FR3150778A1 - Dual-path mechanical actuator and method for detecting a blockage of one of the mechanical paths of said actuator - Google Patents
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Abstract
Actionneur (20) agencé pour être relié à une chaine mécanique (13) d’un système mécanique (10) de commande de vol d’un véhicule, comprenant un premier moteur (22a), un premier arrangement de sortie (23a) entraîné en rotation selon un axe de rotation (X1-X1) par le premier moteur (22a) et formant une première voie mécanique, un deuxième moteur (22b), un deuxième arrangement de sortie (23b) entraîné en rotation selon l’axe de rotation (X1-X1) par le deuxième moteur (22b) et formant une deuxième voie mécanique, un organe de sortie (24) configuré pour être relié à la chaine mécanique (13), un premier et un deuxième dispositif de couplage/découplage (25a, 25b) liant en rotation autour de l’axe de rotation (X1-X1) respectivement le premier arrangement de sortie (23a) et le deuxième arrangement de sortie (23b) avec l’organe de sortie (24) dans une position couplée. L’actionneur (20) comprenant une unité électronique de contrôle (40) configurée pour détecter un blocage d’une des voies mécaniques de l’actionneur (20) et pour commander séparément les couples des moteurs (22a, 22b). Figure pour l’abrégé : [Fig 3] Actuator (20) arranged to be connected to a mechanical chain (13) of a mechanical flight control system (10) of a vehicle, comprising a first motor (22a), a first output arrangement (23a) driven in rotation about an axis of rotation (X1-X1) by the first motor (22a) and forming a first mechanical path, a second motor (22b), a second output arrangement (23b) driven in rotation about the axis of rotation (X1-X1) by the second motor (22b) and forming a second mechanical path, an output member (24) configured to be connected to the mechanical chain (13), a first and a second coupling/decoupling device (25a, 25b) connecting in rotation about the axis of rotation (X1-X1) respectively the first output arrangement (23a) and the second output arrangement (23b) with the output member (24) in a coupled position. The actuator (20) comprising an electronic control unit (40) configured to detect a blockage of one of the mechanical paths of the actuator (20) and to separately control the torques of the motors (22a, 22b). Figure for the abstract: [Fig 3]
Description
La présente invention concerne le domaine des systèmes aérodynamiques ou mécaniques configurés pour maintenir une gouverne dans une position permettant l’équilibre d’un véhicule, notamment d’un aéronef, plus particulièrement d’un hélicoptère.The present invention relates to the field of aerodynamic or mechanical systems configured to maintain a control surface in a position allowing the balance of a vehicle, in particular an aircraft, more particularly a helicopter.
Plus particulièrement, l’invention concerne la détection de blocage d’un actionneur ou compensateur.More particularly, the invention relates to the detection of blockage of an actuator or compensator.
L’invention concerne également la limitation de l’embarquement en cas de libération d’un tel actionneur.The invention also relates to the limitation of boarding in the event of the release of such an actuator.
Les actionneurs ou compensateurs agencés en parallèle d’une chaine de commandes de vol sont couramment désignés par le terme « trim » en anglais.Actuators or compensators arranged in parallel in a flight control chain are commonly referred to by the term "trim" in English.
Tel qu’illustré sur la
De manière générale, un actionneur « trim » 1 peut être agencé au sein de tout système mécanique de tout véhicule nécessitant un actionneur à section fusible.Generally speaking, a "trim" actuator 1 can be arranged within any mechanical system of any vehicle requiring a fusible section actuator.
Un actionneur « trim » comprend généralement un moteur muni d’un rotor et d’un stator, le rotor étant relié à un levier de sortie ou arbre de sortie en prise sur la chaine mécanique 13 de commande de vol.A trim actuator typically includes a motor having a rotor and a stator, the rotor being connected to an output lever or output shaft engaged on the mechanical flight control chain 13.
Lorsque le moteur est sollicité, le levier de sortie effectue une rotation et déplace au moins un organe de la chaine mécanique de commande de vol.When the engine is engaged, the output lever rotates and moves at least one component of the mechanical flight control chain.
Dans des conditions de fonctionnement normales, lorsque le pilote manœuvre la commande de vol, la chaine mécanique de commande de vol entraine en rotation le levier de sortie, l’actionneur « trim » ne bloquant pas la chaine mécanique de commande de vol.Under normal operating conditions, when the pilot operates the flight control, the mechanical flight control chain rotates the output lever, the “trim” actuator not blocking the mechanical flight control chain.
Toutefois, en cas de blocage de l’actionneur « trim », toute la chaine de commande de vol peut être immobilisée.However, if the trim actuator jams, the entire flight control chain can be immobilized.
Pour éviter cela, il est connu d’équiper un actionneur « trim » d’un système de désaccouplement afin d’être désolidarisé de la chaine mécanique de commande de vol en cas de blocage dudit actionneur « trim ».To avoid this, it is known to equip a "trim" actuator with a decoupling system in order to be separated from the mechanical flight control chain in the event of said "trim" actuator becoming blocked.
Parmi les systèmes de désaccouplement, on connait les systèmes fusibles dimensionnés pour rompre lorsque l’actionneur « trim » est bloqué suite à l’application d’un effort important par le pilote sur la commande de vol.Among the disconnection systems, we know of fuse systems sized to break when the “trim” actuator is blocked following the application of a significant force by the pilot on the flight control.
A cet effet, dans l’exemple illustré sur la
Le moteur 2 et le premier arbre de sortie 3 sont logés dans un carter 6, et le levier de sortie 4 est disposé partiellement dans ledit carter 6 et s’étend partiellement à l’extérieur de celui-ci.The motor 2 and the first output shaft 3 are housed in a housing 6, and the output lever 4 is arranged partially in said housing 6 and extends partially outside thereof.
En fonctionnement normal, c’est-à-dire sans blocage ou grippage de l’actionneur « trim » 1, la goupille fusible 5 permet de transmettre un couple mécanique entre le levier de sortie 4 et le moteur 2.In normal operation, i.e. without the trim actuator 1 jamming or seizing, the fusible pin 5 enables mechanical torque to be transmitted between the output lever 4 and the motor 2.
En cas de blocage de l’actionneur « trim » 1, par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, le pilote ressent physiquement que la chaine mécanique 13 de commande de vol est bloquée. Le pilote doit générer un effort sur la commande de vol 11 afin de rompre la goupille fusible 5 et ainsi libérer en rotation le levier de sortie 4 par rapport au premier arbre de sortie 3.In the event of the trim actuator 1 being blocked, for example following an internal failure of said actuator, the pilot physically feels that the mechanical flight control chain 13 is blocked. The pilot must generate a force on the flight control 11 in order to break the fusible pin 5 and thus release the output lever 4 into rotation relative to the first output shaft 3.
Bien que satisfaisante, une telle solution nécessite un dimensionnement précis de la goupille 5 afin que son seuil de rupture soit suffisant pour garantir la résistance mécanique de la goupille durant le vol de l’aéronef, tout en étant adapté pour que tous les pilotes puissent produire les efforts nécessaires pour rompre ladite goupille.Although satisfactory, such a solution requires precise dimensioning of the pin 5 so that its breaking threshold is sufficient to guarantee the mechanical resistance of the pin during the flight of the aircraft, while being suitable so that all pilots can produce the necessary forces to break said pin.
Cela induit des niveaux de couple pour déclencher la goupille fusible de l’ordre de 30 N.m.This induces torque levels to trigger the fusible pin of the order of 30 N.m.
L’effort à exercer par le pilote pour rompre la goupille fusible implique un mouvement du manche, le pilote se retrouvant embarqué dans son mouvement. Cela peut s’avérer problématique en vol car le pilote doit donner des à-coups sur les commandes de vol.The effort required by the pilot to break the fuse pin involves a movement of the stick, the pilot finding himself involved in its movement. This can be problematic in flight because the pilot must jerk the flight controls.
De plus, la libération brutale de la commande de couple peut générer une modification brutale de l’assiette de l’aéronef.In addition, abrupt release of the torque control can cause a sudden change in the aircraft's attitude.
Il est donc souhaitable de disposer de dispositifs permettant de limiter ce phénomène d’embarquement.It is therefore desirable to have devices to limit this boarding phenomenon.
Il est connu d’équiper un actionneur d’un système fusible à amortissement fluidique. Toutefois, une telle solution augmente considérablement l’encombrement de l’actionneur. Lors de la rupture de la goupille fusible entre l’arbre de sortie et le levier de sortie, un couple résistif entre l’arbre de sortie et le levier de sortie est assuré par l’appui d’un fluide visqueux contre des palettes.It is known to equip an actuator with a fusible system with fluid damping. However, such a solution considerably increases the size of the actuator. When the fusible pin between the output shaft and the output lever breaks, a resistive torque between the output shaft and the output lever is ensured by the support of a viscous fluid against vanes.
Toutefois, une telle solution augmente considérablement l’encombrement et le poids de l’actionneur. D’autre part, l’utilisation d’un fluide peut engendrer des fuites au sein de l’actionneur.However, such a solution considerably increases the size and weight of the actuator. On the other hand, the use of a fluid can cause leaks within the actuator.
On connait également des actionneurs munis d’un système fusible à amortissement mécanique dans lesquels lors de la rupture de la goupille fusible entre l’arbre de sortie et le levier de sortie, un couple résistif entre l’arbre de sortie et le levier de sortie est assuré par la friction mécanique entre deux patins de frein. Toutefois, une telle solution nécessite un réglage fréquent, par exemple toutes les 300 heures de vol de l’aéronef.Actuators are also known with a mechanically damped fusible system in which, when the fusible pin between the output shaft and the output lever breaks, a resistive torque between the output shaft and the output lever is ensured by the mechanical friction between two brake pads. However, such a solution requires frequent adjustment, for example every 300 hours of aircraft flight.
On connait également un actionneur « trim » à un seul moteur commandé par un dispositif de contrôle comprenant deux chaines de calcul distinctes configurées pour élaborer une consigne de sens de mouvement à transmettre à l’actionneur et palier aux défaillances d’une chaine de calcul. Toutefois, une telle solution ne permet pas de palier à la défaillance de l’actionneur « trim » en cas de blocage.We also know a single-motor “trim” actuator controlled by a control device comprising two separate calculation chains configured to develop a direction of movement instruction to be transmitted to the actuator and to compensate for failures of one calculation chain. However, such a solution does not make it possible to compensate for the failure of the “trim” actuator in the event of a blockage.
Il existe un besoin d’améliorer l’amortissement et d’empêcher l’embarquement de la commande de vol lors de la déconnexion fusible entre l’arbre de sortie d’un actionneur « trim » et la chaine de commande de vol, tout en maintenant un encombrement radial et axial réduit.There is a need to improve damping and prevent flight control boarding during fusible disconnection between the output shaft of a trim actuator and the flight control chain, while maintaining a reduced radial and axial footprint.
La présente invention a donc pour but de palier les inconvénients précités.The present invention therefore aims to overcome the aforementioned drawbacks.
L’objectif de l’invention est de limiter l’embarquement du manche du pilote lors de la rupture de la connexion fusible d’un actionneur « trim ».The aim of the invention is to limit the pilot's control stick being taken up when the fusible connection of a "trim" actuator breaks.
L’invention a également pour objectif de détecter le blocage d’un actionneur « trim ».The invention also aims to detect the blocking of a “trim” actuator.
L’invention a pour objet un actionneur agencé pour être relié à une chaine mécanique d’un système mécanique de commande de vol d’un véhicule, comprenant au moins un premier moteur, un premier arrangement de sortie entraîné en rotation selon un axe de rotation par le premier moteur, un deuxième moteur, un deuxième arrangement de sortie entraîné en rotation selon l’axe de rotation par le deuxième moteur, un organe de sortie configuré pour être relié à la chaine mécanique, par exemple solidaire d’un levier de sortie relié mécaniquement à la chaine mécanique, un premier dispositif de couplage/découplage liant en rotation autour de l’axe de rotation le premier arrangement de sortie et l’organe de sortie dans une position couplée, et un deuxième dispositif de couplage/découplage liant en rotation autour de l’axe de rotation le deuxième arrangement de sortie et l’organe de sortie dans une position couplée.The invention relates to an actuator arranged to be connected to a mechanical chain of a mechanical flight control system of a vehicle, comprising at least a first motor, a first output arrangement driven in rotation about an axis of rotation by the first motor, a second motor, a second output arrangement driven in rotation about the axis of rotation by the second motor, an output member configured to be connected to the mechanical chain, for example secured to an output lever mechanically connected to the mechanical chain, a first coupling/decoupling device connecting in rotation about the axis of rotation the first output arrangement and the output member in a coupled position, and a second coupling/decoupling device connecting in rotation about the axis of rotation the second output arrangement and the output member in a coupled position.
Chacun des moteurs est associé à son propre capteur de position angulaire. Le premier moteur et le premier arrangement de sortie forment une première voie mécanique et le deuxième moteur et le deuxième arrangement de sortie forment une deuxième voie mécanique.Each of the motors is associated with its own angular position sensor. The first motor and the first output arrangement form a first mechanical path and the second motor and the second output arrangement form a second mechanical path.
L’actionneur comprend une unité électronique de contrôle, d’acronyme UCE, configurée pour détecter un blocage d’une des voies mécaniques de l’actionneur et pour commander séparément les couples des moteurs.The actuator includes an electronic control unit, abbreviated ECU, configured to detect a blockage of one of the mechanical paths of the actuator and to separately control the motor torques.
L’unité électronique de contrôle comprenant un module de détection du blocage d’une des voies mécaniques configuré pour déterminer le blocage sur les deux voies mécaniques de l’actionneur par observation des courants des deux moteurs, par exemple mesurés par des capteurs de courant, et/ou par comparaison des positions angulaires des deux moteurs issues des capteurs de position.The electronic control unit comprising a module for detecting the blocking of one of the mechanical paths configured to determine the blocking on the two mechanical paths of the actuator by observing the currents of the two motors, for example measured by current sensors, and/or by comparing the angular positions of the two motors from the position sensors.
La commande séparée des couples des moteurs permet de gérer l’embarquement en cas de blocage d’une des voies mécaniques dans l’architecture de l’actionneur à double voie mécanique.Separate control of the motor torques allows for management of loading in the event of blockage of one of the mechanical paths in the dual mechanical path actuator architecture.
Du fait de l’architecture de l’actionneur à double voie mécanique ou « dual channel » en termes anglo-saxons, l’actionneur est équipé de deux dispositifs de couplage/découplage, à savoir un dispositif de couplage/découplage par voie mécanique. Par ailleurs, chacune de ces voies mécaniques comprend son propre moteur et son propre capteur de position angulaire.Due to the architecture of the dual channel actuator, the actuator is equipped with two coupling/decoupling devices, namely a coupling/decoupling device per mechanical channel. Furthermore, each of these mechanical channels includes its own motor and its own angular position sensor.
Contrairement à l’art antérieur, on ne double pas la commande d’un seul moteur, mais on double le nombre de moteurs, chaque moteur étant équipé d’un dispositif de commande qui lui est propre, c’est-à-dire indépendant.Unlike the prior art, the control of a single motor is not doubled, but the number of motors is doubled, each motor being equipped with its own, i.e. independent, control device.
L’actionneur envisagé ci-avant est à double voie mécanique. En variante, on pourrait prévoir un actionneur à plus de deux voies mécaniques.The actuator considered above has a dual mechanical path. Alternatively, an actuator with more than two mechanical paths could be provided.
Avantageusement, le module de détection du blocage d’une des voies mécaniques est configuré pour calculer une différence de courant entre le courant du premier moteur et le courant du deuxième moteur et pour comparer cette différence de courant avec une valeur de seuil de différence de courant, le module de détection du blocage étant configuré pour émettre un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques si la différence de courant est supérieure à la valeur de seuil de différence de courant.Advantageously, the blockage detection module of one of the mechanical channels is configured to calculate a current difference between the current of the first motor and the current of the second motor and to compare this current difference with a current difference threshold value, the blockage detection module being configured to emit a blockage detection signal on the two mechanical channels if the current difference is greater than the current difference threshold value.
Avantageusement, le module de détection du blocage d’une des voies mécaniques est configuré pour calculer la différence de position angulaire entre la position angulaire du premier moteur et la position angulaire du deuxième moteur et pour comparer cette différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, le module de détection du blocage étant configuré pour émettre un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques si la différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.Advantageously, the module for detecting the blockage of one of the mechanical paths is configured to calculate the difference in angular position between the angular position of the first motor and the angular position of the second motor and to compare this difference in angular position with an angular position difference threshold value, the blockage detection module being configured to emit a signal for detecting a blockage on the two mechanical paths if the difference in angular position is greater than the angular position difference threshold value.
De manière générale, le module de détection du blocage est configuré pour émettre un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques si l’une des différences de courant ou de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil correspondant.Generally, the blockage detection module is configured to emit a blockage detection signal on both mechanical paths if one of the current or angular position differences is greater than the corresponding threshold value.
De préférence, l’unité électronique de contrôle comprend en outre un module de déconnexion de la voie mécanique bloquée configuré pour mettre les deux moteurs en court-circuit et un module de détermination de la voie mécanique bloquée configuré pour comparer les positions angulaires des deux moteurs avec la position angulaire de l’organe de sortie et déterminer laquelle des voies mécaniques est bloquée après rupture, par application d’un couple sur une commande de vol du système de commande de vol, manuellement par le pilote, du dispositif de connexion/déconnexion de la voie mécanique bloquée.Preferably, the electronic control unit further comprises a module for disconnecting the blocked mechanical path configured to short-circuit the two motors and a module for determining the blocked mechanical path configured to compare the angular positions of the two motors with the angular position of the output member and determine which of the mechanical paths is blocked after rupture, by applying a torque to a flight control of the flight control system, manually by the pilot, of the device for connecting/disconnecting the blocked mechanical path.
Par exemple, le module de détermination de la voie mécanique bloquée est configuré pour calculer une première différence de position angulaire entre la position angulaire du premier moteur et la position angulaire de l’organe de sortie et pour comparer cette différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, le module de détermination de la voie mécanique bloquée étant configuré pour émettre un signal de déconnexion de la première voie mécanique à un module de commande de l’alimentation des moteurs lorsque la première différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.For example, the module for determining the blocked mechanical path is configured to calculate a first angular position difference between the angular position of the first motor and the angular position of the output member and to compare this angular position difference with an angular position difference threshold value, the module for determining the blocked mechanical path being configured to emit a signal for disconnecting the first mechanical path to a module for controlling the power supply of the motors when the first angular position difference is greater than the angular position difference threshold value.
Si la première différence de position angulaire est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire, il n’y a pas de blocage sur la première voie mécanique.If the first angular position difference is less than or equal to the angular position difference threshold value, there is no blockage on the first mechanical path.
Par exemple, le module de détermination de la voie mécanique bloquée est configuré pour calculer une deuxième différence de position angulaire entre la position angulaire du deuxième moteur et la position angulaire de l’organe de sortie et pour comparer cette différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, le module de détermination de la voie mécanique bloquée étant configuré pour émettre un signal de déconnexion de la deuxième voie mécanique à un module de commande de l’alimentation des moteurs lorsque la deuxième différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.For example, the module for determining the blocked mechanical path is configured to calculate a second angular position difference between the angular position of the second motor and the angular position of the output member and to compare this angular position difference with an angular position difference threshold value, the module for determining the blocked mechanical path being configured to emit a signal for disconnecting the second mechanical path to a module for controlling the power supply of the motors when the second angular position difference is greater than the angular position difference threshold value.
Si la deuxième différence de position angulaire est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire, il n’y a pas de blocage sur la deuxième voie mécanique.If the second angular position difference is less than or equal to the angular position difference threshold value, there is no blockage on the second mechanical path.
Le module de détermination de la voie mécanique bloquée est configuré pour déterminer en parallèle le blocage des deux voies mécaniques.The blocked mechanical path determination module is configured to determine the blockage of both mechanical paths in parallel.
De préférence, l’UCE comprend en outre le module de commande de l’alimentation des moteurs configuré pour recevoir les signaux du module de détermination de la voie mécanique bloquée et configuré pour réactiver le moteur de la voie mécanique valide et pour couper l’alimentation électrique du moteur de la voie mécanique bloquée.Preferably, the ECU further comprises the motor power control module configured to receive signals from the blocked mechanical track determination module and configured to reactivate the motor of the valid mechanical track and to cut off the electrical power to the motor of the blocked mechanical track.
Par exemple, le premier dispositif de couplage/découplage est une connexion fusible, par exemple une goupille de cisaillement et le deuxième dispositif de couplage/découplage est une connexion fusible, par exemple une goupille de cisaillement.For example, the first coupling/decoupling device is a fusible connection, e.g. a shear pin and the second coupling/decoupling device is a fusible connection, e.g. a shear pin.
En variante, on pourrait prévoir tout autre forme pour le premier et le deuxième dispositif de couplage/découplage pour coupler et découpler respectivement le premier arrangement de sortie avec l’organe de sortie et le deuxième arrangement de sortie avec l’organe de sortie.Alternatively, any other shape could be provided for the first and second coupling/decoupling devices to couple and decouple the first output arrangement with the output member and the second output arrangement with the output member, respectively.
Les dispositifs de connexion fusible transmettent chacun les efforts entre l’arrangement de sortie correspondant et l’organe de sortie et assure la fonction de fusible mécanique configuré pour se rompre lorsque les efforts transmis dépassent une valeur de seuil. La rupture du dispositif de connexion fusible entraine la déconnexion entre l’arrangement de sortie correspondant et l’organe de sortie de sorte que l’organe de sortie n’est plus entrainé en rotation par l’arrangement de sortie correspondant.The fusible connection devices each transmit the forces between the corresponding output arrangement and the output member and provide the function of a mechanical fuse configured to break when the transmitted forces exceed a threshold value. Breakage of the fusible connection device causes the disconnection between the corresponding output arrangement and the output member such that the output member is no longer rotated by the corresponding output arrangement.
Selon un second aspect, l’invention concerne un système mécanique de commande de vol d’un véhicule, notamment d’un aéronef, comprenant une commande de vol reliée par une chaîne mécanique de commande de vol à un organe de pilotage de l’aéronef et un actionneur tel que décrit précédemment agencé pour être relié mécaniquement à la chaine mécanique de commande de vol.According to a second aspect, the invention relates to a mechanical flight control system for a vehicle, in particular an aircraft, comprising a flight control connected by a mechanical flight control chain to a piloting member of the aircraft and an actuator as described above arranged to be mechanically connected to the mechanical flight control chain.
La commande de vol est, par exemple un manche mobile par rapport à un plancher, manœuvrable par un pilote, et l’organe de pilotage du véhicule est, par exemple une pale d’un rotor de sustentation, une pale d’un rotor de contrôle du mouvement en lacet ou un volet ou équivalent.The flight control is, for example, a joystick movable relative to a floor, maneuverable by a pilot, and the vehicle control member is, for example, a blade of a lift rotor, a blade of a yaw movement control rotor or a flap or equivalent.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de détection d’un blocage d’une des voies mécaniques d’un actionneur à au moins deux voies mécaniques comprenant au moins un premier moteur, un premier arrangement de sortie entraîné en rotation selon un axe de rotation par le premier moteur, un deuxième moteur, un deuxième arrangement de sortie entraîné en rotation selon l’axe de rotation par le deuxième moteur, un organe de sortie configuré pour être à la chaine mécanique, un premier dispositif de couplage/découplage liant en rotation autour de l’axe de rotation le premier arrangement de sortie et l’organe de sortie dans une position couplée, et un deuxième dispositif de couplage/découplage liant en rotation autour de l’axe de rotation le deuxième arrangement de sortie et l’organe de sortie dans une position couplée.According to another aspect, the invention relates to a method for detecting a blockage of one of the mechanical paths of an actuator at least two mechanical paths comprising at least a first motor, a first output arrangement driven in rotation about an axis of rotation by the first motor, a second motor, a second output arrangement driven in rotation about the axis of rotation by the second motor, an output member configured to be in the mechanical chain, a first coupling/decoupling device connecting in rotation about the axis of rotation the first output arrangement and the output member in a coupled position, and a second coupling/decoupling device connecting in rotation about the axis of rotation the second output arrangement and the output member in a coupled position.
Chacun des moteurs est associé à son propre capteur de position angulaire.Each of the motors is associated with its own angular position sensor.
Le premier moteur et le premier arrangement de sortie forment une première voie mécanique et le deuxième moteur et le deuxième arrangement de sortie forment une deuxième voie mécanique.The first motor and the first output arrangement form a first mechanical path and the second motor and the second output arrangement form a second mechanical path.
Le procédé comprend une étape de détection du blocage sur les deux voies mécaniques de l’actionneur par observation des courants des deux moteurs, par exemple mesurés par des capteurs de courant, et/ou par comparaison des positions angulaires des deux moteurs issues des capteurs de position.The method includes a step of detecting the blockage on the two mechanical paths of the actuator by observing the currents of the two motors, for example measured by current sensors, and/or by comparing the angular positions of the two motors from the position sensors.
Avantageusement, l’étape de détection du blocage d’une des voies mécaniques comprend une étape de mesure de la position angulaire du premier moteur et de la position angulaire du deuxième moteur issues des capteurs de position, une étape de calcul de la différence de position angulaire entre la position angulaire du premier moteur et la position angulaire du deuxième moteur et une étape de comparaison de cette différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, un blocage sur les deux voies mécaniques étant détecté si la différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.Advantageously, the step of detecting the blockage of one of the mechanical paths comprises a step of measuring the angular position of the first motor and the angular position of the second motor from the position sensors, a step of calculating the difference in angular position between the angular position of the first motor and the angular position of the second motor and a step of comparing this difference in angular position with an angular position difference threshold value, a blockage on the two mechanical paths being detected if the difference in angular position is greater than the angular position difference threshold value.
Avantageusement, l’étape de détection du blocage d’une des voies mécaniques comprend une étape de mesure des courants des deux moteurs par des capteurs de courant, une étape de calcul de la différence de courant entre le courant du premier moteur et le courant du deuxième moteur et une étape de comparaison de cette différence de courant avec une valeur de seuil de différence de courant, un blocage sur les deux voies mécaniques étant détecté si la différence de courant est supérieure à la valeur de seuil de différence de courant.Advantageously, the step of detecting the blockage of one of the mechanical paths comprises a step of measuring the currents of the two motors by current sensors, a step of calculating the current difference between the current of the first motor and the current of the second motor and a step of comparing this current difference with a current difference threshold value, a blockage on the two mechanical paths being detected if the current difference is greater than the current difference threshold value.
L’étape de détection du blocage permet de détecter le blocage d’une des voies mécaniques en observant le courant et/ou en observant la position angulaire du rotor de chaque moteur. Ainsi, si l’une des différences de courant ou de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil correspondant, un blocage sur les voies mécaniques est détecté.The blockage detection step allows to detect the blockage of one of the mechanical paths by observing the current and/or by observing the angular position of the rotor of each motor. Thus, if one of the current or angular position differences is greater than the corresponding threshold value, a blockage on the mechanical paths is detected.
De préférence, le procédé comprend en outre une étape de mise en court-circuit des deux moteurs et une étape de détermination de la voie mécanique bloquée après rupture, par application d’un couple sur une commande de vol du système de commande de vol, notamment manuellement par le pilote ou automatiquement, du dispositif de connexion/déconnexion de la voie mécanique bloquée.Preferably, the method further comprises a step of short-circuiting the two motors and a step of determining the blocked mechanical path after rupture, by applying a torque to a flight control of the flight control system, in particular manually by the pilot or automatically, of the device for connecting/disconnecting the blocked mechanical path.
Avantageusement, l’étape de détermination de la voie mécanique bloquée comprend une étape de mesure de la position angulaire du premier moteur par le premier capteur de position, une étape de calcul d’une première différence de position angulaire entre la position angulaire du premier moteur et la position angulaire de l’organe de sortie et une étape de comparaison de cette différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, un blocage étant détecté sur la première voie mécanique si la première différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.Advantageously, the step of determining the blocked mechanical path comprises a step of measuring the angular position of the first motor by the first position sensor, a step of calculating a first angular position difference between the angular position of the first motor and the angular position of the output member and a step of comparing this angular position difference with an angular position difference threshold value, a blockage being detected on the first mechanical path if the first angular position difference is greater than the angular position difference threshold value.
Dans ce cas, l’alimentation électrique de la première voie mécanique est déconnectée en position OFF. Dans le cas contraire, si la première différence de position angulaire est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire, il n’y a pas de blocage sur la première voie mécanique et le moteur de la voie mécanique valide est réactivé en position ON.In this case, the power supply of the first mechanical channel is disconnected in the OFF position. Otherwise, if the first angular position difference is less than or equal to the angular position difference threshold value, there is no blocking on the first mechanical channel and the motor of the valid mechanical channel is reactivated in the ON position.
Avantageusement, l’étape de détermination de la voie mécanique bloquée comprend une étape de mesure de la position angulaire du deuxième moteur, une étape calcul d’une deuxième différence de position angulaire entre la position angulaire du deuxième moteur et la position angulaire de l’organe de sortie et une étape de comparaison de cette deuxième différence de position angulaire avec une valeur de seuil de différence de position angulaire, un blocage étant détecté sur la première voie mécanique si la deuxième différence de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire.Advantageously, the step of determining the blocked mechanical path comprises a step of measuring the angular position of the second motor, a step of calculating a second angular position difference between the angular position of the second motor and the angular position of the output member and a step of comparing this second angular position difference with an angular position difference threshold value, a blockage being detected on the first mechanical path if the second angular position difference is greater than the angular position difference threshold value.
Dans ce cas, l’alimentation électrique de la deuxième voie mécanique est déconnectée en position OFF. Dans le cas contraire, si la deuxième différence de position angulaire est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire, il n’y a pas de blocage sur la deuxième voie mécanique et le moteur de la voie mécanique valide est réactivé en position ON.In this case, the power supply of the second mechanical channel is disconnected in the OFF position. Otherwise, if the second angular position difference is less than or equal to the angular position difference threshold value, there is no blocking on the second mechanical channel and the motor of the valid mechanical channel is reactivated in the ON position.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :Other objects, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given solely as a non-limiting example, and made with reference to the indexed drawings in which:
est une vue schématique d’un système mécanique de commande d’un véhicule comprenant un actionneur selon l’art antérieur ;
is a schematic view of a mechanical control system of a vehicle comprising an actuator according to the prior art;
est une vue de détails en coupe partielle de l’actionneur de la
is a partial sectional detail view of the actuator of the
est une vue schématique d’un actionneur selon l’invention comprenant une unité électronique de commande selon l’invention ; et
is a schematic view of an actuator according to the invention comprising an electronic control unit according to the invention; and
représente l’organigramme d’un procédé de commande du couple moteur mis en œuvre par l’unité électronique de commande de la
represents the flowchart of a method of controlling the engine torque implemented by the electronic control unit of the
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisationDetailed description of at least one embodiment
Dans la suite de la description, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à un axe de rotation X1-X1 d’un organe de sortie 24 de l’actionneur 20.In the remainder of the description, the terms “axial” and “radial” are defined relative to an axis of rotation X1-X1 of an output member 24 of the actuator 20.
L’actionneur 20 est un actionneur « trim » configuré pour être agencé en parallèle par rapport une chaine de commandes de vol d’un aéronef, notamment d’un hélicoptère.The actuator 20 is a “trim” actuator configured to be arranged in parallel with a flight control chain of an aircraft, in particular a helicopter.
L’actionneur 20 comprend un premier moteur 22a muni d’un stator et d’un rotor (non référencés) et un premier arrangement de sortie 23a entraîné en rotation selon un axe de rotation X1-X1 par le premier moteur 22a via une première chaîne mécanique de transmission de puissance interne (non référencée).The actuator 20 comprises a first motor 22a provided with a stator and a rotor (not referenced) and a first output arrangement 23a driven in rotation along an axis of rotation X1-X1 by the first motor 22a via a first internal mechanical power transmission chain (not referenced).
Par « arrangement de sortie », on entend un dispositif comprenant un premier arbre de transmission intégré au moteur ou relié au moteur via une chaine mécanique interne au moteur.By “output arrangement” is meant a device comprising a first transmission shaft integrated into the engine or connected to the engine via a mechanical chain internal to the engine.
L’actionneur 20 comprend en outre un deuxième moteur 22b muni d’un stator et d’un rotor (non référencés) et un deuxième arrangement de sortie 23b entraîné en rotation selon un axe de rotation X1-X1 par le deuxième moteur 22b via une deuxième chaîne mécanique de transmission de puissance interne (non référencée).The actuator 20 further comprises a second motor 22b provided with a stator and a rotor (not referenced) and a second output arrangement 23b driven in rotation along an axis of rotation X1-X1 by the second motor 22b via a second internal mechanical power transmission chain (not referenced).
L’actionneur 20 comprend en outre un organe de sortie 24 solidaire d’un levier de sortie (non visible sur les figures).The actuator 20 further comprises an output member 24 secured to an output lever (not visible in the figures).
Le levier de sortie est relié mécaniquement à la chaine mécanique 13 d’un système mécanique 10 de commande de vol visible sur la
Le premier arrangement de sortie 23a est solidaire en rotation de l’organe de sortie 24 au moyen d’un premier dispositif de couplage/découplage 25a, ici sous la forme d’une connexion fusible, par exemple une goupille.The first output arrangement 23a is rotationally secured to the output member 24 by means of a first coupling/decoupling device 25a, here in the form of a fusible connection, for example a pin.
En d’autres termes, le premier arrangement de sortie 23a et l’organe de sortie 24 sont conjointement mobiles en rotation autour de l’axe de rotation X1-X1 via le premier dispositif de couplage/découplage 25a.In other words, the first output arrangement 23a and the output member 24 are jointly movable in rotation about the axis of rotation X1-X1 via the first coupling/decoupling device 25a.
Le deuxième arrangement de sortie 23b est solidaire en rotation de l’organe de sortie 24 au moyen d’un deuxième dispositif de couplage/découplage 25b, ici sous la forme d’une connexion fusible, par exemple une goupille.The second output arrangement 23b is rotationally secured to the output member 24 by means of a second coupling/decoupling device 25b, here in the form of a fusible connection, for example a pin.
En d’autres termes, le deuxième arrangement de sortie 23b et l’organe de sortie 24 sont conjointement mobiles en rotation autour de l’axe de rotation X1-X1 via le deuxième dispositif de couplage/découplage 25b.In other words, the second output arrangement 23b and the output member 24 are jointly movable in rotation about the axis of rotation X1-X1 via the second coupling/decoupling device 25b.
Chacune des goupilles fusibles 25a, 25b s’étend ici selon un axe perpendiculaire à l’axe de rotation X1-X1.Each of the fuse pins 25a, 25b extends here along an axis perpendicular to the axis of rotation X1-X1.
En variante, on pourrait prévoir que chacune des goupilles fusibles 25a, 25b s’étende selon un axe parallèle à l’axe de rotation X1-X1.Alternatively, it could be provided that each of the fusible pins 25a, 25b extends along an axis parallel to the axis of rotation X1-X1.
En variante, on pourrait prévoir tout autre forme pour le premier et le deuxième dispositif de couplage/découplage 25a, 25b pour coupler et découpler respectivement le premier arrangement de sortie 23a avec l’organe de sortie 24 et le deuxième arrangement de sortie 23b avec l’organe de sortie 24.Alternatively, any other shape could be provided for the first and second coupling/decoupling devices 25a, 25b to couple and decouple respectively the first output arrangement 23a with the output member 24 and the second output arrangement 23b with the output member 24.
Le premier moteur 22a et/ou le deuxième moteur 22b est configuré pour mettre en mouvement le levier de sortie 24 via au moins un des arrangements de sortie 23a, 23b de l’actionneur 20.The first motor 22a and/or the second motor 22b is configured to move the output lever 24 via at least one of the output arrangements 23a, 23b of the actuator 20.
Le premier arrangement de sortie 23a et le deuxième arrangement de sortie 23b sont, de manière générale, un premier et deuxième organes mobiles en rotation et l’organe de sortie 24 est, de manière générale, un troisième organe fixe lorsqu’il n’est pas lié à au moins un des arrangements de sortie 23a, 23b.The first output arrangement 23a and the second output arrangement 23b are, generally, a first and second rotatable members and the output member 24 is, generally, a third fixed member when it is not linked to at least one of the output arrangements 23a, 23b.
En fonctionnement normal, c’est-à-dire sans blocage ou grippage de l’actionneur « trim » 20, les dispositifs de couplage/découplage 25a, 25b permettent de transmettre un couple mécanique respectivement entre le premier moteur 22a et l’organe de sortie 24, via le premier arrangement de sortie 23a et entre le deuxième moteur 22b et l’organe de sortie 24, via le deuxième arrangement de sortie 23b.In normal operation, that is to say without blocking or seizing of the “trim” actuator 20, the coupling/decoupling devices 25a, 25b make it possible to transmit a mechanical torque respectively between the first motor 22a and the output member 24, via the first output arrangement 23a and between the second motor 22b and the output member 24, via the second output arrangement 23b.
Les arrangements de sortie 23a, 23b et l’organe de sortie 24 sont fixes en translation selon l’axe de rotation X1-X1.The output arrangements 23a, 23b and the output member 24 are fixed in translation along the axis of rotation X1-X1.
Les arrangements de sortie 23a, 23b et l’organe de sortie 24 sont ici coaxiaux.The output arrangements 23a, 23b and the output member 24 are here coaxial.
L’organe de sortie 24 s’étend ici partiellement à l’intérieur des premier et deuxième arrangements de sortie 23a, 23b.The output member 24 here extends partially inside the first and second output arrangements 23a, 23b.
De manière générale, l’actionneur 20 comprend un premier dispositif de connexion fusible 25a configuré pour lier en rotation autour de l’axe de rotation X1-X1 le premier arrangement de sortie 23a et l’organe de sortie 24 et un deuxième dispositif de connexion fusible 25b configuré pour lier en rotation autour de l’axe de rotation X1-X1 le deuxième arrangement de sortie 23b et l’organe de sortie 24.Generally, the actuator 20 comprises a first fusible connection device 25a configured to connect in rotation about the axis of rotation X1-X1 the first output arrangement 23a and the output member 24 and a second fusible connection device 25b configured to connect in rotation about the axis of rotation X1-X1 the second output arrangement 23b and the output member 24.
Les dispositifs de connexion fusible 25a, 25b transmettent chacun les efforts entre l’arrangement de sortie 23a, 23b correspondant et l’organe de sortie 24 et assure la fonction de fusible mécanique configuré pour se rompre lorsque les efforts transmis dépassent une valeur de seuil. La rupture du dispositif de connexion fusible entraine la déconnexion entre l’arrangement de sortie 23a, 23b correspondant et l’organe de sortie 24 de sorte que l’organe de sortie 24 n’est plus entrainé en rotation par l’arrangement de sortie 23a, 23b correspondant.The fusible connection devices 25a, 25b each transmit the forces between the corresponding output arrangement 23a, 23b and the output member 24 and provide the function of a mechanical fuse configured to break when the transmitted forces exceed a threshold value. The breaking of the fusible connection device causes the disconnection between the corresponding output arrangement 23a, 23b and the output member 24 such that the output member 24 is no longer driven in rotation by the corresponding output arrangement 23a, 23b.
Du fait de l’architecture de l’actionneur à double voie mécanique ou « dual channel » en termes anglo-saxons, l’actionneur 20 est équipé de deux connexions fusibles 25a, 25b, à savoir une connexion fusible par voie mécanique. Par ailleurs, chacune de ces voies mécaniques comprend son propre moteur 22a, 22b et son propre capteur de position angulaire 26a, 26b.Due to the architecture of the dual channel actuator, the actuator 20 is equipped with two fusible connections 25a, 25b, namely one fusible connection per mechanical channel. Furthermore, each of these mechanical channels comprises its own motor 22a, 22b and its own angular position sensor 26a, 26b.
Par « capteur de position », on entend, par exemple, un capteur passif de déplacements en rotations ou Rotary Variable Differential Transformer, en termes anglo-saxons, d’acronyme « RVDT ».By "position sensor" we mean, for example, a passive sensor of rotational displacements or Rotary Variable Differential Transformer, in Anglo-Saxon terms, with the acronym "RVDT".
En cas de blocage de l’actionneur « trim » 20, par exemple à la suite d’une défaillance interne dudit actionneur, le pilote ressent physiquement que la chaine mécanique 13 de commande de vol est bloquée. Le pilote doit générer un effort sur la commande de vol 11, et ainsi sur l’organe de sortie 24, afin de rompre le dispositif de connexion fusible 25a, 25b et ainsi libérer en rotation l’organe de sortie 24, et notamment le levier de sortie, par rapport à l’arrangement de sortie défaillant 23a, 23b.In the event of the “trim” actuator 20 being blocked, for example following an internal failure of said actuator, the pilot physically feels that the mechanical flight control chain 13 is blocked. The pilot must generate a force on the flight control 11, and thus on the output member 24, in order to break the fusible connection device 25a, 25b and thus release the output member 24, and in particular the output lever, into rotation relative to the faulty output arrangement 23a, 23b.
Afin d’atténuer le mouvement d’embardée de l’organe de sortie 24, l’actionneur 20 comprend en outre une unité électronique de contrôle 40, d’acronyme UCE configurée pour contrôler les couples produits par les deux moteurs 22a, 22b, pour détecter un blocage d’une des voies mécaniques de l’actionneur 20 et pour commander séparément les couples des moteurs afin de gérer l’embarquement en cas de blocage d’une des voies mécaniques dans l’architecture de l’actionneur à double voie mécaniques.In order to attenuate the yaw movement of the output member 24, the actuator 20 further comprises an electronic control unit 40, with the acronym ECU, configured to control the torques produced by the two motors 22a, 22b, to detect a blockage of one of the mechanical paths of the actuator 20 and to separately control the torques of the motors in order to manage the embarkation in the event of a blockage of one of the mechanical paths in the architecture of the dual mechanical path actuator.
L’UCE 40 comprend un module 42 de détection du blocage d’une des voies mécaniques par deux méthodes distinctes et combinables :The ECU 40 includes a module 42 for detecting the blockage of one of the mechanical channels by two separate and combinable methods:
- Par observation des courants I1, I2 des deux moteurs 22a, 22b, mesurés par des capteurs de courant (non représentés). En effet, le blocage d’une voie mécanique provoque une augmentation du courant sur ladite voie mécanique bloquée. Ceci est dû au fait que le moteur tente de surpasser le couple résistif successif au grippage. Et/ou- By observing the currents I1, I2 of the two motors 22a, 22b, measured by current sensors (not shown). Indeed, the blocking of a mechanical path causes an increase in the current on said blocked mechanical path. This is due to the fact that the motor tries to overcome the resistive torque successive to the seizure. And/or
- Par comparaison des positions angulaires θ1, θ2 des deux moteurs 22a, 22b issues des capteurs de position 26a, 26b. En effet, en cas de blocage d’une voie mécanique, le moteur de cette voie bloquée ne tourne plus dès l’apparition du grippage/blocage. Le moteur de l’autre voie non bloquée continue de tourner pendant un court laps de temps du fait de la souplesse des connexions fusibles 25a, 25b. Lesdites connexions fusibles 25a, 25b se déforment et permettent au moteur de la voie mécanique non bloquée de tourner selon une faible plage angulaire.- By comparing the angular positions θ1, θ2 of the two motors 22a, 22b from the position sensors 26a, 26b. Indeed, in the event of a mechanical path being blocked, the motor of this blocked path no longer turns as soon as the seizure/blocking occurs. The motor of the other unblocked path continues to turn for a short period of time due to the flexibility of the fusible connections 25a, 25b. Said fusible connections 25a, 25b deform and allow the motor of the unblocked mechanical path to turn within a small angular range.
Le module 42 de détection du blocage d’une des voies mécaniques est configuré pour calculer la différence de courant ΔI entre le courant I1 du premier moteur 22a et le courant I2 du deuxième moteur 22b et pour comparer cette différence de courant ΔI avec une valeur de seuil de différence de courant ΔImax.The module 42 for detecting the blocking of one of the mechanical channels is configured to calculate the current difference ΔI between the current I1 of the first motor 22a and the current I2 of the second motor 22b and to compare this current difference ΔI with a current difference threshold value ΔImax.
Si la différence de courant ΔI est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de courant ΔImax, il n’y a pas de blocage sur les deux voies mécaniques. Si la différence de courant ΔI est supérieure à la valeur de seuil de différence de courant ΔImax, le module 42 de détection du blocage émet un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques.If the current difference ΔI is less than or equal to the current difference threshold value ΔImax, there is no blockage on the two mechanical channels. If the current difference ΔI is greater than the current difference threshold value ΔImax, the blockage detection module 42 emits a blockage detection signal on the two mechanical channels.
Le module 42 de détection du blocage d’une des voies mécaniques est en outre configuré pour calculer la différence de position angulaire Δθ entre la position angulaire θ1 du premier moteur 22a et la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b et pour comparer cette différence de position angulaire Δθ avec une valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax.The module 42 for detecting the blockage of one of the mechanical paths is further configured to calculate the difference in angular position Δθ between the angular position θ1 of the first motor 22a and the angular position θ2 of the second motor 22b and to compare this difference in angular position Δθ with a threshold value of difference in angular position Δθmax.
Si la différence de position angulaire Δθ est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax, il n’y a pas de blocage sur les deux voies mécaniques. Si la différence de position angulaire Δθ est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax, le module 42 de détection du blocage émet un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques.If the angular position difference Δθ is less than or equal to the angular position difference threshold value Δθmax, there is no blockage on the two mechanical paths. If the angular position difference Δθ is greater than the angular position difference threshold value Δθmax, the blockage detection module 42 emits a blockage detection signal on the two mechanical paths.
Comme expliqué ci-avant, le module 42 de détection est configuré pour détecter le blocage d’une des voies mécaniques en observant le courant et/ou en observant la position angulaire du rotor de chaque moteur. Ainsi, dans le cas où le module 42 de détection procède à la combinaison des observations de courant et de position angulaire, le module 42 de détection du blocage est configuré pour émettre un signal de détection d’un blocage sur les deux voies mécaniques si l’une des différences de courant ou de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil correspondant.As explained above, the detection module 42 is configured to detect the blockage of one of the mechanical paths by observing the current and/or by observing the angular position of the rotor of each motor. Thus, in the case where the detection module 42 combines the current and angular position observations, the blockage detection module 42 is configured to emit a blockage detection signal on both mechanical paths if one of the current or angular position differences is greater than the corresponding threshold value.
L’UCE 40 comprend en outre un module 44 de déconnexion de la voie mécanique bloquée.The ECU 40 also includes a module 44 for disconnecting the blocked mechanical track.
Ledit module 44 est configuré pour mettre les deux moteurs 22a, 22b en court-circuit. Le pilote applique alors un couple important sur la commande de vol 11 ce qui provoque la rupture de la connexion fusible de la voie mécanique bloquée.Said module 44 is configured to short-circuit the two motors 22a, 22b. The pilot then applies a significant torque to the flight control 11 which causes the fuse connection of the blocked mechanical path to break.
Chaque fusible mécanique est connecté à une voie mécanique et à l’arbre de sortie 3. En cas de grippage d’une des voies, seul le fusible de la voie grippée transmet le couple. Il est donc le seul à rompre. Les moteurs sont en court-circuit.Each mechanical fuse is connected to a mechanical track and to output shaft 3. If one of the tracks seizes, only the fuse of the seized track transmits the torque. It is therefore the only one to break. The motors are short-circuited.
La voie mécanique bloquée est ainsi déconnectée du reste de la chaine mécanique. La voie valide est donc libre de tourner et le fusible de cette voie n’est soumis qu’à un faible couple. Le moteur de la voie mécanique valide, c’est-à-dire non bloquée, a alors un rôle d’amortisseur post-rupture qui permet de limiter l’embarquement.The blocked mechanical track is thus disconnected from the rest of the mechanical chain. The valid track is therefore free to rotate and the fuse of this track is only subjected to a low torque. The motor of the valid mechanical track, i.e. not blocked, then has a role of post-breakage shock absorber which makes it possible to limit the loading.
Après un court délai, l’embarquement est mitigé.After a short delay, boarding is mixed.
L’UCE 40 comprend en outre un module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée.The ECU 40 also includes a module 46 for determining the blocked mechanical track.
Ledit module 46 est configuré pour comparer les positions angulaires θ1, θ2 des deux moteurs 22a, 22b avec la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et déterminer laquelle des voies mécaniques est bloquée.Said module 46 is configured to compare the angular positions θ1, θ2 of the two motors 22a, 22b with the angular position θS of the output member 24 and determine which of the mechanical pathways is blocked.
Ledit module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée est configuré pour calculer une première différence de position angulaire ΔE1 entre la position angulaire θ1 du premier moteur 22a et la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et pour comparer cette différence de position angulaire ΔE1 avec une valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax.Said module 46 for determining the blocked mechanical path is configured to calculate a first angular position difference ΔE1 between the angular position θ1 of the first motor 22a and the angular position θS of the output member 24 and to compare this angular position difference ΔE1 with an angular position difference threshold value ΔEmax.
Si la première différence de position angulaire ΔE1 est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, il n’y a pas de blocage sur la première voie mécanique. Si la première différence de position angulaire ΔE1 est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, le module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée émet un signal de déconnexion de la première voie mécanique à un module 48 de commande de l’alimentation des moteurs 22a, 22b.If the first angular position difference ΔE1 is less than or equal to the angular position difference threshold value ΔEmax, there is no blockage on the first mechanical path. If the first angular position difference ΔE1 is greater than the angular position difference threshold value ΔEmax, the module 46 for determining the blocked mechanical path emits a signal for disconnecting the first mechanical path to a module 48 for controlling the power supply to the motors 22a, 22b.
Ledit module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée est en outre configuré pour calculer une deuxième différence de position angulaire ΔE2 entre la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b et la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et pour comparer cette différence de position angulaire ΔE2 avec une valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax.Said module 46 for determining the blocked mechanical path is further configured to calculate a second angular position difference ΔE2 between the angular position θ2 of the second motor 22b and the angular position θS of the output member 24 and to compare this angular position difference ΔE2 with an angular position difference threshold value ΔEmax.
Si la deuxième différence de position angulaire ΔE2 est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, il n’y a pas de blocage sur la deuxième voie mécanique. Si la deuxième différence de position angulaire ΔE2 est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, le module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée émet un signal de déconnexion de la deuxième voie mécanique au module 48 de commande de l’alimentation des moteurs 22a, 22b.If the second angular position difference ΔE2 is less than or equal to the angular position difference threshold value ΔEmax, there is no blockage on the second mechanical path. If the second angular position difference ΔE2 is greater than the angular position difference threshold value ΔEmax, the module 46 for determining the blocked mechanical path sends a signal to disconnect the second mechanical path to the module 48 for controlling the power supply to the motors 22a, 22b.
En effet, le moteur dont la position angulaire est cohérente avec celle de l’organe de sortie 24 correspond à celui de la voie mécanique valide, c’est-à-dire dont la position angulaire est proche de la position angulaire de l’organe de sortie 24. Au contraire, le moteur dont la position angulaire n’est pas cohérente avec celle de l’organe de sortie 24 correspond à celui de la voie mécanique bloquée.Indeed, the motor whose angular position is consistent with that of the output member 24 corresponds to that of the valid mechanical path, that is to say whose angular position is close to the angular position of the output member 24. On the contrary, the motor whose angular position is not consistent with that of the output member 24 corresponds to that of the blocked mechanical path.
Le module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée est configuré pour déterminer en parallèle le blocage des deux voies mécaniques.The module 46 for determining the blocked mechanical path is configured to determine in parallel the blocking of the two mechanical paths.
L’UCE 40 comprend en outre le module 48 de commande de l’alimentation des moteurs 22a, 22b configuré pour recevoir les signaux du module 46 de détermination de la voie mécanique bloquée et configuré pour réactiver le moteur de la voie mécanique valide et pour couper l’alimentation électrique du moteur de la voie mécanique bloquée.The ECU 40 further comprises the module 48 for controlling the power supply to the motors 22a, 22b configured to receive the signals from the module 46 for determining the blocked mechanical track and configured to reactivate the motor of the valid mechanical track and to cut off the electrical power supply to the motor of the blocked mechanical track.
Tel qu’illustré sur la
Tel qu’illustré, et de manière nullement limitative, le procédé 100 de commande comprend une première étape 101 de choix du mode de pilotage entre un pilotage manuel et un pilotage automatique.As illustrated, and in no way limiting, the control method 100 comprises a first step 101 of choosing the control mode between manual control and automatic control.
Le procédé 100 comprend en outre une étape 110 de détection du blocage d’une des voies mécaniques par les deux méthodes distinctes et combinables détaillées précédemment, à savoir par observation des courants I1, I2 des deux moteurs 22a, 22b, mesurés par des capteurs de courant (non représentés), et/ou par comparaison des positions angulaires θ1, θ2 des deux moteurs 22a, 22b issues des capteurs de position 26a, 26b.The method 100 further comprises a step 110 of detecting the blockage of one of the mechanical pathways by the two separate and combinable methods detailed above, namely by observing the currents I1, I2 of the two motors 22a, 22b, measured by current sensors (not shown), and/or by comparing the angular positions θ1, θ2 of the two motors 22a, 22b from the position sensors 26a, 26b.
L’étape 110 de détection du blocage d’une des voies mécaniques comprend une étape 111 de mesure de la position angulaire θ1 du premier moteur 22a et de la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b issues des capteurs de position 26a, 26b, une étape 112 de calcul de la différence de position angulaire Δθ entre la position angulaire θ1 du premier moteur 22a et la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b et une étape 113 de comparaison de cette différence de position angulaire Δθ avec une valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax.Step 110 of detecting the blockage of one of the mechanical paths comprises a step 111 of measuring the angular position θ1 of the first motor 22a and the angular position θ2 of the second motor 22b from the position sensors 26a, 26b, a step 112 of calculating the angular position difference Δθ between the angular position θ1 of the first motor 22a and the angular position θ2 of the second motor 22b and a step 113 of comparing this angular position difference Δθ with an angular position difference threshold value Δθmax.
Si la différence de position angulaire Δθ est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax, il n’y a pas de blocage sur les deux voies mécaniques. Si la différence de position angulaire Δθ est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire Δθmax, un blocage sur les deux voies mécaniques est détecté.If the angular position difference Δθ is less than or equal to the angular position difference threshold value Δθmax, there is no blockage on both mechanical paths. If the angular position difference Δθ is greater than the angular position difference threshold value Δθmax, a blockage on both mechanical paths is detected.
L’étape 110 de détection du blocage d’une des voies mécaniques comprend une étape 115 de mesure des courants I1, I2 des deux moteurs 22a, 22b par des capteurs de courant (non représentés), une étape 116 de calcul de la différence de courant ΔI entre le courant I1 du premier moteur 22a et le courant I2 du deuxième moteur 22b et une étape 117 de comparaison de cette différence de courant ΔI avec une valeur de seuil de différence de courant ΔImax.Step 110 of detecting the blockage of one of the mechanical paths comprises a step 115 of measuring the currents I1, I2 of the two motors 22a, 22b by current sensors (not shown), a step 116 of calculating the current difference ΔI between the current I1 of the first motor 22a and the current I2 of the second motor 22b and a step 117 of comparing this current difference ΔI with a current difference threshold value ΔImax.
Si la différence de courant ΔI est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de courant ΔImax, il n’y a pas de blocage sur les deux voies mécaniques. Si la différence de courant ΔI est supérieure à la valeur de seuil de différence de courant ΔImax, un blocage sur les deux voies mécaniques est détecté.If the current difference ΔI is less than or equal to the current difference threshold value ΔImax, there is no blockage on both mechanical channels. If the current difference ΔI is greater than the current difference threshold value ΔImax, a blockage on both mechanical channels is detected.
Comme expliqué ci-avant, l’étape 110 de détection du blocage permet de détecter le blocage d’une des voies mécaniques en observant le courant et/ou en observant la position angulaire du rotor de chaque moteur. Ainsi, si l’une des différences de courant ou de position angulaire est supérieure à la valeur de seuil correspondant, un blocage sur les voies mécaniques est détecté.As explained above, the blockage detection step 110 makes it possible to detect the blockage of one of the mechanical paths by observing the current and/or by observing the angular position of the rotor of each motor. Thus, if one of the current or angular position differences is greater than the corresponding threshold value, a blockage on the mechanical paths is detected.
Les étapes 111, 112, 113 sont réalisées en parallèle des étapes 115, 116, 117 dans le cas où on observe le courant et la position angulaire des deux moteurs 22a, 22b.Steps 111, 112, 113 are carried out in parallel with steps 115, 116, 117 in the case where the current and the angular position of the two motors 22a, 22b are observed.
Le procédé 100 comprend en outre une étape 120 de mise en court-circuit les deux moteurs 22a, 22b. Le pilote applique alors, lors d’une étape 122 de rupture de la connexion fusible, un couple sur la commande de vol 11 pour provoquer la rupture de la connexion fusible de la voie mécanique bloquée.The method 100 further comprises a step 120 of short-circuiting the two motors 22a, 22b. The pilot then applies, during a step 122 of breaking the fusible connection, a torque on the flight control 11 to cause the fusible connection of the blocked mechanical path to break.
L’étape 122 de rupture de la connexion fusible est dépendante d’une action extérieure et est représentée en pointillés sur la
L’étape 122 de rupture de la connexion fusible correspond ici à une étape de temporisation permettant de rompre la connexion fusible de la voie mécanique bloquée. L’étape de temporisation est bien une étape propre au procédé 100 et permet au pilote de casser la goupille. L’étape 122 de rupture de la connexion fusible correspond à une temporisation comprise entre 2s et 5s, de préférence de 4s.Step 122 of breaking the fusible connection corresponds here to a timing step for breaking the fusible connection of the blocked mechanical path. The timing step is indeed a step specific to the method 100 and allows the pilot to break the pin. Step 122 of breaking the fusible connection corresponds to a timing of between 2s and 5s, preferably 4s.
La voie mécanique bloquée est ainsi déconnectée du reste de la chaine mécanique. Le moteur de la voie mécanique valide, c’est-à-dire non bloquée, a alors un rôle d’amortisseur post-rupture et permet de limiter l’embarquement.The blocked mechanical track is thus disconnected from the rest of the mechanical chain. The motor of the valid mechanical track, i.e. not blocked, then has a post-breakage shock absorber role and makes it possible to limit boarding.
Le procédé 100 comprend en outre une étape 130 de détermination de la voie mécanique bloquée.The method 100 further comprises a step 130 of determining the blocked mechanical path.
Ladite étape 130 de détermination de la voie mécanique bloquée a pour but de comparer les positions angulaires θ1, θ2 des deux moteurs 22a, 22b avec la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et déterminer laquelle des voies mécaniques est bloquée.Said step 130 of determining the blocked mechanical path aims to compare the angular positions θ1, θ2 of the two motors 22a, 22b with the angular position θS of the output member 24 and determine which of the mechanical paths is blocked.
Ladite étape 130 de détermination de la voie mécanique bloquée comprend une étape 131 de mesure de la position angulaire θ1 du premier moteur 22a par le premier capteur de position 26a, une étape 132 de calcul d’une première différence de position angulaire ΔE1 entre la position angulaire θ1 du premier moteur 22a et la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et une étape 133 de comparaison de cette différence de position angulaire ΔE1 avec une valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax.Said step 130 of determining the blocked mechanical path comprises a step 131 of measuring the angular position θ1 of the first motor 22a by the first position sensor 26a, a step 132 of calculating a first angular position difference ΔE1 between the angular position θ1 of the first motor 22a and the angular position θS of the output member 24 and a step 133 of comparing this angular position difference ΔE1 with an angular position difference threshold value ΔEmax.
Si la première différence de position angulaire ΔE1 est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, il n’y a pas de blocage sur la première voie mécanique et le moteur de la voie mécanique valide est réactivé en position ON. Si la première différence de position angulaire ΔE1 est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, l’alimentation électrique de la première voie mécanique est déconnectée en position OFF.If the first angular position difference ΔE1 is less than or equal to the angular position difference threshold value ΔEmax, there is no blocking on the first mechanical channel and the motor of the valid mechanical channel is reactivated in the ON position. If the first angular position difference ΔE1 is greater than the angular position difference threshold value ΔEmax, the power supply of the first mechanical channel is disconnected in the OFF position.
Ladite étape 130 de détermination de la voie mécanique bloquée comprend une étape 135 de mesure de la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b, une étape 136 calcul d’une deuxième différence de position angulaire ΔE2 entre la position angulaire θ2 du deuxième moteur 22b et la position angulaire θS de l’organe de sortie 24 et une étape 137 de comparaison de cette deuxième différence de position angulaire ΔE2 avec une valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax.Said step 130 of determining the blocked mechanical path comprises a step 135 of measuring the angular position θ2 of the second motor 22b, a step 136 of calculating a second angular position difference ΔE2 between the angular position θ2 of the second motor 22b and the angular position θS of the output member 24 and a step 137 of comparing this second angular position difference ΔE2 with an angular position difference threshold value ΔEmax.
Si la deuxième différence de position angulaire ΔE2 est inférieure ou égale à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, il n’y a pas de blocage sur la deuxième voie mécanique et le moteur de la voie mécanique valide est réactivé en position ON. Si la deuxième différence de position angulaire ΔE2 est supérieure à la valeur de seuil de différence de position angulaire ΔEmax, l’alimentation électrique de la deuxième voie mécanique est déconnectée en position OFF.If the second angular position difference ΔE2 is less than or equal to the angular position difference threshold value ΔEmax, there is no blocking on the second mechanical channel and the motor of the valid mechanical channel is reactivated in the ON position. If the second angular position difference ΔE2 is greater than the angular position difference threshold value ΔEmax, the power supply of the second mechanical channel is disconnected in the OFF position.
Les étapes 131, 132, 133 sont réalisées en parallèle des étapes 135, 136, 137.Steps 131, 132, 133 are carried out in parallel with steps 135, 136, 137.
L’architecture de l’actionneur à double voie mécanique ou « dual channel » en termes anglo-saxons permet de restituer un effort de synthèse au pilote au niveau de l’organe de sortie 24 via le dispositif 40 de contrôle des couples produits par le premier et le deuxième moteur 22a, 22b.The architecture of the dual channel actuator makes it possible to return a synthetic force to the pilot at the output member 24 via the device 40 for controlling the torques produced by the first and second motors 22a, 22b.
Sur la base d’une architecture à double voie mécanique, l’invention exploite la souplesse de la liaison mécanique pour permettre une détection de blocage de l’une des voies mécaniques. En outre, l’invention permet l’identification de la voie mécanique bloquée et la reconfiguration de la voie valide afin de limiter le phénomène d’embarquement en cas de rupture de la connexion fusible de l’actionneur « trim ».Based on a dual mechanical path architecture, the invention exploits the flexibility of the mechanical connection to enable detection of blockage of one of the mechanical paths. In addition, the invention enables identification of the blocked mechanical path and reconfiguration of the valid path in order to limit the boarding phenomenon in the event of a break in the fusible connection of the “trim” actuator.
Claims (14)
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WO2008112363A2 (en) * | 2007-02-07 | 2008-09-18 | Parker Hannifin Corporation | Electromechanical actuating assembly |
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EP4190692A1 (en) * | 2021-12-02 | 2023-06-07 | BAE SYSTEMS plc | Drive arrangements |
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- 2023-07-03 FR FR2307075A patent/FR3150778A1/en active Pending
-
2024
- 2024-07-01 WO PCT/FR2024/050874 patent/WO2025008590A1/en unknown
Patent Citations (3)
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