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La présente invention se rapporte aux dispositifs de réglage pour installations motrices comportant au moins deux moteurs* Elle a pour but de procurer un dispositif de réglage qui assure une réduction minimum de la puissance totale en cas de panne d'un ou de plusieurs moteurs (mais non de tous) ou de leur transmission.
L'invention concerne plus particulièrement, mais non exclusivement les installations motrices pour hélicoptères à rotors multiples, et pour plus de facilité, l'invention sera décrite en se référant à cette application particulière quoiqu'il est clair que les principes décrits soient également d'application à d'autres installations motrices. L'invention apporte une mesure dé sécurité utile pour un hélicoptère à rotors multiples en minimisant la réduction d'ascension causée par la panne d'un moteur ou de
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sa transmission en vol.
Suivait la invention, un dispositif de réglage
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pour une installa bion motrice comportant au moins deux moteurs comprend des dispositifs sensibles au couplet, associés à la transmission de''chaque moteur, un dispositif de réglage de puis- sance de -chaque moteur disposé de manière à maintenir la puissance de ce moteur à une valeur déterminée par le réglage d'un organe de
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commande, un dispositif de surcoinaande associé à chaque dispositif de réglage de puissance et destiné, lorsqu'il est actionné, à régler le dispositif de réglage de puissance de manière que son moteur développe une puissance de secours quel que soit le réglage de l'organe de commande,
et des interconnexions entre le dispositif
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sensible au couple de chaque moteur et le dispositif de surcommande de l'autre ou de chaque autre moteur, la disposition étant telle que
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lorsque le couple d'un moteur tombe en dessous d5ulie valeur pr.é- déterminée, le dispositif de surcommande du dispositif de réglage de puissance de l'autre ou de chaque 'autre moteur est automatique- ment actionné-.
Ainsi, si un moteur vient à tomber en panne en vol, la soudaine réduction de son couple est immédiatement ressentie par le dispositif sensible au couple de ce moteur, et le dispositif de
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surcomnande de l'autre moteur ou de chaque autre moteur si l'install lation en comporte plus de deux, ce ou ces inoteurs étant appelés ci- après le ou les bons moteurs, est actionné de manière que le ou les bons moteurs soient automatiquement réglés pour produire une puissance de secours.
La disposition doit être telle que le dispositif de sur-
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co<r)1'l8nde n'élinine pas entièrement le par l'organe de commande du ou des bons Hl0teurs, ::lais codifie la relation entre l'organe de coülIlancle et le dispositif cle.rézlage du ou des bons 'noteurs pour que le pilote puisse co 'lwllc1er le ou les bons moteurs dans la ;'c.:'Lnle c8s puissances de secours.
Il est également souhaitable, en cas de pamne d'un moteur ou de sa tranSl!lission, de couper ce moteur. Par exo'nple, si le moteur est un moteur à turbine à gaz et que son arbre de sortie
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vient à casser, la turbine peut soudainement accélérer jusqu'à une vitesse élevée dangereuse si lemoteur n'est pas immédiatement coupé.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, chaque dispositif sensible au couple est également relié à un dispositif servant à couper son propre moteur (c'est-à-dire dans le cas d'un moteur à turbine à ga.z, une valve coupant le débit de combustible et une valve de fuite) la disposition étant telle que lorsque le couple d'un moteur tombe en'dessous de ladite valeur prédéterminée, ce Licteur est automatiquement coupé
Etant donné que ces mesures d'urgence doivent être prises aussi rapidement que possible au moment de la panne, il est souhaitable que ladite valeur prédéterminée du couple ne soit pas beaucoup inférieure au couple transmis en marche normale.
Cependant, ceci peut créer des difficultés lorsque l'installation doit fonctionner à différents niveaux de puissance. Pour résoudre ce problème, un dispositif peut être prévu pour rendre.le dispositif sensible au couple, insensible à une 'chute du couple jusqu'à ladite valeur prédéterminée mais sensible à une chute de couple sous une deuxième valeur prédéterminée, inférieure à la première valeur prédéterminée. En marche normale, le.dispositif sensible au couple reste sensible à une chute de couple jusqu'à la première valeur prédéterminée, mais lorsqu'on élésire que le moteur marche à une puissance moindre, ledit dispositif de changement de sensibilité du dispositif sensible au couple vient fonctionner.
Pour que le changement de sensibilité du. dispositif sensible au couple puisse se faire automatiquement, le dispositif de changement¯)de sensibilité du dispositif sensible au .couple peut être relié à l'organe de com- mande de manière qu'il soit actionné lorsque l'organe de commande est réglé sur une puissance développée inférieure à la puissance normale.
Pour permettre le\démarrage et le ralenti au sol à des couples inférieurs à la deuxième valeur prédéterminée, alors que les mesures de sécurité décrites ci-dessus ne sont.pas nécessair un dispositif peut être prévu pour rendre les dispositifs de sur-
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commande inactifs. Ceci peut se faire en pettant les dispositifs de surcomnande eux-mêmes hors d'action, ou en interrompant les interconnexion,- entre les dispositifssensibles au coupleet les dispositifs de surcommande, ou en mettanthors d'action les dispo- sitifs sensibles au couple.
Certains moteurs, spécialement les moteurs à turbine à gaz comprennent des dispositifs automatiques'pour limiter le taux auquel le combustible est admis, de manière à éviter une surchauffe lorsque la puissance est augmentée dans les conditions normales de fonctionnement. Lors. d'une urgence, un risque de surchauffe temporaira peut être admis de manière que la puissance de secours soit atteinte en un temps le plus court possible. Pour cette raison, les dispositifs de surcommande peuvent, lorsqu'ils sont actionnés, mettre hors d'action les dispositifs automatiques limitant le débit de combustible ou augmenter les réglages de référence.
Pour minimiser le danger de surchauffe dans ces circonstances, on peut prévoir l'injection d'un agent refroidisseur 'dans le,ou les moteurs réglés sur une'puissance de secours, les dispositifs de surcommande provoquant, lorsqu'ils sont actionnés, cette injection d'agent re- froidisseur dans le ou les moteurs correspondants. @
L'invention peut être réalisée de différentes façons; une forme particulière d'une installation suivant l'invention, ' ' comprenant une installation à deux turbines à gaz pour un. hélicoptère à rotors jumelés séra décrite ci-après à titre d'exemple, avec réfé- rence au. dessin annexé dans lequel :
Figure 1 est un schéma montrant certainesparties essen- tielles de l'installation;, et
Figure'2 est un schéma en coupe montrant les détails de différentes parties..
Sur la figure 1, l'installation de moteur d'un hélicoptère comprend un moteur à turbine à gaz A qui entraîne un rotor d'héli- coptère 9A,et un moteur à turbine à gaz B qui entraîne un autre rotor 9B. Chaque moteur comporte son propre dispositif de réglage de puissance 10A ou 10B qui peut être réglé indépen
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damment dar le pilote au Moyen des organes de commande 11A' 11B par l'intermédiaire de tringles 12A ou 12B. Les dispositifs de réglage de puissance peuvent être de n'importe quel type convenant au Licteur et ne seront pas décrits davantage.
-Des dispositifs de surcommande 13A et 13B sont reliés aux tringles 12A et 12B et ces dispositifs, lorsqu'ils fonctionnent, déplacent respectivement les points d'@articulation 14A et 14B des tringleries correspondances de manière à changer le rapport de marche normale entre l'organe' de commande correspondant et le dispositif de réglage de puissance, .en un rapport de secours.
Avec le rapport de secours,,un réglage de l'organe de commande produit un réglage de puissance notablement plus' élevé .du dispositif de réglage de puissance correspondant que lorsque le rapport normal prédomine. Les dispositifs sensibles au ,couple 16 et 16B sont respectivement incorporés aux arbres de transmission 15A et 15B des moteurs A et B aux rotors 9A et,9B. Les dispositifs sensible$ au couple déterminent.la différence de pression hydraulique entre des paires de conduits 17A ou 17B, suivant le cas, en une fonction du couple transmis. Ces dispositifs sont connus et ne seront pas décrits en détail. Les paires de-conduits 17A et 17B communi- quent respectivement avec des dispositifs de conversion 18A et 18B.
Le dispositif de conversion 18A est représenté en détail sur la figure 2 et sera maintenant décrit. Le dispositif de conversion 18B est identique. Le dispositif de conversion 18, est sensible 'à la- différence de pression régnant entre des conduits 17A et est disposé de manière que si cette différence de pression tombe sous un niveau prédéterminé indiquant un défaut du moteur A ou de sa transmission, le dispositif de conversion 18A fait entrer en action le dispositif de surcommande 13B du moteur B par l'intermédiaire d'une interconnexion 19A de manière à régler la puissance du moteur B aux conditions de secours, ce qui compense au moins partiellement la perte de puissance due à la panne du moteur A grâce à la puissance additionnelle produite par le moteur B. Simultanément,
le dispositif de conversion
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18A coupe le combustible et actionne une valve de fuite 20A associée au dispositif Ce réglage de puissance du moteur A de manière à couper ce moteur. Cette opération se fait par l'inter- médiaire d'une connexion 21A. Le dispositif de conversion 18B agit de façon correspondante lorsque le moteur B tombe en panne, et règle le moteur A aux conditions de puissance de secours par l'intermédiaire d'une interconnexion 19B et coupe le moteur B par l'intermédiaire d'une'connexion 21B' une valve de combusti- ble et une valve de fuite 20B.
Les dispositifs de conversion ont également certaines autres fonctions auxquelles on se réfèrera ci-après à propos de la figure 2.
La figure 2, représente le dispositif de conversion 18A.
Ce dispositif comprend deux chambres 23' et 23" avec lesquelles les conduits de la paire 17A communiquent respectivement, la différence de pression entre les deux chambres 23' et 23" étant ainsi une fonction du couple transmis par le moteur A. Des ressorts réglables 26 et 27 agissent respectivement sur deux pistons télescopiques 24 et 25 logés entre les chambres 23' et 23". Le ressort 27 est plus' 'fort que le ressort 26. Les pistons 24 et 25 portent sur des pous- soirs 28 et 29 qui agissent aux extrémités opposées d'un levier 30..
Le point médian de ce levier est relié à une valve hydraulique 31 dont l'extrémité supérieure agit sur la tige de commande 32 d'un interrupteur électrique 33 relié par une connexion 19A (voir. figure 1) à un solénoïde (non représenté) qui, lorsque l'interrup- teur 33 est fermée fait fonctionner le dispositif de surcommande 13B du moteur B. La valve hydrauliaue 31 commande l'écoulement d'un fluide sous pression dans un conduit 34 versun conduit 35 menant à un servo-moteur 36 commandant le débit de combustible et la valve de fuite 20Aassociés 'au moteur A, et l'échappement de fluide de ce servo-moteur par un conduit 37 vers un conduit de dé- charge basse pression 38. Les conduits 35 et 37 constituent ensemble la connexion représentée en ?..lA sur la figure 1.
Le piston du servo-
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moteur 36 est normalement dans sa po.sition inférieure, comme repré- senté, de manière que la valve cou-oant le combustible et le laissant fuir 20A soit également dans la position représentée, dans laquelle du combustible dosé peut passer librement d'un conduit d'admission 39 venant du dispositif de réglage de puissance 10A à un conduit.de débit 40 menant aux brûleurs du moteur A. Lorsque le piston du servo-moteur 36 est dans sa position la plus haute, la valve 20A est relevée et ferme toute communication entre les conduites 39 et 40 ce qui a pour effet dé laisser fuir le combustible débité par le conduit de débit 39'par un conduit 41.
Un dispositif de verrouillage est prévu pour chacun, des pistons 24 et 25, comprenant un arrêt 44 ou 45 qui, lorsqu'il' est dans sa position d'action comme représenté sur la figure 2, porte sur les extrémités du levier 30 en le maintenant immobile. Le dispositifsde verrouillage sont commandés par des cames 46 et' 47 commandées par l'organe de commande 11A.Les deux dispositifs de verrouillage sont identiques à part leur came, et il suffira d'en décrire'un, qui est le dispositif de gauche sur la figure, comprenant. l'arrêt 44.
La came 46 agit sur une valve sollicitée par un ressort 48, par l'intermédiaire d'un poussoir 49. Cette valve commande l'arrivée de fluide sous pression par un conduit étranglé 50 aux espaces 51 et 52 au-dessus et en dessous d'un piston 53, et la sortie du fluide de ces espaces, par des conduits d'échappement étranglés 'basse pression 54 et 55. Lorsque la valve 48 est dans sa position la plus haute comme représenté, le piston 53 est dans une position levée. D'autre part, lorsque l'organe de commande 11A est dans une position dans laquelle le lobe de la came 46 est en contact avec le poussoir 49, le piston 53 est dans une position basse dans laquelle il pousse un poussoir 56 à l'encontre de l'action d'un ressort 57 de manière à soulever l'arrêt 44 et l'écarter du levier 30.
L'arrêt 45 est commandé de façon semblable par la came 47. Les étranglements dans les conduits 50, 54 et 55, et dans les conduits correspondants do dispositif de verrouillage de droite, sont choisis de manière à causer un retardement convenable des déplacements du piston 53 et du
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piston correspondant de droite en réponse aux déplacements de l'organe de commande 11A. Le dispositif décrit jusau'à présent fonctionne comme suit :
En vol normal, les deux arrêts 44 et 45 sont dans leur position d'inaction étant donné aue l'organe de commande 11A occupe une gamme dans laquelle les lobes de deux caries 46 et 47 sont en contact avec leur poussoir respectif.
Le couple transmis par le moteur A est également tel que la différence de pression entre les chambres 23' et 23" maintient les deux pistons 24 et 25 vers le bas à l'encontre de l'action des ressorts 26'et 27.
La valve 31 est par conséquent dans sa position la plus basse, l'interrupteur 33 est ouvert de manière que le dispositif de ,sur- commande 13B du moteur B soit hors d'action et la valve de fuite et de coupure du combustible 20A est dans sa position normale. Si le moteur A ou son arbre de transmission 15A tombent alors en-panne, le dispositif sensible au couple 16A fait immédiatement diminuer la différence de pression entre les chambres 23' et 23". Lorsque cette différence de pression diminue, .les ressorts 26 et 27 se dé- .tendent, le ressort 27 se détendant plus vite que le ressort 26 étant donné qu'il est plus fort.
Les-pistons 24 et 25 montent, ce- dernier montant plus vite que le premier cité, et inclinent le levier 30, en sens inverse des aiguilles d'une montre, levant ainsi la valve 31. A une valeur intermédiaire prédéterminée du couple transmis., qui est seulement légèrement inférieur au couple le plus faible transmis normalement en vol, la valve 31 est soulevée suffisamment pour fermer l'interrupteur 33, agissant ainsi 'sur le dispositif de surcommande 13B de manière à. amener le moteur B à développer une puissance de secours.
Il fait également fonctionner le servo-moteur 36 pour lever la valve 20A qui coupe le débitde combustible au moteur A et laisse fuir le combustible qui est encore débité par le dispositif de commande de puissance 10 il,
Lorsque le piston 25 est verrouillé hors d'action par l'arrêt 45, le piston 24 produira.le effet sur le dispositif de réglage, !-nais seulement lorseue la. différence de pression entre
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les chambres 23' et 23" est tombéeà une valeur considérablement plus basse que celle à laquelle le dispositif serait comandé parle e piston 25, c'est-à-dire à une;
valeur correspondant à un faible couple prédéterminée seulement un peu plus faible que le couple le plus faible normalement transmis .lorsque le moteur est sur la vitesse de croisière.
Le lobe de la came 47 est disposé de manière telle que le piston 25 soit verrouillé'hors d'action par l'arrêt 45 à toue les réglages de l'organe de réglage 11, inférieur à celui correspon- " dant au couple intermédiaire prédéterminée auquel le dispositif de réglage serait actionné par le piston 25 en vol normal.
Ceci a pour but d'empêcher le fonctionnement du dispositif de réglage lorsque le couple tombe en dessous d.e cette valeur intermédiaire par suite d'un déplacement délibéré du. levier de commande dans la gamme de couples compris entre un couple intermédiaire et un faible couple, par exemple lors d'un vol avec le moteur à la vitesse de croisière, par opposition à une baisse du couple jusqu'à la dite valeur intermédiaire par suite d'un défaut mécanique.
Le lobe de la came 46 est disposé de manière que le piston 24 soit verrouillé par l'arrêt 44 pour des réglages de l'organe de commande 11A correspondant à. la gamme de ralenti dans laquelle le couple produit par le moteur A est tellement bas que sinon le dispositif de réglage serait, actionné par le piston 24. Ceci a pour but d'empêcher le fonctionnement du disposi- tif de réglage lorsque le couple tombe sous, cette faible valeur à cause d'un déplacement délibéré du levier de commande dans une gamme correspondant au ralenti, ,par opposition à une chute de couple à cette faible valeu.r due' un défaut mécanique.
La même chose se passe dans les.parties correspondante du moteur B en cas de panne de ce moteur ou de sa transmission 15.
Le fonctionnement du dispositif de conversion 18B de ce moteur commande non seulement la valve de fuite etde coupure 20B du com- bustible de ce moteur, mais également le dispositif de surcommande 13A
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du moteur A. Ce dispositif est représenté plus en détail sur la figure 2. Il comprend un solénoïde 60 qui est excité par une connexion 19B lors du fonctionnement du dispositif de conversion 18B du moteur B.
Ce solénoïde commande une valve hydraulique 61 qui à son tour commande l'admission d'un fluide sous pression d'un conduit 62 dans les conduits 63 ou 64 menant respectivement aux espaces au-dessus et en dessous du piston d'un servo-moteur 65, et l'échappement de fluide de ces espaces par les conduits 63 ou 64 vers des conduits 66 ou 67 qui sont maintenus à une contre- pression intermédiaire.
Le servo-moteur 65 règle la position de 1' articulation 14A de la tringlerie 12A entre l'organe de commande 11A et le dispositif de commande 10A, grâceà quoi, lors du -fonction- nement du dispositif de surcommande 13A' le rapport entre le réglage de l'organe de commande 11. et l'écoulement de combustible dans le dispositif de régl.age de puissance 10Aamené par un conduit de' débit 68 au conduit 39 est changé en un rapport de secours. Avec ce rapport de secours, la quantité de combustible débitée au moteur A pour n'importe quel réglage de l'organe de réglage 11A est notablement supérieure à la normale. Le dispositif de surcommande 13B du moteur B est identique au dispositif'de surcommande 13A.
L'installation comporte des dispositifs automatiques limitant le débit de combustible de manière à éviter une surchauffe des moteurs, répondant à la température à l'admission de la turbine.
Ce dispositif pour le moteur A est également représenté sur la figure 2 en 70. Ces dispositifs sont connus et ne seront pas décrits en détail. Un tel dispositif est décrit dans le brevet de même date de la Demanderesse intitulé "Dispositifs de commande pour moteurs à turbine à gaz à vitesse variable". Le dispositif comprend une tête sensible à la température 71 exposée à la température régnant à l'admission de la turbine, qui commande une valve de fuite.
De façon connue cette valve de fuite, Lorsque la température à l'admis- sion de la turbine approche de sa valeur maximum, laisse fuir du combustible dosé du conduit 39, comme représenté survie dessin, ou @ laisse fuir du combustible du servo-moteur d'une pompe de com-
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bustible à course! variable (non représenté) qui débite du combustible dans un conduit de débit 63, de manière à diminuer le débit de combustible au brûleur. Le combustible que la valve laisse fuir passe'par un conduit d'échappement 72.
Dans des conditions de puissance de 'secours', ce' qui est rare et seulement de courte durée, on peut tolérer une température anormalement élevée à l'admission à la turbine. Ainsi, lorsque le dispositif de surcommande 13A est actionné, la valve 61 met un conduit 73 en communication avec un conduit de pression moyenne 66, appliquant ainsi une pres- sion à un piston qui agit sur la valve de fuite du dispositif 70 pour maintenir cette valve fermée.
-Le dispositif de conversion 18A comprend également un dispositif de limitation de couple maximum. Celui-ci comprend un piston'75 logé entre les chambres 23' et 23" et sollicité vers le haut par un. ressort réglable 76. Le piston 75 porte un poussoir 77 qui maintient normalement fermée une valve de fuite 78.
Si le couple transmis vient à- atteindre une limite supérieure, la différence de pression entre les chambres 23' et 23" devient suffisante pour que le piston 75 soit poussé vers le bas, relâchant ainsi la valve de fuite 78, et permettant au: combustible dosé d'échapper du conduit 39 par un conduit 79, réduisant ainsi la quantité de combustible débitée au moteur A. En va.riante, la valve de fuite 78 pourrait être prévue de manière à. laisser fuir du combustible du servo-moteur d'une pompe de combustible à course variable qui débite du combustible dans le conduit de débit 68.
REVENDICATIONS.
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