de commande de puissance.

Pour un avion comprenant deux moteurs de propulsion ou plus, une pluralité d'ensembles moteur d'entraînement/ levier à préhension comme décrit précédemment, pourrait être

montée dans un seul logement.

Enfin, le logiciel incorporé dans le système 50 est dans une certaine mesure une question de choix et peut être assez classique - en tout cas, il doit pouvoir être réalisé

par l'homme de l'art. A titre d'exemple, l'interaction du sys-

tème 50 et du pilote automatique de l'avion pourrait être la suivante. Lorsque le système de commande de vol demande un

changement de poussée de l'unité de propulsion, cette deman-

de est adressée à l'ordinateur de cette unité qui la satis-

fait immédiatement. Ayant réglé le nouveau niveau de poussée, l'ordinateur demande alors à l'ensemble de demande de poussée 13. sa position réelle. A la réception de cette information,

l'ordinateur calcule le nombre de pas que le moteur d'admis-

sion automatique des gaz doit exécuter de façon à être réali-

gné avec une position compatible avec le niveau de poussée demandé. Ayant calculé la direction et le nombre de pas re- quis, l'ordinateur de l'unité de propulsion signale cette

information à l'ensemble de demande de poussée. Le contrô-

leur du moteur signale au moteur d'admission automatique des gaz d'exécuter le nombre requis de pas suivant une rampe 1o ascendante depuis le départ et une rampe descendante à la

fin de la course et cela automatiquement.

Les alimentations doivent être idéalement prises à

une source exempte d'interruptions, c'est-à-dire à une alimen-

tation de commande des moteurs de proulsion qui soit redon-

dante avec les batteries de secours. Si, cependant, les ali-

mentations sont défaillantes, la position réelle de la poi-

gnée est maintenue dans une mémoire à accès sélectif rémanen-

te, alors que la commande-des moteurs de propulsion est gelée

à la dernière position demandée. Lors de la remise en mar-

che des alimentations, la poignée sera automatiquement rame-

née à la valeur d'origine, c'est-à-dire à la position du le-

vier de commande de puissance correspondant à la demande mi-

nimum, puis ramenée à la position définie dans la mémoire rémanente. C'est seulement après atteinte de cette position que la poussée et la position de la poignée seront synchroni-

sées. Dans le cas o le système de commande de vol demande un changement de poussée pendant une période de défaillance des alimentations, la mémoire rémanente sera mise à jour

lors du rétablissement des alimentations.

L'ensemble de commande de puissance de la figure 6 comprend un logement en forme de boîte 71 et, en saillie

sur le logement, un levier de commande de puissance 72 compor-

tant une partie 73 pouvant être saisie à la main. Il compor-

te également une partie annulaire de support 74 qui est si-

tuée de façon à coulisser sur une tige 75 fixée à l'inté-

rieur de la boite 71. Le levier 72 peut être positionné à la

fois manuellement et automatiquement par un moteur d'entrai-

14.

nement comprenant un rotor associé à la partie 74 et une ti-

ge formant stator 75 qui s'étend à travers cette partie.Ces composants sont semblables à ceux qui ont été décrits en liaison avec les figures 1 à 5. Le moteur est en fait une sorte de moteur linéaire pas à pas, et est excité par des

signaux d'entrée provenant d'un pilote automatique (non re-

présenté) qui demande une position particulière du levier 72 de commande de puissance. Un positionnement à la main du

levier 72 peut se substituer instantanément au moteur.

Comme l'ensemble de commande de puissance comman-

de les moteurs de propulsion situés à distance du poste de pilotage, il comporte un moyen 76 sensible à une position qui donne un signal de sortie correspondant à la position et/ou à un changement de position du levier de commande de puissance, signal qui est transmis à distance. Le moyen

76 du mode de réalisation de la figure 6 comprend un ar-

bre rotatif 77 parallèle à la tige de stator fixe 75 et au-

dessous de celle-ci, monté dans des paliers 78 à l'intérieur

de la botte 71. L'arbre 77 est mis en rotation par la coopé-

ration d'une gorge en spirale 79 formée dans l'arbre 77 avec un galet 80 porté par le levier 72, la partie de support 74 du levier 72 s'étendant vers le bas de façon à former une zone annulaire 81 de support de galet à travers laquelle

l'arbre 77 s'étend.

Ainsi, la position linéaire du levier 72 est trans-

formée en position angulaire de l'arbre 77.Un codeur 82 de position de rotation, c'est-à-dire angulaire, est entraîné par l'arbre et transmet un signal correspondant à la position de l'arbre, et par conséquent à la position du levier,

au moteur de propulsion.

La figure 7 représente un agencement similaire à celui de la figure 6, mais dans lequel la tige de stator est rendue mobile avec le levier 72, et par conséquent devient en fait le rotor du moteur alors que la partie de support 74 est fixe et par conséquent devient le stator du moteur. Naturellement,l'agencement fonctionne de la même façon que celui de la figure 6; les composants identiques 15. ont les mêmes numéros de référence. La zone 81 est portée

par la tige 75 au lieu de l'être par le levier 72.

Le moyen sensible à une position 76, bien qu'étant efficace, peut être remplacé par l'agencement de la figure 8, dont le poids est plus petit et le volume peut être moins grand.

Il constitue ce qui est en fait un codeur de posi-

tion linéaire, et comprend une bande sans fin 83 portée par des rouleaux 84,les rouleaux étant montés dans la boite 71 et la bande accouplée au levier 72. La bande est en matériau translucide et un motif opaque est marqué sur celle-ci. Une source lumineuse 85 dirige un faisceau sur la bande qui est

reçu en 86, et l'interruption du faisceau par le motif opa-

que pendant le déplacement de la bande par le levier 72

donne une indication de la position exacte du levier.

On remarquera que le type de moteur d'entraînement représenté ici convient à une commande à boucle de réaction fermée utilisant un microprocesseur pour des commandes par

pas. Un tel système de réaction peut contrôler la forme d'on-

de de courant à partir du moment o il y a une inversion de courant dans un enroulement. La forme d'onde suit un tracé exponentiel jusqu'à ce que le courant de pleine charge soit

atteint. Dans le cas o le moteur avance d'un pas, le cou-

rant est maintenu à une valeur constante, sensiblement infé-

rieure à celle du courant de pleine charge pendant la durée d'avancement d'un pas. A l'issue de celle-ci, le courant s'élève jusqu'à sa valeur de pleine charge. Ainsi, grâce

aux générateurs de forme d'onde et aux comparateurs dé ten-

sion de chaque côté de chaque enroulement de phase, des pas individuels peuvent être signalés au microprocesseur. Il s'en suit qu'après initialisation le processeur connaît la

position du moteur, le nombre de pas requis jusqu'à une posi-

tion désirée, et le nombre de pas réellement exécutés. Dans le cas o le moteur est repositionné manuellement pendant une

commande automatique, la boucle de réaction peut rester ac-

tive et le processeur reconnaîtra le repositionnement manuel

et remettra en conséquence à jour sa mémoire.

16.

En liaison maintenant avec la figure 8, il appa-

rait que dans un autre mode de-réalisation, le levier 72 peut être positionné angulairement c'est-à-dire par rotation

au lieu de l'être linéairement comme dans l'agencement dé-

crit. Dans ce cas, un moteur pas à pas rotatif peut être utilisé; un tel moteur est décrit en liaison avec la figure

9. -

Le moteur pas à pas rotatif comprend un stator bobiné et un rotor soit à aimant permanent, soit en fer doux. Le stator est bobiné avec deux ou plus enroulements de phase. La machine peut être conçue sous forme d'un stator/

rotor à dents multiples pour de petites incréments angulai-

res à haute résolution.

En fonction de l'enroulement du stator et des performances désirées, un moteur pas à pas peut être excité

de différentes manières. Cependant, le principe de fonc-

tionnement semblable à celui du moteur linéaire, en ce sens

que le rotor prendra une position correspondant à une réluc-

tance minimum pour le champ appliqué. Dans'une machine bi-

phasée, chaque phase peut être excitée séquentiellement ou

les deux enroulements de phase peuvent être excités simulta-

nément, avec le sens du courant changeant alternativement dans chaque enroulement de phase. Des machines triphasées

ont un fonctionnement séquentiel; deux des enroulements tri-

phasés peuvent être excités simultanément.

Pour tous les modes de réalisation représentés, un éventuel dépassement et/ou des oscillations du moteur

peuvent être contrôlés de différentes façons.

Un amortissement mécanique peut être assuré par des amortisseurs à inertie visqueux, des freins à friction,

des amortisseurs à courant de Foucauld, mais un amortisse-

ment mécanique provoquera une charge du moteur et une augmenta-

tion de la durée des pas.

Un amortissement retardé au dernier pas équili-

bre le moment du système par rapport au couple produit par le

moteur. Il nécessite le réglage par le contrôleur de l'inter-

valle de temps entre les deux derniers pas du mouvement. L'im-

17. pulsion du pas suivant le dernier est retardée jusqu'à ce que l'entrée d'énergie provoque juste un dépassement d'un

pas, et l'impulsion du pas final est donnée lorsque celui-

ci a été exécutée, ce qui a pour effet de bloquer magnéti-

quement le rotor à ce pas final. On peut voir qu'une varia-

tion de la friction ou de l'inertie se traduira par une per-

te de la caractéristique de réponse du moteur à moins qu'un

système de commande à boucle fermée soit utilisé.

Le déphasage en arrière est une autre technique d'amortissement qui implique une réexcitation de la phase précédente alors que la phase présente est utilisée pour

l'exécution du pas final. La réexcitation de la phase pré-

cédente provoque un couple de retardement qui est éliminé seulement lorsqu'il est équilibré par le moment du rotor, c'est-à-dire que le rotor est momentanément au repos. Le pas final est alors complété, et le rotor verrouillé dans

la position correcte.

Dans la mesure o les charges du moteur sont cons-

tantes, une commande constante par microprocesseur à boucle

ouverte d'un moteur rotatif pas à pas apparaîtra convena-

ble.La commande est constituée de tables à consulter pour les accélération /décélération dans le bloc de la mémoire

du processeur. Le contrôleur contrôle le nombre de pas res-

tants dans le compteur et détermine la durée pendant la-

quelle l'accélération doit se poursuivre et le moment o la

décélération doit commencer.

On remarquera qu'au lieu du moteur d'entraînement

représenté dans les figures 1 à 7, un type différent de mo-

teur linéaire pourrait être utilisé, par exemple,un moteur

linéaire à induction.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

18.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif permettant d'effectuer une comman-

de, caractérisé en ce qu'il comprend une partie fixe, un

élément mobile porté par la partie fixe et pouvant être posi-

tionné manuellement ou automatiquement par rapport à celle-

ci, et un moyen d'entraînement pour effectuer le positionne-

ment automatique qui comporte deux composants agissant magné-

tiquement l'un sur l'autre, l'un étant associé à l'élément

mobile et l'autre à la partie fixe.

2 - Ensemble de demande de poussée pour avion, caractérisé en ce qu'il comprend - un logement fixe;

- un élément mobile manuellement supporté à l'in-

térieur du logement pour se déplacer linéairement par rapport à celui-ci et comportant une partie de préhension s'étendant depuis le logement; et

- un moyen de moteur d'entraînement monté à l'in-

térieur du logement pour déplacer l'élément mobile sous la commande du pilote automatique de l'avion, ce moyen de moteur

d'entraînement comprenant une combinaison d'un élément allon-

gé et d'un autre élément agissant magnétiquement l'un sur

l'autre, l'un d'eux étant accoupJé à l'élément mobile manuel-

lement et étant disposé de façon à se déplacer linéairement

par rapport à l'autre dans le sens de la longueur de l'élé-

ment allongé,et un moyen d'enroulements destiné à être en-

traîné électriquement pour influencer les éléments agissant

magnétiquement.l'un sur l'autre afin de produire ledit mou-

vement; - l'ensemble de demande de poussée comprenant en outre un moyen de fourniture de signal d'entraînement couplé au moyen d'enroulements pour fournir à celui-ci des signaux

d'entraînement électriques et un moyen de détecteur de posi-

tion pour détecter la position de l'élément mobile manuel-

lement.

3 - Ensemble selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce que le moyen de fourniture de signal d'entraîne-

ment comprend un moyen de connecteur à fiche et embase, dont 19.

un élément est monté sur le logement, et un module électroni-

que enfichable comprenant l'autre élément du moyen de con-

necteur à fiche et embase et unmoyen de circuit électronique pour recevoir les signaux de demande de poussée en provenance du pilote automatique et pour générer des signaux d'entraîne-

ment correspondants destinés au moyen de moteur d'entraîne-

ment. 4 - Ensemble selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il comprend en outre dans le logement un autre moyen

de moteur d'entraînement semblable au moyen de moteur d'en-

traînement déjà cité et disposé de façon que l'un ou l'autre ou les deux moyens de moteur d'entraînement puissent être

actionnés pour déplacer l'élément mobile manuellement.

- Ensemble selon la revendication 2, caractérisé

en ce que l'élément allongé est une tige rainurée en maté-

riau aimantable et comprenant des parties définissant un en-

semble s'étendant linéairement de dents polaires, et en ce

que l'autre élément du moteur d'entraînement comprend un ca-

valier ayant des parties définissant un autre ensemble de dents polaires disposé de façon à définir une pluralité de trajets à réluctance magnétique minimum par rapport aux dents polaires de la tige pendant le déplacement du cavalier sur la tige, le moyen d'enroulements étant disposé de façon à agir sur le cavalier pour qu'il se déplace par pas entre les

positions de réluctance minimum.

6 - Ensemble selon la revendication 2, caractéri-

sé en ce qu'il comprend un moyen électrique pour commander la fourniture de signaux d'entraînement au moyen d'enroulements

de façon à produire une résistance marquée au déplacement ma-

nuel de l'élément mobile manuellement suivant l'une de plu-

sieurs positions d'arrêt prédéterminées à l'intérieur de la

plage globale de déplacement de l'élément mobile manuelle-

ment. 7 - Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de détection de position comprend un moyen

de circuit couplé au moyen d'enroulements et pouvant fonction-

ner pour détecter des formes d'ondes de signal apparaissant au moyen d'enroulements à la suite du fonctionnement du moyen de moteur

d' entraînement.