BE481893A - - Google Patents

Description

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   Perfectionnements aux dispositifs   de commande de moteurs d'engins aériens dirigeables notamment en vue de leur atterrissage automatique"   
Cette invention se rapporte à un système de comman- de et de synchronisation de moteurs et plus particulièrement à un système de ce type destiné à l'atterrissage automatique d'un avion dans lequel les signaux de tension engendrés par l'écart que fait l'avion avec le faisceau de trajectoire de descente contrôlent le couple développé par les moteurs. 



   Il était autrefois d'une pratique courante en ma- tière de synchronisation des vitesses de deux moteurs ou plus d'un avion multimoteur d'utiliser des dispositifs cen- trifuges afin de faire correspondre la vitesse d'un moteur asservi à celle du moteur principal. De tels dispositifs comprennent généralement un régulateur centrifuge qui agit sur un ressort de régulation pour faire varier le pas d'hé- lice. Tandis que de tels dispositifs ont prouvé   leur   valeur 

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 en maintenant en synchronisme les vitesses des moteurs du- ran.t des conditions normales de vol; ils se sont révélés inutilisables dans la pratique récente de l'atterrissage d'un avion par commande à distance, comme par exemple, par un dispositif décrit dans la demande de brevet No   370.597   déposée le 24 Octobre 1947. 



   Dans le système de contrôle d'approche destiné à l'atterrissage mentionné ci-dessus, les signaux de tension sont engendrés par un calculateur suivant l'écart que fait l'avion avec le faisceau du localiseur et le faisceau de tra- jectoire de descente émis par une station terrestre. Les si- gnaux engendrés de la sorte sont utilisés pour modifier ou surmonter d'autres signaux engendrés dans le pilote automa- tique afin de modifier le contrôle du gouvernail de direc- tion, du gouvernail de profondeur et des gouvernes de gauchis- sement afin de maintenir l'avion sur les deux faisceaux d'at- terrissage, et éventuellement faire atterrir celui-ci. La vi-   tessepar   rapport à l'air ou vitesse propre de l'avion peut aussi être diminuée par les dits signaux agissant pour réduire la vitesse des moteurs.

   Cependant la réduction de la vitesse des moteurs à l'atterrissage, est souvent telle que l'action de réglage dans le système antérieur devient sans effet du fait que le pas d'hélices est réduit à sa valeur minimum. 



  Un couple insuffisant est alors développé par les moteurs de, sorte que l'avion perd de sa vitesse d'avancement et peut sen mettre en perte de vitesse ce qui est une cause fréquente d'ac- cidents à l'atterrissage. 



   Un objet de la présente invention est de réaliser un système de commande d'atterrissage pour avions qui agit en fonction des signaux de tension engendrés par un calculateur, 

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 faisant partie de la chaîne ou voie du système contrôlée par le faisceau de trajectoire de descente, afin de réduire le couple des moteurs. 



   Un autre objet de l'invention est de réaliser un sys- tème de commande et de synchronisation des moteurs pour un a- vion multimoteur dans lequel la vitesse de fonctionnement des moteurs est contrôlée par les tensions engendrées par un fais- ceau de guidage et dans lequel les moteurs sont synchronisés à la vitesse indiquée, par un signal exprimant la différence des vitesses . 



   Un autre objet de l'invention est de réaliser un système de commande et de synchronisation des moteurs qui soit également efficace tant pour des conditions normales de vol que pour des approches d'atterrissage où la vitesse des moteurs   @     est @ notablement réduite.   



   Encore un autre objet de cette invention est de réa- liser un système de commande et de synchronisation de moteurs très perfectionné et ramassé dont le fonctionnement est entiè- rement automatique et sûr, dont la fabrication est relativement peu coûteuse, qui présente un vaste champ d'applications et dont l'utilisation est à la fois très pratique et très efficace. 



   Ces objets et caractéristiques et d'autres encore de la présente invention ressortiront plus clairement de la des- cription détaillée qui suit ainsi que du dessin y annexé, é- tant bien entendu que celui-ci n'est donné qu'à titre d'exemple nullement limitatif. 



   L'unique figure est une représentation schématique dans laquelle le symbole 10 désigne un circuit caractéristi- que de la présente invention. Le circuit 10 relie les comman- des d'un moteur principal 11 et d'un moteur asservi 12 à une source de signaux de tension 13 qui est reliée à un calcula- 

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 teur ( non représenté) associé à la voie de commande de la trajectoire de descente de l'avion. 



   Le moteur principal 11 comporte un levier de commande de la soupape d'admission ou papillon 14 commandé, au moyen d'un engrènement ou toute autre liaison mécanique représenté par la ligne en traits interrompus 15, par le rotor 16 d'un moteur à induction biphasé 17. Le moteur 17 comporte une phase fixe 18 reliée à une source de tension appropriée 19 et une pha- se variable 20 reliée à la sortie d'un amplificateur 21. 



   Le moteur asservi 12 comporte lui aussi un levier de commande du papillon 22 relié par un moyen tel que 23, au rotor 24 d'un moteur biphasé 25. La phase fixe 26 du moteur 25 est reliée à la source de tension 19, tandis que la phase variable 27 est reliée à la sortie d'un second amplificateur 28. 



   Aux bornes de la source de signaux 13 est branché un moteur autosynchrone récepteur 30 ayant un rotor 31 accouplé au rotor 16, par un moyen tel que 32, et un enroulement stator 33. L'enroulement rotor 31 est branché aux bornes de la source de ten'sion 19. L'enroulement du stator 33 a une de ses extré- mités reliés par un conducteur 34 à une borne de la source de signaux et à son autre extrémité reliée par un conducteur 35, un amplificateur 21 et des conducteurs 36 et 37 à l'autre borne de la source de signaux. 



   La position angulaire de l'enroulement rotor 31 est telle que la tension induite dans l'enroulement stator 33 du récepteur 30 équilibre la tension de la source de signaux. 



  Aucune tension ne sera donc appliquée aux conducteurs d'entrée 35 et 36 de l'amplificateur 21. Le moteur 17 sera ainsi arrê- té. 



   Lorsqu'une modification du signal survient, une tension est appliquée aux conducteurs 34 et 37, 36 afin de dé- 

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 séquilibrer le circuit décrit, et de ce fait un signal est appliqué aux conducteurs d'entrée de l'amplificateur 35, 36. 



  Cette tension est amplifiée par l'amplificateur 21 et appliquée à la phase variable 20 du moteur biphasé 17. Le rotor 16 va se mettre à tourner et entraînera ainsi dans sa rotation, au moyen de l'accouplement 32, l'enroulement du rotor 31 jusqu'à ce que la tension induite, engendrée par l'enroulement 31, dans l'enroulement du stator 33 équilibre la tension de la source de signaux 13. Le circuit est alors en équilibre jusqu'à ce que le signal de la source 13 soit de nouveau modifié. 



   La rotation du rotor 16 du moteur à induction 17 déplace le levier de commande du papillon 14 du moteur prin- cipal 11. La vitesse du moteur 11 est ainsi modifiée suivant le signal de tension de la source 13. 



   Le moteur asservi 12 comporte un circuit de contrôle de vitesse analogue, comprenant un récepteur 40 ayant un en- roulement rotor 41 branché à la source de tension 19 et en- trainé par un rotor 24 au moyen d'un accouplement 42, et un enroulement stator 43. L'enroulement stator 43 a une de ses extrémités reliée par un conducteur 44 à une borne de la sour- ce de signaux 13, et à son autre extrémité reliée par un con- ducteur 45, un amplificateur 28 et un conducteur   37   à l'autre borne de la source de signaux. Les deux circuits de contrôle de vitesse sont branchés en parallèle sur la source de signaux 13 et actionnent respectivement les leviers de commande des papillons 14 et 28 afin de contrôler la vitesse des moteurs 11 et 12 suivant les signaux de la source 13. 



   Un dispositif est prévu pour synchroniser la vitesse du moteur 12 avec celle du moteur principal 11. 



   A cet effet,   il;est   prévu un transmetteur synchrone 50 pour le moteur principal 11 ayant un enroulement stator tri- 

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 phasé 51 et un enroulement rotor monophasé 52 qui est branché à la source de tension 19; et un transmetteur semblable 53 pour le moteur asservi 12 ayant un enroulement stator triphasé 54 et un enroulement rotor monophasé 55 branché à la source de ten- (sion 19. Les   rotorq   52 et 55 sont adaptés pour être entraînés par les arbres d'hélices de leurs moteurs respectifs, au'moyen d'accouplements indiqués respectivement par les lignes en traits interrompus 56 et 57. 



   Il est en outre prévu un moteur différentiel 60 ayant un enroulement stator triphasé 61 et un enroulement rotor triphasé 62. L'enroulement stator 61, est relié par les con- ducteurs 63 à l'enroulement stator 54 du transmetteur asservi 53, tandis que l'enroulement rotorr 63 lest reliérpar les conduc- teurs 64 à l'enroulement stator 51 du transmetteur principal 50. 



   La rotation des enroulements de rotor 52 et 55 déter- minée par leurs arbres d'hélices respectifs induit une tension dans chacun des enroulements stator 51 et 54. Ces tensions induites sont appliquées respectivement aux enroulements 62 et 61 du moteur différentiel. Les champs magnétiques engendrés par les courants produits par ces tensions tournent à une vites- se respectivement proportionnelle à la vitesse du moteur asso- cié à chacun des transmetteurs. Lorsque les vitesses de rota- tion des champs magnétiques du rotor et du stator sont égales, le rotor 62 est à l'arrêt. 



   Si les moteurs 11 et 12 viennent à rompre leur syn- chronisme, une différence dans les vitesses de rotation des   chanp   des enroulements 62 et 61 apparaîtra et l'interaction des deux champs magnétiques donnera naissance à un déplacement angulaire de l'enroulement rotor 62. Le déplacement angulaire du rotor 62 est proportionnel à la différence des vitesses des deux systèmes transmetteurs.   @   

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De plus, il;est prévu dans le circuit de commande du moteur asservi 12 un transmetteur synchrone ou transformateur tournant 70 qui applique à ce circuit un signal destiné à syn- chroniser la vitesse du moteur asservi avec celle du moteur principal. 



   Le transmetteur 70 comporte un enroulement stator 71 et un enroulement rotor 72 qui est relié à la source de tension 19, et dont le déplacement angulaire est provoqué par le rotor 62 au moyen de la liaison 73. L'enroulement stator 71 est con- necté en série dans le circuit du récepteur 40 par des conduc- teurs 74 et 37. 



   Au moment du déplacement angulaire du rotor diffé- rentiel 62, le rotor 72 du transmetteur se déplace et induit dans le circuit du récepteur 40, une tension qui est proportion- nelle à la- différence des vitesses des deux moteurs. Cette tension, exprimant la vitesse différentielle, ainsi ajoutée dans le circuit de contrôle du moteur asservi, déséquilibre le circuit et oblige le moteur à induction 25 à tourner. Le moteur 25 place ainsi le rotor 41 dans une position telle qu'il équilibre de nouveau le circuit de contrôle, en même temps le moteur 25 déplace le levier de commande du papillon 22 pour réduire ou augmenter la vitesse du moteur 12 afin d'amener le moteur asservi en synchronisme avec le moteur principal 11. 



   Bien que la source de signaux 13 fut mentionnée com- , me étant un calculateur associé à la voie de contrôle de la trajectoire de descente du système d'approche, il est évident que cette ,source de signaux 13 pourrait être un transmetteur d'un système autosynchrone, l'enroulement stator étant connecté alors aux conducteurs 34 et 37, tandis que son'enroulement ro- tor serait branché à la source de tension 19, le déplacement an- gulaire de celui-ci s'effectuant, suivant des signaux transmis à distance ou,manuellement.

Claims (1)

1. RESUME La présente invention a trait à des perfectionnements ' à la commande d'engins aériens dirigeables et a notamment pour objet : 1.- Un dispositif de commande d'un engin aérien diri- geable en vue de permettre son atterrissage automatique sous l'action de moyens à énergie radiante définissant dans l'espace en direction et en altitude une trajectoire de descente que l' engin doit suivre pour effectuer un tel atterrissage, ce dis- positif comportant des moyens permettant de régler automati- quement sa vitesse propre ou sa vitesse par rapport à l'air en fonction des signaux produits sur l'engin et résultant de son mouvement par rapport à la trajectoire de descente prédé- dits terminée définie par les/moyens à énergie radiante.

   2. - Un dispositif de commande d'un engin aérien en vue de permettre son atterrissage automatique, comportant des moyens permettant de régler sa vitesse propre ou sa vitesse par rapport à l'air,combinés avec des moyens d'entraînement agis-' sant sur les dits moyens de réglage et une source de signaux électriques de commande contrôlée par la chaîne ou voie de com- mande du dit dispositif de commande sensible au faisceau d'éner- gie radiante définissant la'trajectoire de descente.

   3.- Un dispositif de commande suivant 2. - comportant également un dispositif d'asservissement actionné par les dits moyens de réglage de la vitesse propre de l'engin et agissantrpour annuler le signal de commande lorsque cette vitesse prend une valeur correspondant à ce signal de commande. <Desc/Clms Page number 9>

   4. - Un dispositif de commande suivant 2.- et 3.- dans lequel les signaux de commande sont produits par une sour- ce de signaux de tension et le dispositif d'asservissement com- porte une deuxième source de signaux de tension agissant pour équilibrer le signal de commande lorsque la vitesse propre de l'engin correspond au signal de tension de la première source, afin d'arrêter le mouvement des dits moyens d'entraînement.

   5. - Un dispositif de commande suivant 2.-, 3.- ou 4.- comportant un circuit équilibré pour la commande de moyend d'en- trainement.' des moyens de réglage de la vitesse propre de l'en- gin; ce circuit devenant non équilibré lors des changements de la tension de signal de commande afin d'effectuer l'actionne- ment des dits moyens d'entraînement.

   6. - Un dispositif de commande suivant 5. - dans le- quel le circuit équilibré de commande de moyens d'entraînement des moyens de réglage comporte branchées en série la source des signaux de commande et la source des signaux d'asservissement, les signaux des dites sources s'équilibrant mutuellement lors- que les moyens de réglage occupent une position correspondant au signal de commande.

   7.- La réalisation du dispositif de commande d'un en- gin aérien dirigeable suivant les paragraphes 1 à 6,'dans la- quelle le réglage de la vitesse propre de l'engin est obtenu en agissant sur le ou les organes de contrôle d'admission de gaz du ou des moteurs de propulsion de l'engin. ou de couple 8.

   - Un dispositif de contrôle de vitesse/d'un moteur d'un engin aérien comprenant un dispositif de réglage agissant sur l'organe de contrôle de la dite vitesse actionnée.par un <Desc/Clms Page number 10> dispositif d'entrainement commandé par un circuit équilibré alimenté par une source de signaux de commande, la modification de ces signaux déséquilibrant le dit circuit et déterminant 1' actionnement du dispositif d'entraînement qui actionne, par ailleurs, un dispositif d'asservissement rétablissant l'équili- bre du dit circuit lorsque la vitesse du moteur prend une valeur correspondant au signal de commande. ou de couple 9.

   - Un dispositif de contrôle de la vitesse/de mo- teurs d'un engin dirigeable dans lequel les organes de réglage des dits moteurs sont actionnés par des dispositifs d'entraî- nement connectés par des circuits équilibréss branchés en pa- rallèle sur une source commune de signaux de commande,chacun des dits circuits comprenant un récepteur contrôlant le dis- positif d'entraînement et un dispositif générateur du signal d'asservissement actionné par le dit dispositif d'entraînement.

   10. - Un dispositif de contrôle etde synchronisatiende moteurs d'un engin aérien dirigeable suivant 9. - dans lequel le circuit de commande d'un moteur à synchroniser avec un moteur prévu comme moteur de référence comporte branché en série un disposi- tif générateur de signal proportionnel à la différence de vi- tesse du premier moteur par rapport au second.

   Il.- Un système de contrôle et de synchronisation de moteurs d'un engin aérien suivant 8,-, 9. - ou 10. - dans lequel les divers moteurs sont se pourvus de ue générateur.: de signaux proportionnels à leur vitesse, ces générateurs étant associés avec des dispositifs sensibles aux différences de leurs signaux pour effectuer la synchronisation des dits moteurs. <Desc/Clms Page number 11>

   12.- Un système de contrôle et de synchronisation de moteurs d'un engin dirigeable suivant 11.- dans'lequel chaque moteur est associé avec un dispositif sensible à sa vitesse et engendrant un signal proportionnel à cette vitesse, les signaux correspondant aux divers moteurs étant comparés,avec le signal d'un seul des moteurs pris comme moteur de référence,, dans des dispositifs différentiels produisant des signaux pro- portionnels aux différences des vitesses correspondantes et qui sont appliqués aux circuits de contrôle des moteurs respectifs à synchroniser, afin de modifier leurs vitesses pour qu'ellescor- respondent à celle du moteur proncipal.

   13.- Un système de synchronisation de moteurs d'un engin dirigeable dans lequel chacun des moteurs est associé avec un transmetteur développant un champ tournant à une vitesse proportionnelle à la vitesse du moteur correspondant, ces trans- metteurs étant connectés à des dispositifs moteurs différentiels ayant un rotor mobile en fonction de la différence des vitesses des champs correspondants, et ces rotors actionnant des trans- metteurs de signaux proportionnels à leurs déplacements angu- laires branchés dans lescircuitsde commande des moteurs à syn- chroniser.

   14. - Un dispositif de contrôle de la vitesse du ou des moteurs d'un engin aérien suivant les paragraphes 8.-, à.- un 13.-, dans lequel l'organe de contrôle de la vitesse du moteur est l'organe de contrôle d'admission des gaz de ce dernier, cet organe étant couplé d'une manière appropriée au dit dispositif d'entraînement. @ <Desc/Clms Page number 12> 15. - Un dispositif de commande de moteurs suivant les paragraphes 7, 8, ou 10 dans lequel le ou les dispositifs d'entrainement sont des moteurs à induction comprenant une phase fixe alimentée par une source d'excita- tion appropriée et une phase variable alimentée par un am- plificateur situé dans le circuit de commande du moteur.

   16. - Le ou les dispositifs d'asservissement sont des générateurs autosynchrones ayant un enroulement stator connecté en série avec la source de signaux de contrôle, et un enroulement de rotor alimenté par la source de tension d'excitation, ce rotor étant accouplé à celui du moteur à induction de commande correspondant.

   17.- Le circuit de commande d'un moteur comprend la source de signaux de commande, un amplificateur des dits signaux et un générateur de signal d'asservissement, l'équi- libre étant réalisé lorsque le rotor du générateur du signal d'asservissement vient dans une position telle que la tension qu'il induit dans l'enroulement de stator de ce dernier, équilibre la tension de la source de signaux.

   18.- Le ou les générateurs dessignaux proportion- nels à la vitesse de chacun des moteurs sont constitués par des transmetteurs synchrones ayant un enroulement stator tri- phasé et un enroulement rotor monophasé alimenté par la sour- ce de tension d'excitation, le rotor étant accouplé à l'arbre d'hélice.

   19.- Le ou les dispositifs différentiels de compa- raison des vitesses de moteurs sont constitués pardes moteurs à induction différentiels, ayant un enroulement stator 'et un enroulement rotor triphasés, l'enroulement de stator étant relié à celui du transmetteur accouplé avec un moteur asservi <Desc/Clms Page number 13> et l'enroulement de rotor étant relié à l'enroulement de sta- tor du transmetteur accouplé avec le moteur principal ou de référence ou vice versa, la rotation des enroulements rotor des dits transmetteurs engendrant dans leurs stators res- pectifs des tensions induites qui, appliquées aux enroulements correspondants du moteur différentiel engendrent des champs magnétiques tournant à des vitesses respectivement proportion- nelles aux vitesses des moteurs associés aux dits transmet- teurs,

   le rotor du dit dispositif différentiel tournant d'un angle proportionnel à la différence des vitesses de rotation des dits champs du rotor et du stator et restant immobiles lorsque les vitesses des dits champs sont égales.

   20.- Le dispositif générateur de signaux propor- tionnels à la différence de vitesse d'un moteur asservi par rapport à celle du moteur de référence et un transmetteur tournant dont l'enroulement de rotor est alimenté par la source de tension d'excitation et dont l'enroulement de stator est connecté en série dans le circuit de commande du moteur asservi, ce rotor étant actionné par le rotor du dispositif moteur différentiel correspondant.

   21.- Application des dispositions des paragraphes 8 à 20 à la réalisation d'une commande de vitesse propre d'un engin dirigeable tel qu'un avion ou de couple ou vitesse de moteurs d'un tel engin, notamment en vue de son atterrissage, à partir d'un dispositif de commande réglable, ce dispositif étant constitué par un générateur de signal de tension tel qu'un transmetteur autosynchrone ayant un enroulement stator branché aux bornes d'entrée de la commande et un enroulement de rotor branché à la source d'excitation, pouvant être ac- tionné soit manuellement soit par Une commande à distance. <Desc/Clms Page number 14>

   22.- Application des dispositions suivant les paragra- phes 8 à 20 à la réalisation d'un dispositif ou système de com- mande d'atterrissage automatique d'engins aériens dirigeables et notamment d'avions suivant les paragraphes 1 à 6.- 23.- Application des dispositions suivant les para- graphes à 20 à la réalisation d'une commande d'atterrissage suivant les paragraphes 1 à 6, automatique d'engins dirigeables et notamment d'avions/dans la- quelle le signal de commande est produit par un dispositif in- termédiaire constitué par un calculateur associé à la voie de réception des signaux d'énergie radiante contrôlée par le fais- ceau de trajectoire de descente.