Dispositif de commande et de coordination des gouvernes d'un aérodyne Les gouvernes aérodynamiques classiques n'étant efficaces qu'à partir d'une certaine vitesse de vol et d'autre part les gouvernes par action sur le jet, ef ficaces aux faibles vitesses de vol ou à vitesse nulle, perdant de leur efficacité avec l'augmentation de la vitesse de vol, il est nécessaire d'équiper les a6ro- dynes décollant et atterrissant à la verticale, de ces deux types de gouvernes, en raison du grand écart existant entre la vitesse maximum et la vitesse mini- mun de ce type d'aérodyne.
La présente invention a pour objet un dispositif de commande et de coordination des gouvernes d'un aérodyne.
Ce dispositif vise à permettre la commande con juguée des gouvernes aérodynamiques et des gou vernes par action sur le jet durant le vol normal à l'horizontale et la commande exclusive de ces der nières gouvernes lors des manoeuvres de décollage et d'atterrissage à la verticale.
Dans une forme d'exécution particulière de l'in vention, les circuits électriques des deux systèmes de commande sont groupés sur un commutateur con necté convenablement qui permet de passer d'un système à l'autre, ce commutateur pouvant d'ailleurs avoir une position intermédiaire correspondant au passage du vol vertical au vol horizontal et inver sement.
Dans une autre forme d'exécution de l'inven tion, la gouverne par action sur le jet est associée à une boucle de retour fournissant des signaux électri ques qui sont fonction de la vitesse de déplacement de cette gouverne, un circuit de retard pouvant être intercalé dans cette boucle lors du vol en position verticale et lors du changement d'assiette de l'aéro- dyne, tandis qu'en vol horizontal, ce circuit de retard est débranché.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif de commande objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique d'ensemble de ladite forme d'exécution du dispositif de commande. La fig. 2 est une vue en détail à plus grande échelle.
La fig. 3 est un schéma des connexions électri ques du dispositif de la fig. 1.
Sur la fig. 1 n'ont été représentées, pour plus de clarté, que la gouverne aérodynamique et la gou verne par action sur le jet qui permettent les évolu tions de l'aérodyne autour de son axe transversal ou axe de tangage.
La gouverne aérodynamique est constituée par un volet 1 actionné par un vérin hydraulique 2 alimenté par un distributeur 3 accouplé à un moteur électri que 4. La gouverne par action sur le jet comprend deux obstacles escamotables ou spoilers 5-5 placés aux extrémités d'un diamètre de la tuyère pro pulsive 6 et pouvant dévier le jet vers le haut ou vers le bas lorsqu'ils sont plus ou moins plongés dans le jet. Ces spoilers sont actionnés simultanément et en sens opposés par des vérins hydrauliques 7-7 alimen tés par des distributeurs conjugués 8-8 qui peuvent d'ailleurs être confondus.
De même que dans le cas de la gouverne aérodynamique, le distributeur 8 as socié à la gouverne par action sur le jet est asservi à un moteur électrique 9. Les moteurs électriques 4 et 9, par exemple des moteurs diphasés, sont commandés respectivement par des amplificateurs 10 et 11 qui peuvent être du type magnétique et qui fournissent à ces moteurs les courants de commande appropriés, par les voies 12 et 13 respectivement. Des boucles de retour 14 et 15 renvoient aux amplificateurs 10 et 11 des signaux qui sont fonction de la position des gouvernes correspon dantes.
En outre, dans le cas de la gouverne par ac tion sur le jet, une dynamo tachymétrique 16, appli que à l'amplificateur 11, par la voie 17, un signal qui est fonction de la vitesse de déplacement des spoilers.
La fig. 2 montre, à plus grande échelle, un gé nérateur de signaux, dépendant de la position instan tanée et de la vitesse de déplacement d'une gouverne.
On voit en 7 le vérin hydraulique et en 8 son distributeur du type vanne à tiroir coulissant 18. La rotation du moteur diphasé 9 entraîne, par l'inter médiaire d'un réducteur 19 et d'une crémaillère 20, la tige 21 du tiroir 18 qui alimente l'un ou l'autre des conduits 22, 23 du vérin 7. Suivant le sens de rotation du moteur 9, le liquide venant sous pression d'une pompe (non représentée) par la canalisation 24 est envoyé dans l'un ou l'autre des conduits 22, 23 ce qui détermine la face du piston 25 recevant la poussée du liquide et par suite le sens d'action de la gouverne attelée à la tringle 26 de ce piston. Le re tour du liquide à son réservoir se fait par la canali sation 27.
La tringle 26 reliant le piston 25 à la gouverne entraîne d'une part le curseur 28 d'un potentiomètre intercalé dans un pont de Wheatston 29 et d'autre part une dynamo tachymétrique 16 par l'intermédiaire d'une crémaillère 30.
Le pont de Wheatstone 29 et la dynamo tachy- métrique 16 fournissent, par les voies 15 et 17, des signaux qui sont respectivement fonction de la po sition et de la vitesse de déplacement de la tringle 26 et donc de la gouverne correspondante.
La vitesse du piston 25 du vérin hydraulique 7 étant proportionnelle au déplacement du tiroir 18 du distributeur 8 alimentant ce vérin, on peut rem placer la dynamo tachymétrique 16 par un pont de Wheatstone dont un curseur serait entraîné par la tige 21 du distributeur.
Dans le cas de la gouverne aérodynamique, il n'est pas nécessaire de prévoir un générateur tel que la dynamo tachymétrique, cette gouverne n'étant uti lisée qu'aux grandes vitesses. La boucle de retour pour les signaux de position suffira, ces signaux pou vant être engendrés par un pont de Wheatstone ana logue au pont 29 et qui porte la référence 43 sur la fig. 3.
On voit en outre sur cette figure des bobines 50 et 51, appartenant respectivement aux amplificateurs magnétiques 10 et 11 et connectées à la phase de commande, les moteurs diphasés 4 et 9 étant par ail leurs directement connectés à la phase de référence. En revenant à la fig. 1, on voit donc que les am plificateurs 10 et 11 fournissent, par 12 et 13, les signaux de commande des gouvernes 1 et 5 et reçoi vent en retour, par 14 et 15, des signaux donnant la position instantanée de ces gouvernes, l'amplifi cateur 11 recueillant en outre, par 17, un signal qui est fonction de la vitesse de déplacement de la gou verne 5 par action sur le jet.
L'action des amplificateurs 10 et 11 est régie par le manche de pilotage 31 déplaçant les curseurs de deux ponts de Wheatstone 44 et 45 (voir fig. 3) et créant des courants de déséquilibre qui sont appliqués aux amplificateurs 10 et 11 par les voies 32 et 33 res pectivement.
Par ailleurs, une commande de stabilisation auto matique de l'aérodyne est associée à l'amplificateur 11 ; cette commande automatique comprend un gy roscope 34, détectant la position angulaire de l'aéro- dyne par rapport à son axe de tangage représenté par Y sur la fig. 1 et un gyromètre 35 détectant la vitesse angulaire autour de cet axe. Le gyroscope 34 et le gyromètre 35 déplacent les curseurs de deux ponts de Wheatstone 46 et 47, qui émettent donc des signaux dépendant de la position et de la vi tesse angulaires de l'aérodyne et les appliquent à l'amplificateur 11 par les voies 36 et 37 respective ment.
Enfin, l'amplificateur 11 peut recevoir un autre signal émis par un générateur 38 destiné à assurer le basculement de l'aérodyne de la position verticale à la position horizontale, ainsi qu'il sera expliqué plus loin. Ce générateur est connecté à une entrée de l'amplificateur 11 par une voie 39 munie d'un inter rupteur 40.
Un commutateur 41 à trois positions<I>a, b,</I> et c est inséré dans chacune des voies 17, 32 et 36. Lorsque ce commutateur est sur le plot a, un circuit de retard 42 est intercalé dans la voie 17, la voie 36 est établie tandis que la voie 32 est coupée. En faisant passer le commutateur sur le plot b, la voie 17 n'est pas af fectée, mais la voie 32 est établie alors qu'au con traire la voie 36 est coupée. Cette situation des voies 32 et 36 est conservée pour la position c du com mutateur 41, mais dans le cas de la voie 17, le cir cuit de retard 42 est court-circuité.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit sera expliqué en se référant plus particulière ment à la fig. 3.
Lors du décollage et de l'atterrissage à la verti cale ainsi que pendant le vol en position verticale, la gouverne aérodynamique est sans effet par suite des faibles vitesses ; elle est même nuisible en ce sens que, braquée, elle produirait des couples d'instabilité. Le dispositif décrit permet de maintenir cette gouverne en position neutre pendant les manoeuvres ci-dessus.
Dans ce but, le pilote place le commutateur 41 sur le plot a, coupant ainsi la voie 32 et par consé quent la liaison existant entre l'amplificateur 10 de commande de la gouverne aérodynamique et le man che de pilotage 31. Ainsi les déplacements de ce dernier se traduisent par les courants de signe et d'intensité correspondants, engendrés par le pont de Wheatstone 45 et appliqués à l'amplificateur 11 par la voie 33. A ces courants de commande viennent s'ajouter les signaux de sta bilisation fournis par le gyroscope 34 et le gyromètre 35 par l'intermédiaire des ponts de Weatstone 46 et 47 et des voies 36 et 37 (la voie 36 étant établie puisque le commutateur 41 est sur le plot a).
L'ensemble de ces signaux d'entrée de l'ampli ficateur I1 fait apparaître aux bornes des enroule ments correspondant aux voies 33, 36 et 37 des ten sions dont une partie de la somme algébrique déter mine le déphasage et l'intensité du courant de sortie de la voie 13 aboutissant au moteur diphasé 9 et par suite la vitesse et le sens de rotation de ce der nier, et par conséquent le déplacement des spoilers 5.
La grandeur et la vitesse de ce déplacement sont traduites par un pont de Wheatstone 29 et la dynamo tachymétrique 16, en signaux appliqués à l'amplifi cateur 11 par les boucles de retour 15 et 17. Dans le cas de cette dernière boucle, le commutateur 41 étant sur 1e plot a, le réseau de retard 42 constitué par un circuit résistance-capacité est intercalé entre la dynamo 16 et l'enroulement de l'amplificateur 11 correspondant à la voie 17, de manière à communi quer l'accélération maximum au moteur 9 (ce qui est nécessaire à une bonne stabilité de l'aérodyne) pendant la durée de ce retard, jusqu'à ce que l'équi libre vitesse-position correspondant aux signaux four nis par 31, 34 et 35 soit réalisé.
Ainsi la gouverne par action sur le jet réagit à toute commande volontaire exercée par le manche 31 ainsi qu'aux déplacements angulaires intempestifs de l'aérodyne, détectés par le gyroscope 34 et le gyro mètre 35 qui constituent la chaîne de stabilisation du dispositif. Les boucles de retour 15 et 17 de posi tion et de vitesse de déplacement des spoilers permet tent de neutraliser les ampères-tours des enroulements d'entrée 33, 36 et 37 lorsque l'effet de gouverne dé siré est atteint.
Pour passer du vol vertical au vol horizontal, le commutateur 41 est placé sur le plot b et l'interrup teur 40 est fermé.
Le passage du commutateur 41 sur b coupe la voie 36 et donc débranche le gyroscope 34 (qui con serve toujours la position verticale), tandis qu'au contraire la voie 32 est établie et par conséquent la commande de la gouverne aérodynamique est bran chée ; enfin, le circuit de retard 42 demeure intercalé dans la boucle de retour des vitesses 17.
La fermeture de l'interrupteur 40 établit le cir cuit de l'enroulement de l'amplificateur magnétique 11 correspondant à la voie 39 branchée en deux points non symétriques d'un pont potentiométrique 48, points qui sont choisis une fois pour toutes de telle manière que la tension engendrée aux bornes de 39 détermine dans la voie 13 la tension qui, en ac tionnant le moteur diphasé 9, entraînera le braquage des spoilers 5 de la valeur nécessaire pour créer le moment de gouverne désiré, c'est-à-dire celui qui donne à l'aérodyne l'impulsion requise pour le faire basculer de la position verticale à la position horizon tale.
Un relais temporisé 49 ou tout autre contact pas sager permet de limiter le temps de fermeture du circuit à la durée nécessaire pour la manoeuvre envi sagée.
En vol normal ou horizontal, le commutateur 41 est placé sur le plot c, ce qui met hors circuit le montage de retard 42 de la boucle 17, laisse le gy roscope 34 débranché et le manche 31 branché. Les déplacements de ce dernier se répercuteront, par les amplificateurs 10 et 11, aussi bien sur le moteur diphasé 4 de commande de la gouverne aérodyna mique 1 que sur le moteur diphasé 9 de commande des spoilers 5. Les boucles de retour 14 de la gou verne aérodynamique et 15-17 de la gouverne par action sur le jet fourniront les signaux propres à ra mener ces gouvernes en position neutre lorsque l'ef fet désiré a été atteint.
Pour reprendre la position verticale avant l'at terrissage, le commutateur 41 sera remis en position b, mais on n'agira pas sur le contact 40 de la com mande automatique qui n'est utilisée que pour le basculement du vol vertical au vol horizontal. Dans le basculement inverse, le réacteur ne fonctionnant pas à son régime maximum, les gouvernes par action sur la direction du jet ne sont plus assez efficaces et le basculement doit être obtenu par une commande de cabrage donnée par les gouvernes aérodynamiques. Quand l'aérodyne reprend la position en vol vertical le commutateur 41 est replacé en position a.
Dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite, la chaîne de stabilisation de l'aérodyne utilisant un gyroscope et un gyromètre, est associé uniquement à l'amplificateur magnétique de commande de la gou verne par action sur le jet, tandis que la gouverne aérodynamique n'est commandée que par le man che de pilotage. Il est toutefois bien évident que d'autres combinaisons peuvent être envisagées, par exemple a) Comme dans la forme d'exécution décrite, l'aérodyne est équipé de gouvernes aérodynamiques classiques, de gouvernes par action sur la direction du jet, d'une chaîne de stabilisation automatique ayant comme organes détecteurs un gyroscope et des gyro mètres.
Mais dans ce cas, les gouvernes aérodyna miques sont actionnées à partir des gouvernes par action sur le jet, tandis que la chaîne de stabilisation agit directement sur les gouvernes par action sur la direction du jet et la position donnée à ces gouver nes détermine par l'intermédiaire d'un asservissement approprié, la position des gouvernes aérodynamiques. Un adapteur d'amplitude et de phase permet d'obte nir une coordination convenable des deux types de gouvernes pour les différents changements d'assiette de l'aérodyne. Les commandes du pilote agissent alors par l'intermédiaire de la chaîne de stabilisation auto matique.
b) L'aérodyne possède des gouvernes aérodyna miques classiques, des gouvernes par action sur la direction du jet et deux chaînes de stabilisation auto matique, l'une agissant sur les gouvernes aérodyna miques, l'autre sur les gouvernes par action sur la di rection du jet. Les commandes du pilote agissent dans ce cas par l'intermédiaire de deux chaines de stabili sation automatique.