Dispositif de commande des gouvernes d'un avion, particulièrement mais non exclusivement pour la commande des volets. Les dispositifs actuellement connus et utilisés sur les avions pour la commande des gouvernes, particulièrement mais non exclu sivement de volets tels que: volets d'intrados, volets de courbure, volets de freinage, volets d'atterrissage, peuvent être divisés en trois groupes: a) Dispositifs mécaniques peu utilisés pour la commande de volet, car ils sont en général trop lourds et encombrants.
b) Dispositifs hydrauliques hautes pres sions (900 à 250 atm.) très pratiques mais présentant des éléments d'étanchéité très dé licats. Le grand danger de fuite de fluide comprimé risquant de rendre toute commande impossible, ainsi que le grand danger d'ex plosion (vu que ces dispositifs comportent en général un accumulateur utilisant de l'air comprimé à haute pression) des organes con tenant le fluide comprimé à haute pression lorsqu'ils sont atteints par des projectiles, sont certainement parmi les plus graves in convénients pour la sécurité de vol. De plus, ces dispositifs obligent à prévoir une pompe haute pression qui alourdit beaucoup l'instal lation.
c) Dispositifs hydrauliques basses pres sions dans lesquels, lors de la commande des organes dans un sens, un vérin actionnant ces organes comprime de l'air dans un réser voir spécial, cet air étant utilisé ensuite pour la commande des organes dans l'autre sens.
Dans ces dispositifs, les tubulures en liaison avec le réservoir à air restent sous pression pendant tout le temps s'écoulant entre deux manoeuvres. Une légère fuite peut donc déjà avoir de graves conséquences, d'autant plus qu'il n'est en général pas pos sible de prévoir une réserve d'air comprimé beaucoup plus grande que celle nécessaire pour effectuer une seule commande.
Dans une variante de ce dispositif, lors de la commande des organes dans un sens, un ressort est comprimé, celui-ci actionnant les organes dans l'autre sens. Les avions étant en général équipés d'un compresseur d'air et de bouteilles d'air com primé à 60 atm. par exemple, pour la mise en marche du moteur et les services auxi liaires, il serait désirable, afin de diminuer le poids et l'encombrement de l'ensemble des dispositifs à installer, d'utiliser cet air com primé aussi pour la commande des gouvernes et en particulier pour la commande des volets.
La commande du train escamotable, par exemple, peut aisément être effectuée au moyen de l'air comprimé disponible pour le démarrage du moteur (3'0 ou 60 atm.). Par contre, pour la commande des volets de cour bure, des volets d'intrados, etc., il est préfé rable que le fluide actionnant les vérins de manoeuvre de ces organes soit incompressible. En effet, si ces organes sont maintenus en po sition pendant le vol au moyen d'un vérin à air comprimé par exemple, la variation de la pression exercée sur ces organes par l'air extérieur engendre des vibrations qui com promettent leur bon fonctionnement.
Enfin, il est désirable que le pilote puisse régler l'inclinaison des volets, par exemple, au moins pour les quatres régimes suivants: envol, vol, atterrissage, freinage.
Le dispositif de commande des gouvernes, particulièrement mais non exclusivement des volets d'un avion, objet de l'invention, com porte au moins un vérin hydraulique à double action et deux relais comportant cha cun au moins une chambre à air et une chambre à liquide séparées l'une de l'autre par un organe mobile assurant l'étanchéité entre elles, la pression régnant dans cette dernière étant fonction de la pression régnant dans la chambre à air, et cette dernière étant reliée à.
une source d'air comprimé basse pression au moyen de conduites comportant des organes de commande du passage de l'air, tandis que les chambres du vérin hydrau lique sont reliées l'une à la chambre à li quide de l'un des relais, l'autre à la chambre à liquide de l'autre relais, au moyen de con duites comportant des organes de commande du passage du liquide. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et schématiquement, une forme d'exécution d'un dispositif de commande se lon la présente invention pour la commande des volets de courbure d'un avion.
La figure unique représente le schéma de l'ensemble de l'installation.
Selon cette figure, la source d'air com primé basse pression est constituée par une bouteille 1 qui, en vue d'assurer une plus grande réserve d'air sous pression sous un volume peu encombrant, est reliée par l'in termédiaire d'un détendeur 2 :\a une source d'air comprimé à, pression moyenne (environ 60 atm.) constituée par une bouteille 3. Cette bouteille 3 est en général déjà prévue sur les avions pour la commande du démar rage des moteurs et la commande des services auxiliaires, armes, etc. La, bouteille 1 agit donc comme tampon et pourrait éventuelle ment être supprimée lorsque les appareils à commander ne nécessitent qu'un faible débit, pouvant "être livré directement par le déten deur 2.
Le vérin hydraulique représenté est un vérin à. double action, comportant un piston 4 se déplaçant dans un cylindre 7 formant avec celui-ci deux chambres 5 et 6. Chacune de ces dernières est alimentée en liquide par l'un des relais 8 ou 8a au moyen des con duites 9 et 10 pourvues d'organes de com mande d'admission et de décharge.
Sur le dessin schématique annexé, ces or ganes de commande sont représentés, pour plus de clarté, par un simple tiroir 11.
Pour diminuer le poids et pour simplifier l'installation, chacune des conduites 9 et 10 est en même temps conduite d'admission et con duite de décharge, mais il est évident qu'il est possible de prévoir une conduite spéciale pour chacune de ces fonctions.
Les relais sont en principe constitués cha cun par un piston coulissant dans un cy lindre comportant une chambre à air et une chambre à liquide. L'une des faces du pis ton est donc soumise à l'action de l'air com primé venant de la bouteille 1. Les chambres 5 et 6 du vérin hydraulique sont reliées l'une à la chambre à liquide de l'un des relais, l'autre à la chambre à liquide de l'autre relais.
Le relais 8 comporte un piston 12 présen tant deux sections différentes, qui coulisse dans un cylindre de forme correspondante. Ce dernier forme avec le piston 12 une chambre à air 16 et une chambre à liquide 17. Un ressort 15a, logé dans la chambre 16, tend à maintenir le volume de celle-ci à son maxi mum.
Le relais 8a comporte un piston 13, sem blable au piston 12, coulissant dans un cy lindre de forme correspondante qui forme avec le piston 13 une chambre à air 1.8 et une chambre à liquide 19. Ce piston 13 est sou mis à l'action d'un ressort 15 prenant appui, d'une part, sur sa face de grand diamètre et, d'autre part, sur le fond de la chambre à air 18.
Les organes de commande d'admission et de décharge d'air des relais sont représentés sur le dessin, pour plus de clarté, par une simple vanne à trois voies comportant un boisseau 21 solidaire d'un arbre 22 sur le quel est fixé un levier de commande 23. Cette vanne est reliée, d'une part, à la source d'air comprimé basse pression 1 par une conduite 24 et, d'autre part, aux relais 8 et 8a par les conduites 25 et 26 qui remplissent cha cune les fonctions de conduite d'admission et de conduite de décharge. Le boisseau 21. com porte, en plus d'un canal central 27, des évi dements 28 et 29 reliant normalement les con duites 25 et 26 avec l'air atmosphérique par l'intermédiaire de conduites de décharges 30 et 31.
Il est évident que les conduites 25 et 29 pourraient être dédoublées, chaque relais com portant alors une conduite d'admission et une conduite de décharge, mais ce dédoublement ne présente en général aucun- avantage et par contre renchérit et alourdit toute l'installa tion.
Les organes de commande des admissions et des décharges du liquide des cylindres 5 et 6 du vérin hydraulique sont couplés méca niquement au levier de manaeuvre 23 des or- gaves de commande des conduites d'admis sion et de décharge d'air comprimé des re lais 8 et 8a, de sorte que les mouvements des deux groupes d'organes de commande sont synchronisés.
Il est évident que ces deux groupes d'or ganes de commande pourraient être comman dés et couplés au moyen de dispositifs hy drauliques, pneumatiques ou électriques con nus.
Le fonctionnement du dispositif est le sui vant: En position de repos (position représen tée au dessin), aucun des relais 8 et 8a n'est alimenté en air comprimé, et les conduites 25 et 26 de ces derniers sont en liaison directe avec l'atmosphère, de sorte que toutes les con duites 25 et 26 d'alimentation des relais ainsi que les conduites 9 et 10 reliant les relais au vérin hydraulique sont déchargées. Ceci bien entendu en négligeant la pression exercée par le ressort 16, ce dernier étant dimensionné de manière à être juste suffisant pour vaincre les efforts de frottement du piston dans son cylindre. En outre, les conduites d'admission et de décharge de liquide vérin sont inter rompues par le tiroir 11.
En manoeuvrant le levier 23 dans le sens des aiguilles d'une montre par exemple, on ouvre l'alimentation du relais 8 en air com primé, tandis que la chambre 18 du relais 8a reste en liaison avec l'atmosphère grâce à l'évidement 29 du boisseau 21., et simultané ment on manoeuvre le tiroir 11 qui établit la communication, d'une part, entre la chambre 5 et la chambre 17 et, d'autre part, entre la chambre 6 et la chambre 19. L'air comprimé agissant sur le piston 12 le repousse, et celui- ci refoule à son tour du liquide dans la chambre 5 du vérin.
A ce moment, la pres sion augmentant dans cette chambre pousse le cylindre 7 vers la droite du dessin. Celui- ci étant relié mécaniquement à un volet 14 au moyen de bielles, l'actionne dans le sens de son ouverture. Ce mouvement du cylindre 7 refoule le liquide contenu dans la chambre 6 du vérin, dans la chambre 1.9 du relais 8a. Le liquide agissant sur le piston 1.3 actionne ce dernier contre l'action du ressort 15 et refoule l'air contenu dans la chambre 18 vers l'extérieur par la, conduite de décharge 31. Pour arrêter la mancuvre, il suffit de repla cer le levier 23. en position de repos (position représentée); l'alimentation du relais 8 est alors coupée, les conduites ?5 et 26 déchar gées, et les chambres 5 et 6 isolées des relais.
Ainsi, le volet 14 reste dans la position qu'il occupait, s'appuyant par l'intermédiaire du cylindre 7 sur le liquide contenu dans les chambres 5 et 6.
En déplaçant, pour la manouvre inverse, le levier 23 en sens contraire des aiguilles d'une montre, on ouvre l'alimentation du re lais 8a en air comprimé, tandis qu'on laisse la conduite ?5 du relais 8 en liaison avec l'atmosphère, et simultanément on man@uvre le tiroir 11 qui rétablit les liaisons entre les relais 8 et 8a et les chambres 5 et 6 du vé rin. La pression de l'air agit sur le piston 13 qui refoule du liquide dans la chambre 6 du vérin. Le cylindre 7 est actionné alors vers la gauche du dessin et commande la, ferme ture du volet 14. Ce mouvement du cylindre 7 refoule le liquide contenu dans la chambre 5 du vérin vers la, chambre 17 du relais 8.
Le piston 12 est alors ramené dans sa posi tion primitive contre l'action du ressort 15a et l'air contenu dans la chambre 16 est re foulé vers l'extérieur par la conduite de dé charge 30.
Comme on le voit, grâce au dispositif objet de l'invention, aucune source de liquide n'est nécessaire pour actionner le vérin<B>hy-</B> draulique. En effet, le liquide refoulé par l'un des relais dans l'une des chambres du vérin est à nouveau refoulé lors de la ma- nceuvre inverse de ladite chambre du vérin dans ledit relais.
Les organes de commande des admission en air comprimé des relais et des conduites de décharge de ceux-ci peuvent évidemment être remplacés par tout autre dispositif connu. En pratique, on remplace de préfé rence le boisseau 21, représenté sur le schéma du dessin, par exemple par un jeu de sou papes commandées, par exemple, à l'aide de cames solidaires de l'arbre ?2, ou au moyen de dispositifs hydrauliques, pneumatiques ou électriques.
Il en esi: de même des organes de com mande des admissions de liquide des chambres 5 et: G du vérin, ainsi que des or ganes de. commande des conduites de dé charge de celles-ci.
II est possible, sans autre, de verrouiller l'organe de vol à commander, dans l'une de ses positions au moyen de dispositifs con nus. Il suffit pour cela, de prévoir un jeu dans l'attache de la partie fixe du vérin hydraulique. On peut, par exemple, prévoir dans la fixation. du piston 4 sur sa butée 32, un trou allongé 33, de. sorte que lorsque le liquide est comprimé dans le cylindre 5. le piston 4 recule d'abord de quelques milli mètres, par exemple, avant que le cylindre 7 ne soit actionné vers la. droite du dessin pour effectuer la, manaeuvre du volet. Ce léger mouvement de recul (de -1 à B) du piston 4 permet d'a,etionner, par exemple, des organes de verrouillage du volet (non représentés).
Les chambres correspondantes des vérins actionnant des organes placés symétrique- ment de part et d'autre du corps de l'avion peuvent être reliées à un relais commun. On obtient suie synchronisation des mouvements de ces organes.
La commande d'un organe mobile, ac tionné à distance an moyen du dispositif dé crit, petit être arrêtée au cours d'une ma noeuvre. Ceci présente un énorme avantage par rapport aux dispositifs connus, car on peut, par exemple, prévoir un indicateur d'inclinaison des volets ou des positions de , 1 organe commandé, relié, par exemple, au moyen de câbles à ces organes et placé sur le tableau de bord du pilote. Ainsi, ce der nier a la possibilité de régler la position des gouvernes selon la vitesse de l'avion ou la mana,ttvre qu'il doit effectuer.
Sur le cadran de cet indicateur, on peut tracer des repères correspondant, par exemple, aux quatre po sitions principales des volets, à savoir: en vol, vol, atterrissage, freinage. <B>Il</B> est évident qu'il est possible, à l'instar d'autres dispositifs connus, d'asservir les mouvements du tiroir 11 aux mouvements des organes commandés, de manière que ces derniers s'arrêtent automatiquement dans une position désirée et déterminée à l'avance par exemple. Cet asservissement peut être mé canique, hydraulique, pneumatique ou élec trique.
Aucune vibration de ces organes dans leur position intermédiaire n'est à craindre, étant donné que ceux-ci sont maintenus en position par un fluide incompressible.
On pourrait aussi éviter la vibration des volets placés en position intermédiaire sans coupler les organes de commande des con duites d'admission et de décharge des volets et du vérin. Il suffirait pour cela d'arrêter la commande d'une manouvre en fermant, par exemple, seulement les conduites d'ad mission et de décharge du vérin. Toutefois, un tel dispositif présenterait l'inconvénient de laisser en. charge les conduites d'au moins un relais. Celles-ci risquent donc d'exploser si elles sont atteintes par des projectiles et, de plus, une légère fuite pourrait déjà avoir de graves conséquences.
On peut brancher en 34 directement sur la source d'air comprimé 1, par exemple les organes de commande pneumatique du train d'atterrissage ou d'autres dispositifs.
Généralement, on prévoit les sections des pistons 12 et 13 des relais, sur lesquels agit l'air comprimé, de plus grand diamètre que celles des pistons refoulant le liquide. Ainsi, si l'air est comprimé à 30 atm. par exemple, on peut: obtenir une compression du liquide d'environ<B>100</B> atm. par exemple. Le mouve ment d'ouverture des volets contre l'action du courant d'air extérieur nécessitant un effort plus grand que le mouvement de fer meture, la section du piston 4 du vérin, sur lequel agit le liquide lors de la commande de la manouvre d'ouverture des volets est en général plus grande que celle sur la quelle agit le liquide lors de la manouvre de fermeture.