ES2205396T3 - Procedimiento y dispositivo de mando de un mecanismo de gobierno de inclinacion o de profundidad de una aeronave. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo de mando de un mecanismo de gobierno de inclinacion o de profundidad de una aeronave.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE AL MECANISMO DE ACCIONAMIENTO DEL TIMON (116) DE INCLINACION O DE PROFUNDIDAD DE UNA AERONAVE. CONSTA AL MENOS DE DOS ACCIONADORES (110, 112, 114), CADA UNO DE LOS CUALES TIENE POR LO MENOS UNA ENTRADA DE MANDO ELECTRICO (111A, 113A, 115 ). AL MENOS UNO DE LOS ACCIONADORES (115), DENOMINADO MIXTO, INCLUYE ADEMAS UNA ENTRADA DE MANDO MECANICO (115B). UN SISTEMA DE PILOTAJE ELECTRICO DE LOS ACCIONADORES PERMITE ALCANZAR UN ESTADO DENOMINADO DE VUELO NORMAL, EN EL QUE AL MENOS UNO DE LOS ACCIONADORES ACCIONA EL TIMON (116), UN ESTADO DENOMINADO DE MANIOBRA, EN EL QUE AL MENOS DOS ACCIONADORES ACCIONAN EL TIMON, Y UN ESTADO DE AVERIA DEL PILOTAJE ELECTRICO, EN EL QUE EL ACCIONADOR MIXTO (115), PILOTADO A TRAVES DE LA ENTRADA DE MANDO MECANICO, ACCIONA EL TIMON.
Description
Procedimiento y dispositivo de mando de un
mecanismo de gobierno de inclinación o de profundidad de una
aeronave.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo de mando de un mecanismo de
gobierno de inclinación o profundidad de una
\hbox{aeronave.}
En el sentido de la invención se entiende por
mecanismo de gobierno de inclinación un mecanismo de gobierno que
permita provocar una rotación de la aeronave alrededor de su eje de
balanceo. A título de ejemplo, para un avión, el mecanismo de
gobierno de inclinación puede ser un alerón, una superficie pato,
espoilers, o un mecanismo de gobierno direccional.
Por otra parte, se entiende por mecanismo de
gobierno de profundidad un mando que permite provocar una rotación
de la aeronave alrededor de su eje de cabeceo.
Se constata igualmente que un elevón de una
aeronave es un mecanismo de gobierno considerado al mismo tiempo
como mecanismo de gobierno de profundidad y de inclinación.
La invención se refiere más exactamente a un
dispositivo de mando eléctrico destinado a aviones de transporte
que satisfaga simultáneamente a la exigencia de precisión, de
fiabilidad y de ligereza necesarias para este tipo de aparatos.
El documento (1)
FR-A-2604685 describe un dispositivo
de mando de un mecanismo de gobierno de profundidad de un avión,
según el preámbulo de la reivindicación 1. Este dispositivo está
equipado de dos accionadores electrohidráulicos con una entrada
eléctrica y un accionador hidromecánico con una entrada mecánica.
En este dispositivo, cada accionador está alimentado por un
circuito hidráulico que le es propio.
Los accionadores electrohidráulicos reciben
órdenes de mando eléctricas emitidas por calculadoras asociadas a
los mismos.
Por otra parte, uno sólo de los tres accionadores
está activado a la vez para maniobrar el mecanismo de gobierno.
Según una jerarquía predeterminada, en caso de debilidad del
sistema de mando de uno de los accionadores, el sistema de mando
del accionador de prioridad siguiente se conecta. El sistema de
mando correspondiente al accionador hidromecánico presenta la
prioridad de conexión más débil. Constituye así un socorro mecánico
en caso de avería eléctrica de los otros sistemas de mando.
Con un dispositivo conforme al documento (1), en
caso de avería que haga imposible la utilización de un accionador,
por ejemplo en caso de avería que comporte una caída de presión en
el circuito hidráulico que alimenta al accionador electrohidráulico
o en el caso de avería del accionador mismo o del mando del
accionador, la maniobra del mecanismo de gobierno se efectúa ya sea
con el accionador electrohidráulico restante en situación de
funcionamiento o bien eventualmente con el accionador
hidromecánico.
Sin embargo, observamos que no es posible
accionar simultáneamente el mecanismo de gobierno con un accionador
hidromecánico y un accionador electrohidráulico, en aparatos
equipados con un dispositivo de mando del mecanismo de gobierno
según el documento (1). Así, en caso de avería que vuelva
inutilizable un accionador de mando eléctrico no es posible
accionar simultáneamente los dos accionadores restantes. Es pues
necesario dimensionar cada accionador para el máximo esfuerzo
correspondiente en casos de maniobra.
Una medida como ésta, conduce al aumento del
tamaño y como consecuencia de la masa de los accionadores y de los
circuitos hidráulicos correspondientes.
Un objetivo de la presente invención es pues
proponer un dispositivo de mando del mecanismo de gobierno, que sea
de masa reducida respecto al dispositivo del documento (1), y que
permita la maniobra del mecanismo de gobierno incluso en los casos
más desfavorables en los que el mecanismo de gobierno esté sujeto a
importantes esfuerzos.
Otro objetivo es proponer un dispositivo
operativo complementario incluso en el caso de debilitamiento de
los sistemas eléctricos de control de los accionadores.
También otro objetivo de la invención es proponer
un dispositivo de mando que permita la maniobra del mecanismo de
gobierno con una precisión notablemente incrementada respecto de
los dispositivos de mando mecánico.
Finalmente, otro objetivo de la invención es
proponer un procedimiento de mando perfeccionado del mecanismo de
gobierno de profundidad o de inclinación que satisfaga severas
exigencias de fiabilidad y seguridad.
Para alcanzar estos objetivos, la invención tiene
más precisamente por objeto un dispositivo de mando del mecanismo
de gobierno de inclinación o de profundidad de una aeronave que
incluye por lo menos dos accionadores, teniendo cada accionador al
menos una entrada de mando eléctrico, y un sistema de pilotaje
eléctrico de los accionadores apto para situarse en un primer
estado, llamado de vuelo normal, en el cual al menos uno de los
accionadores es pilotado para accionar el mecanismo de gobierno. La
invención, según la reivindicación 1, se caracteriza por que al
menos uno de los accionadores, llamado accionador mixto, incluye
también una entrada de mando mecánico, y el sistema de pilotaje
eléctrico de los accionadores es apto para situarse en un segundo
estado, llamado de maniobra, en el cual al menos dos de los
accionadores son pilotados para accionar simultáneamente el
mecanismo de gobierno, y un tercer estado, llamado de avería de
pilotaje eléctrico, en el cual el accionador mixto es pilotado a
partir de la entrada del mando mecánico para accionar el mecanismo
de gobierno.
En el sentido de la presente invención, se
entiende por estado de vuelo normal un estado de ausencia de mando
de inclinación o de profundidad o un estado en el cual los mandos
de inclinación o profundidad corresponden a movimientos del
mecanismo de gobierno de muy pequeña amplitud, para correcciones
normales de trayectoria.
En el estado de vuelo normal los mecanismos de
gobierno ocupan una posición de reposo o efectúan movimientos en
los que el abatimiento es débil respecto a su posición de
reposo.
El estado llamado de maniobra es un estado en el
cual la aeronave efectúa una maniobra en la que, por ejemplo, una
aceleración vertical, un giro o una solicitación especial en la que
los mecanismos de gobierno sufren una carga importante. El estado
de maniobra puede corresponder igualmente a un estado en el cual la
aeronave no efectúa ninguna de las maniobras descritas
anteriormente pero, por ejemplo, está sometida a turbulencias que
aumentan los esfuerzos ejercidos sobre los mecanismos de
gobierno.
En el estado de maniobra, los mecanismos de
control efectúan generalmente movimientos en los cuales el
abatimiento respecto de la posición de reposo es superior al de los
movimientos en estado de vuelo normal.
Gracias a la invención, un número más importante
de accionadores es pilotado para accionar el mecanismo de gobierno
de profundidad o de inclinación en el estado de maniobra.
Esta medida permite aumentar la velocidad de las
maniobras del avión y también, por ejemplo, evitar un
obstáculo.
Por otra parte, esta medida permite reducir el
tamaño de los accionadores.
En efecto, en vuelo normal, un solo accionador
puede ser suficiente para mantener el mecanismo de gobierno. En
estado de maniobra, el hecho de utilizar dos o más de dos
accionadores activos simultáneamente permite disponer de una
potencia de maniobra del mecanismo de gobierno suficiente sin
sobredimensionar los accionadores.
Observaremos que en el caso del dispositivo del
documento (1), esta posibilidad no puede ofrecerse porque no es
posible, por ejemplo, activar simultáneamente el accionador de
entrada mecánica y uno o dos accionadores de entrada eléctrica.
La presente invención, en el caso de que tres
accionadores sean utilizados por el mecanismo de gobierno, permite
reducir el tamaño de los accionadores respecto a una solución como
la correspondiente al documento (1). En el caso de que solamente se
utilicen dos accionadores por mecanismo de gobierno, el dispositivo
de la invención permite casos de maniobra similares a los
permitidos con el dispositivo del documento (1), utilizando un
accionador menos.
El estado de avería de pilotaje eléctrico se
entiende como un estado en el cual el sistema de pilotaje eléctrico
no elabora más órdenes de mando de vuelo por haberse producido una
o varias averías eléctricas o varias averías en las calculadoras,
por ejemplo.
En el estado de avería de pilotaje eléctrico, el
dispositivo de la invención permite así disponer de la seguridad de
un mando mecánico.
Según un aspecto de la invención, el sistema de
pilotaje eléctrico de los accionadores puede comprender una unidad
de cálculo asociada respectivamente a cada accionador.
Cada unidad de cálculo puede estar equipada con
una sola calculadora o preferentemente con varias calculadoras
redundantes. Estas calculadoras elaboran las órdenes de pilotaje,
dirigidas a los accionadores. Las calculadoras mandan también los
modos de funcionamiento de los accionadores que se explican más
detalladamente en la continuación de esta descripción.
Según otro aspecto de la invención, los
accionadores de entrada eléctrica pueden incluir respectivamente un
gato eléctrico con dos cámaras, y una servoválvula unida a un
circuito hidráulico para entregar en las cámaras un suministro de
fluido hidráulico en función de una orden eléctrica proveniente de
la unidad de cálculo asociada al accionador.
Según un aspecto de la invención, los
accionadores con entrada de mando eléctrico desprovistos de entrada
de mando mecánico pueden funcionar de dos formas.
Una primera forma es la llamada “activa
eléctrica”. Una compuerta eléctrica del accionador es excitada por
una calculadora cargada del pilotaje del accionador y las cámaras
del gato se ponen en comunicación con la servoválvula. Ésta entrega
entonces un caudal de fluido hidráulico en función de las órdenes
proporcionadas por una calculadora del sistema eléctrico de
pilotaje.
Una segunda forma es la llamada amortiguada. En
esta forma de funcionamiento, la compuerta eléctrica es
desexcitada por la calculadora encargada del pilotaje y las cámaras
del gato del accionador son puestas mutuamente en comunicación a
través de un limitador. Este limitador frena el paso de fluido
hidráulico de una cámara del gato a la otra y permite también
suavizar los movimientos del mecanismo de gobierno. Es posible
prever una forma amortiguada con varios grados de amortiguación.
Una amortiguación ligera permite no afectar más que muy débilmente
a los resultados del accionamiento del mecanismo de gobierno, en
caso de maniobra de la aeronave. En caso de avería o en el estado
de funcionamiento normal de la aeronave, una amortiguación más
importante podría llegar a producirse por los accionadores que no
están participando en el accionamiento del mecanismo de
gobierno.
Según una forma de puesta en práctica de la
invención, el dispositivo puede incluir tres accionadores de
entrada eléctrica de los cuales al menos uno sea mixto. Los
accionadores de entrada mixta pueden funcionar igualmente en las
formas “activa”, “eléctrica” y “amortiguada”. Por otra parte pueden
también funcionar en forma “activa mecánica”. Según una primera
realización del accionador de mando mixto, éste incluye una primera
compuerta eléctrica pilotada por la unidad de cálculo a la cual
está respectivamente asociada, siendo apta, esta primera compuerta
eléctrica para situarse en un estado excitado correspondiente a una
forma de funcionamiento llamada “activa eléctrica” del gato en el
cual las cámaras del gato se ponen en comunicación con la
servoválvula, y en un estado desexcitado. El accionador mixto
incluye igualmente una segunda y una tercera compuerta eléctrica
pilotadas respectivamente por las unidades de cálculo asociadas a
otros dos accionadores del dispositivo, y aptas para situarse
alternativamente en estado excitado y desexcitado, estando las
cámaras del gato del accionador mixto puestas en comunicación entre
ellas en una forma de funcionamiento llamada “amortiguada” del gato
cuando la primera compuerta eléctrica se coloca en estado
desexcitado y que al menos una de las segunda o tercera compuertas
eléctricas esté en estado excitado, y que las cámaras del gato del
accionador mixto estén puestas en comunicación con un distribuidor
unido a la entrada mecánica del accionador en una forma de
funcionamiento llamada “activa mecánica” cuando las primera,
segunda y tercera compuertas eléctricas se sitúen en estado
desexcitado.
Cuando las cámaras del gato están en comunicación
con la servoválvula, ésta les suministra un caudal de fluido
hidráulico en función de órdenes eléctricas de mando generadas por
el sistema eléctrico de pilotaje y aplicadas a la servoválvula. De
igual manera, cuando las cámaras del gato están en comunicación con
el distribuidor, éste les suministra un caudal de fluido hidráulico
en función de las órdenes mecánicas aplicadas a la entrada de mando
mecánico.
Según otra realización del accionador mixto, éste
puede también incluir una primera, una segunda y una tercera
compuerta eléctrica pilotadas respectivamente por una unidad de
cálculo asociada al citado accionador mixto y por las unidades de
cálculo asociadas a los dos accionadores del dispositivo, aptas
para situarse cada una alternativamente en estado excitado o en
estado desexcitado, funcionando el accionador según una forma
llamada “amortiguada”, en la cual las cámaras del gato están
puestas en comunicación, cuando al menos una de las segunda o
tercera compuertas eléctricas está en estado excitado; funcionando
el accionador según una forma llamada “activa eléctrica” en la cual
las cámaras del gato están puestas en comunicación con la
servoválvula, y en la cual ésta es pilotada por medio de la entrada
de mando eléctrico, cuando la primera compuerta eléctrica es
excitada y las segunda y tercera compuertas eléctricas están
desexcitadas, funcionando el accionador según una forma llamada
“activa mecánica” en la cual las cámaras del gato están puestas en
comunicación con la servoválvula y en la cual el accionador está
pilotado por medio de la entrada de mando mecánico, cuando las
primera, segunda y tercera compuertas eléctricas están en estado
desexcitado.
Según una forma de realización particular a dos
accionadores, uno de los accionadores de tipo hidrostático de
entrada de mando eléctrico puede ser un accionador de tipo EHA
(Electro-Hydrostatic Actuator) de alimentación
eléctrica.
Un accionador de ese tipo incluye un circuito
hidráulico que le es propio y está presurizado por una electrobomba
interna alimentada por corriente eléctrica.
Por otra parte, el dispositivo puede incluir al
menos un accionador de tipo EBHA (Electrical
Back-up Hydraulic Actuator) con dos entradas de
mando eléctrico, presentando el citado accionador una primera
entrada de mando eléctrico para pilotar una servoválvula y una
segunda entrada de mando eléctrico para pilotar un sistema
hidráulico de generación integrado y autónomo.
El sistema de generación hidráulico integrado en
el accionador en el caso de accionadores de tipo EHA o EBHA puede
suministrar un caudal variable de fluido hidráulico en las cámaras
del gato, en función de órdenes eléctricas de mando elaboradas por
el sistema de pilotaje, de forma que permita maniobrar el mecanismo
de gobierno.
Un sistema de generación hidráulico de este tipo
equipa accionadores de tipo hidrostático. Permite independizar el
funcionamiento del accionador del de los circuitos hidráulicos del
avión.
En efecto, la pérdida de presión en un circuito
hidráulico vuelve inoperante al accionador correspondiente. Los
accionadores de tipo hidrostático (EHA) y los accionadores con dos
entradas eléctricas en los cuales una pilota un sistema de
generación hidráulico autónomo (EBHA), continúan funcionando
incluso en caso de avería del circuito hidráulico.
Un dispositivo conforme a la invención puede
incluir acondicionadores en número de dos, tres o más.
Según otro modo de realización, el dispositivo de
la invención puede incluir dos accionadores con una entrada de
mando eléctrico y un accionador mixto con una entrada de mando
eléctrico y una entrada de mando mecánico.
La invención se refiere igualmente a un
procedimiento de pilotaje de un dispositivo de mando del mecanismo
de gobierno de inclinación o de profundidad de una aeronave
incluyendo un accionador con una entrada de mando eléctrico y un
accionador mixto con una entrada de mando eléctrico y una entrada
de mando mecánico.
Este procedimiento se caracteriza en que:
- se pilota eléctricamente uno de los
accionadores en un estado llamado de vuelo normal,
- se pilotan eléctricamente y simultáneamente al
menos dos accionadores en un estado llamado de maniobra, y
- se pilota mecánicamente el accionador mixto en
un estado de avería del sistema de pilotaje eléctrico en los
accionadores, según la reivindicación 14.
Otras características y ventajas de la presente
invención aparecerán mejor en la descripción que va a seguir,
referida a los dibujos adjuntos, que se da a título puramente
ilustrativo y no limitativo.
La figura 1 es una representación esquemática
simplificada de un dispositivo de mando de un mecanismo de gobierno
conforme a una primera forma de puesta en práctica de la
invención.
La figura 2 es una representación esquemática
simplificada de un accionador con entrada de mando eléctrico que
puede equipar al dispositivo de la
figura 1.
figura 1.
La figura 3 es una representación esquemática
simplificada de un accionador mixto que puede equipar al
dispositivo de la figura 1.
La figura 4 es una representación esquemática
simplificada de otro tipo de accionador mixto que puede equipar al
dispositivo de la figura 1.
La figura 5 es una representación esquemática
simplificada de un dispositivo de mando de un mecanismo de gobierno
conforme a una segunda forma de puesta en práctica de la
invención.
La figura 6 es una representación esquemática
simplificada de un dispositivo de mando de un mecanismo de gobierno
conforme a una tercera forma de puesta en práctica de la
invención.
En la descripción que sigue, elementos idénticos
o similares de las diferentes figuras llevan las mismas
referencias a fin de facilitar la comprensión.
La figura 1 muestra de forma simplificada una
primera realización del dispositivo de mando de un mecanismo de
gobierno según la invención.
El dispositivo incluye tres accionadores 110, 112
y 114 equipados de gatos 111, 113 y 115 para maniobrar un mecanismo
de gobierno de inclinación o de profundidad 116. Los accionadores
110 y 112 son accionadores con entradas de mando eléctricas 111a y
113a y el accionador 114 es un accionador mixto que presenta una
entrada de mando eléctrico 115a y una entrada de mando mecánico
115b. Los accionadores son del tipo “cuerpo simple”, es decir que
cada accionador está unido a un único circuito hidráulico y no
incluye más que un solo gato.
El gato de cada uno de los accionadores está
alimentado por un circuito hidráulico diferente. Los circuitos
hidráulicos de los gatos 111, 113 y 115 están representados
parcialmente y llevan respectivamente las referencias 128, 130 y
132.
Los circuitos hidráulicos están equipados con
bombas de presurización (no representadas) que son arrancadas o
alimentadas con energía procedente respectivamente de uno o varios
propulsores diferentes de la aeronave.
Como otra variante, uno o varios accionadores
pueden incluir un circuito hidráulico interno que les es propio y
que está bajo presión mediante una electrobomba interna. En este
caso, la alimentación energética de los accionadores es eléctrica y
los circuitos hidráulicos 128, 130 y 132 se reemplazan por
circuitos de alimentación eléctrica.
Un sistema de pilotaje eléctrico de los
accionadores con la referencia general 127 incluye tres unidades de
cálculo 150, 152 y 154 para pilotar respectivamente los
accionadores 110, 112 y 114. Cada unidad de cálculo puede incluir
una calculadora o un conjunto de calculadoras redundantes,
respectivamente 150a, 150b, 152a, 152b, 154a y 154b, funcionando en
paralelo para aumentar la fiabilidad de las unidades de
cálculo.
Las unidades de cálculo 150, 152 y 154 están
unidas respectivamente a los accionadores por conexiones eléctricas
151a, 153a, y 155, representadas de forma simplificada, en
particular para transmitir señales de mando a las entradas de mando
eléctrico 111a, 113a, y 115a. Estas señales de mando integran las
órdenes correspondientes a la posición de un órgano de mando de
pilotaje 126 como un timón o un volante instalado en el puesto de
pilotaje.
Las conexiones eléctricas 151a, 151b, 153a, 153b
y 155 transmiten señales pilotando una forma de funcionamiento de
los accionadores.
La posición de los órganos de pilotaje 126
detectada por captadores de posición, es transmitida eléctricamente
al sistema 127 por una conexión eléctrica 148.
Un sistema de timón mecánico 124 permite, por
otra parte, mediante una transmisión desembragable 125, aplicar
directamente las órdenes ejercidas sobre el órgano de pilotaje a la
entrada de mando mecánico 115b del accionador 115.
Un dispositivo de sensación artificial de
esfuerzos 140 y un accionador 142 regulado desde esfuerzo cero,
pilotado a través del sistema de pilotaje eléctrico 127, están
previstos igualmente para devolver al órgano de pilotaje un
esfuerzo en función de la orden ejecutada.
En caso de vuelo normal, las órdenes de mando son
transmitidas eléctricamente a uno de los accionadores. La unidad
de cálculo 150, por ejemplo, facilita las órdenes de mando al
accionador 110. En caso de maniobra, dos (o tres) accionadores son
accionados simultáneamente.
Se puede observar que, en caso de maniobra,
cuando algún tipo de avería genera una pérdida de presión
hidráulica en el circuito hidráulico de uno de los accionadores,
por ejemplo el accionador 110, el accionamiento del mecanismo de
gobierno está asegurado por los dos accionadores 112, 114 pues el
circuito hidráulico no está presurizado a partir del circuito
averiado.
Del mismo modo, en el estado llamado de vuelo
normal, una avería que genere una deficiencia en uno de los
accionadores provoca el pilotaje de otro accionador capaz de
funcionar.
Según una variante del dispositivo de la figura
1, uno de los accionadores de entrada eléctrica 110, 112, por
ejemplo el accionador 112 puede ser reemplazado por un accionador
de tipo hidrostático llamado EHA (Electro Hydrostatic Actuator),
incluyendo un sistema de generación hidráulico integrado y
autónomo. El circuito hidráulico exterior 130 queda entonces
eliminado y ello conlleva un aligeramiento del dispositivo.
En caso de avería que comporte una caída de
presión de uno de los circuitos hidráulicos 128 y 132, queda uno de
los accionadores de circuito hidráulico exterior 110 ó 114 y el
accionador 112 (EHA) autónomo para accionar el mecanismo de
gobierno.
La figura 2 muestra de forma esquemática los
principales elementos que componen un accionador de entrada de
mando eléctrico, todavía llamado accionador electrohidráulico.
El accionador referenciado con la referencia
general 110 incluye un gato 111 y un bloque de mando 200 con una
entrada eléctrica de mando 111a.
El gato 111 presenta una extremidad 202 unida a
un soporte fijo y a un extremo 204 unido a un mecanismo de
gobierno de inclinación o de profundidad, no representado. Un
pistón 206, solidario con un vástago de pistón 208 separa el
cilindro del gato en dos cámaras 210, 211.
Una compuerta eléctrica 212 unida eléctricamente
a una unidad de cálculo, no representada, asociada al accionador,
permite seleccionar un modo de funcionamiento del accionador.
Cuando la compuerta eléctrica es excitada por una
señal eléctrica, un cajón 220 llamado “cajón de modo” está
posicionado de forma que pone en comunicación las cámaras 210 y 211
con una servoválvula 222, mediante una porción de doble paso 227
del cajón.
La servoválvula 222, unido eléctricamente a la
unidad de cálculo, suministra entonces al gato 111 un caudal de
fluido hidráulico en función de las órdenes elaboradas por la
unidad de cálculo. El accionador funciona entonces en la forma
activa ya descrita. El caudal de fluido hidráulico es suministrado
por un circuito hidráulico 128 del cual no están representadas más
que una llegada 224 de alta presión y una salida 226 de baja
presión.
Cuando la compuerta eléctrica 212 está
desexcitada, en ausencia de señal eléctrica, el cajón de modo 220
está posicionado de forma que aísla las cámaras del gato de la
servoválvula 222 y pone en comunicación las cámaras 210 y 211 entre
ellas, a través de un limitador 228. Esta posición, ilustrada en la
figura 2 corresponde al funcionamiento del accionador según la
forma amortiguada ya descrita.
La figura 3 muestra de forma esquemática un
accionador mixto, tal como el accionador 114 utilizado en el
dispositivo de mando ilustrado en la figura 1. Numerosos elementos
son idénticos a los del accionador de la figura 2. Estos elementos
llevan las mismas referencias y podemos pues remitirnos para
conocer su función a las explicaciones precedentes. Por otra parte,
en la figura 3, el gato del accionador lleva, por analogía con la
figura 1, la referencia 115 y las entradas de mando eléctrico y
mecánico llevan respectivamente las referencias 115a y 115b.
El cajón de modo 220 del accionador mixto puede
ocupar tres posiciones y está accionado por tres compuertas
eléctricas 212, 214 y 216 pilotadas respectivamente por las
unidades de cálculo 154, 152 y 150 visibles en la figura 1.
Cuando la compuerta eléctrica 212 está excitada,
el cajón 220 ocupa una posición en la cual las cámaras 210, 211 se
ponen en comunicación con la servoválvula 222 por medio de una
porción de doble paso 227 del cajón. El accionador funciona
entonces según la forma activa eléctrica ya descrita.
Cuando la compuerta eléctrica 212 está
desexcitada y al menos una de las compuertas eléctricas 214 y 216
está excitada, el cajón de modo ocupa una posición en la cual las
cámaras 210 y 211 están puestas en comunicación a través de un
limitador 228 para un funcionamiento según la forma amortiguada.
Esta posición corresponde a la posición del cajón representada en
la figura 3.
Cuando alguna de las compuertas eléctricas 212,
214 y 216 no está excitada, el cajón de modo ocupa una tercera
posición en la cual las cámaras 210 y 211 están puestas en
comunicación con un distribuidor 230 por medio de una porción de
doble paso 229 del cajón. En esta posición, un embrague 232 está
embragado y unido al distribuidor 230 a la entrada del mando
mecánico 115b.
El distribuidor 230 suministra entonces al gato
un caudal de fluido hidráulico en función del mando mecánico
aplicado a la entrada 115b. El accionador funciona según la forma
activa mecánica. Esta forma es puesta en marcha por defecto en caso
de avería de pilotaje eléctrico, es decir cuando alguna de las
compuertas eléctricas no recibe señal de una unidad de cálculo.
A título de ejemplo, y en estado de vuelo normal,
y refiriéndose a la figura 1, se comprende que, en caso de avería
de la primera cadena eléctrica 150, 150a, 150b, 151a, 151b,
asociada al accionador 110, la compuerta eléctrica 216 está
desexcitada. La segunda cadena eléctrica 152, 152a, 152b, 153a,
153b asociada al accionador 112 está entonces activa para pilotar
el accionador 112.
En caso de avería eléctrica de esta segunda
cadena, la compuerta eléctrica 214 es desexcitada igualmente. La
tercera cadena eléctrica que incluye los elementos 154, 154a, 154b,
155 está entonces activada para pilotar el accionador 114.
Finalmente, en caso de avería eléctrica de las
tres cadenas, las tres compuertas eléctricas 212, 214 y 216 se
desexcitan y el mando mecánico del accionador se activa
automáticamente.
En caso de funcionamiento normal del dispositivo
del mecanismo de gobierno, el embrague 232 está desembragado. Esto
permite evitar que órdenes como las órdenes de estabilización
emitidas por las calculadoras no sean mecánicamente retransmitidas
al órgano de pilotaje. Según una variante de realización, para
evitar que las órdenes no sean retransmitidas a los órganos de
pilotaje, es posible también equipar a la entrada de mando mecánico
con un sistema de biela con resorte, o con leva, capaz de absorber
toda la carrera del accionador.
La figura 4 muestra de forma esquemática otro
tipo de accionador mixto utilizable en el dispositivo de la
invención.
El accionador incluye un cajón de modo 220 con
solamente dos posiciones. Si al menos una de las dos compuertas
eléctricas 214 y 216, pilotadas respectivamente por las unidades de
cálculo 152 y 150 visibles en la figura 1, son excitadas, el cajón
de modo se posiciona para poner mútuamente en comunicación las
cámaras 210, 211 del gato por medio del limitador 228, y el
accionador funciona según la forma amortiguada. La excitación de la
compuerta eléctrica 212 permite por otra parte poner el embrague
232 en estado desembragado que hace independiente a la servoválvula
222 del mando mecánico 115b.
Cuando las compuertas eléctricas 214 y 216 están
desexcitadas, el cajón de modo 220 se posiciona para poner a las
cámaras del gato 115 en comunicación con la servoválvula 222 a
través de una porción de doble paso 227 del cajón. El accionador
está entonces en situación de funcionar sea en forma activa
eléctrica, sea en forma activa mecánica.
La forma activa eléctrica es activada si la
compuerta eléctrica 212 es excitada. El mando mecánico es entonces
embragado e inmovilizado, y la entrada de mando eléctrica 115a de
la servoválvula es pilotada.
Cuando la compuerta eléctrica 212 está
desexcitada, ya sea intencionadamente, o sea a consecuencia de
averías eléctricas como las que ya se han descrito, el mando
mecánico está acoplado a la servoválvula, por medio del embrague
232 y la servoválvula suministra a las cámaras del gato un caudal
en función de la entrada de mando mecánico 115b Esto corresponde
pues a la forma activa mecánica.
En la aplicación propuesta, y por construcción,
no se prevé pilotar la servoválvula simultáneamente por la entrada
de mando mecánico y por la entrada de mando eléctrico.
La figura 5 muestra una variante de puesta en
práctica de la invención según la cual el dispositivo de mando está
equipado con dos o tres accionadores mixtos.
Los accionadores 110, 112 y 114 incluyen
respectivamente, en el ejemplo ilustrado, entradas de mando
eléctrico 111a, 113a y 115a, unidos a la unidad de pilotaje
eléctrico 127, y entradas de mando mecánico 111b, 113b y 115b
unidas al timón 124 por medio de transmisiones 325, 225 y 125
respectivamente.
El carácter redundante de esta configuración
aporta una seguridad de funcionamiento complementaria.
La figura 6 muestra otra variante de puesta en
práctica de la invención en la cual se utilizan sólo dos
accionadores.
El dispositivo incluye un accionador mixto 114
con una entrada de mando eléctrico 115a unida a un sistema de
pilotaje eléctrico 127, y una entrada de mando mecánico 115b unido
a los órganos de pilotaje 126 por un timón 124 y una transmisión
125. El accionador 114 es alimentado por un circuito hidráulico
300.
El segundo accionador lleva la referencia 109. Se
trata de un accionador llamado EBHA (Electrical
Back-up Hydraulic Actuator) con dos entradas
eléctricas 109a y 109b unidas igualmente al sistema de pilotaje
127.
La entrada eléctrica 109a permite enviar órdenes
de mando a una servoválvula (no representada) del tipo ya descrito
y alimentada por un circuito hidráulico 302. La segunda entrada
eléctrica 109b permite enviar órdenes de mando a un sistema de
generación hidráulico integrado y autónomo para maniobrar el
mecanismo de gobierno.
Esta realización permite ahorrarse un accionador
y eventualmente un circuito hidráulico, respecto de la realización
de la figura 1, por ejemplo. Un importante ahorro de masa puede así
obtenerse.
Claims (14)
1. Dispositivo de mando de un mecanismo de
gobierno de inclinación o de profundidad (116) de una aeronave, que
incluye al menos dos accionadores (110, 112, 114 y 109), teniendo
cada accionador al menos una entrada de mando eléctrico (111a,
113a, 115a, 104a, 109b) y un sistema de pilotaje eléctrico (127) de
los accionadores (110, 112, 104 y 109) apto para situarse en un
primer estado, llamado de vuelo normal, en el cual al menos uno de
los accionadores (110, 112, 114, 109) está pilotado para accionar
el mecanismo de gobierno, caracterizado porque al menos uno
de los accionadores (114), llamado accionador mixto, incluye por
otra parte una entrada de mando mecánico (115b), y por que el
sistema de pilotaje eléctrico (127) de los accionadores (110, 112,
114, 109) es apto para situarse en un segundo estado, llamado de
maniobra, en el cual al menos dos de los accionadores son pilotados
para accionar simultáneamente el mecanismo de gobierno (116), y un
tercer estado, llamado de avería de pilotaje eléctrico, en el cual,
el accionador mixto (114) es pilotado a partir de la entrada de
mando mecánico (115b) para accionar el mecanismo de gobierno.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema de pilotaje eléctrico (127)
de los accionadores (110, 112, 114, 109) incluye una unidad de
cálculo (150, 152, 154) asociada respectivamente a cada accionador
(110, 112, 114).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque los accionadores de entrada eléctrica
(110, 112, 114) incluyen respectivamente un gato hidráulico (111,
113, 115) con dos cámaras (210, 211), una servoválvula (222) unida
a un circuito hidráulico (128, 130, 132) para suministrar a las
cámaras un caudal de fluido hidráulico en función de una orden
eléctrica proveniente de la unidad de control asociada al
accionador.
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque incluye tres accionadores (110, 112,
114) de entrada eléctrica de los cuales al menos uno es mixto
(114).
5. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el accionador mixto (114) incluye una
primera compuerta eléctrica (212) pilotada por la unidad de cálculo
(154) a la que está respectivamente asociada, siendo la primera
compuerta eléctrica (212), apta para situarse tanto en un estado
excitado correspondiente a una forma de funcionamiento llamada
“activa eléctrica” en la cual las cámaras (210, 211) del gato (115)
están puestas en comunicación con la servoválvula (222), como en un
estado desexcitado, incluyendo igualmente el accionador mixto (114)
una segunda y una tercera compuerta eléctrica (214, 216) pilotadas
respectivamente por las unidades de cálculo (152, 150) asociadas a
los dos otros accionadores (110, 112) del dispositivo, y aptas para
situarse, cada una, alternativamente, en estado excitado y en
estado desexcitado; y estando las cámaras (210, 211) del gato (115)
del accionador mixto (114) puestas en comunicación entre ellas en
una forma de funcionamiento llamada “amortiguada” del gato (115)
cuando la primera compuerta eléctrica (212) se sitúa en estado
desexcitado y que al menos una de las segunda y tercera compuertas
eléctricas (214, 216) se sitúa en estado excitado, y estando las
cámaras (210, 211) del gato (115) del accionador mixto (114)
puestas en comunicación con un distribuidor (230) unido a la
entrada mecánica (115b) del accionador (114) en una forma de
funcionamiento llamada “activa mecánica” cuando las primera (212),
segunda (214) y tercera (216) compuertas eléctricas se sitúan en
estado desexcitado.
6. Dispositivo según la reivindicación 4,
caracterizado porque el accionador mixto (114) incluye una
primera, una segunda y una tercera compuertas eléctricas (212, 214,
216) pilotadas respectivamente por una unidad de cálculo (154)
asociada al citado accionador mixto (114) y por unidades de cálculo
(152, 150) asociadas a los otros accionadores (110, 112) del
dispositivo, y aptas para situarse cada una alternativamente en
estado excitado y en estado desexcitado, funcionando el accionador
(114) según una forma llamada “amortiguada”, en la cual las cámaras
(210, 211) del gato (115) están puestas en comunicación mutuamente,
cuando al menos una de las segunda o tercera compuerta eléctrica
(214, 216) está en estado excitado, funcionando el accionador según
la forma llamada “activa eléctrica” en la cual las cámaras (210,
211) del gato (115) están puestas en comunicación con la
servoválvula (222), y en la cual el accionador (114) está pilotado
por medio de la entrada de mando eléctrico (115a) cuando la primera
compuerta eléctrica (212) está excitada y cuando las segunda y
tercera compuertas eléctricas (214, 216) están desexcitadas y el
accionador (114) está funcionando según la forma llamada “activa
mecánica” en la cual las cámaras (210, 211) del gato (115) están
puestas en comunicación con la servoválvula (222) y en la cual el
accionador (114) está pilotado por medio de la entrada de mando
eléctrico (115b), cuando las primera, segunda y tercera compuertas
eléctricas (212, 214, 216) están en estado desexcitado.
7. Dispositivo según una de la reivindicaciones 1
a 3, caracterizado porque incluye al menos un accionador
(109) con dos entradas de mando eléctrico (109a, 109b), presentando
el citado accionador (109) una servoválvula pilotada por la
primera entrada de mando eléctrico (109a) y un sistema de
generación hidráulica integrado pilotado por la segunda entrada de
mando eléctrico (109b).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque incluye un accionador mixto (114) y un
accionador (109) de dos entradas eléctricas, estando alimentado
cada accionador por un circuito hidráulico (300, 302) que le es
propio.
9. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque incluye un primer accionador (110) de
entrada eléctrica (111a) unido a un primer circuito hidráulico
(128), para accionar el mecanismo de gobierno en caso de
funcionamiento normal, un segundo accionador (114) de entrada
eléctrica (115a) unido a un segundo circuito hidráulico (132), y un
tercer accionador de entrada eléctrica de tipo hidrostático con un
sistema de generación hidráulica integrado, siendo al menos uno de
los primero o segundo accionadores (110, 114) accionadores mixtos
incluyendo por otra parte una entrada de mando mecánico.
10. Dispositivo según la reivindicación 1, que
incluye un primer accionador con una entrada de mando eléctrico y
un segundo accionador mixto (114) con una entrada de mando
eléctrico (115a) y una entrada de mando mecánico (115b).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, en el
cual el primer accionador de entrada de mando eléctrico es un
accionador hidrostático de alimentación eléctrica.
12. Dispositivo según la reivindicación 10, en el
cual el primer accionador de entrada de mando eléctrico es un
accionador de doble alimentación eléctrica/hidráulica.
13. Dispositivo según la reivindicación 1 que
incluye dos accionadores (110, 112) con una entrada de mando
eléctrico (111a, 113a) y un accionador mixto (114) con una entrada
de mando eléctrico (115a) y una entrada de mando mecánico
(115b).
14. Procedimiento de pilotaje de un dispositivo
de mando de un mecanismo de gobierno de inclinación o de
profundidad (116) de una aeronave, incluyendo el dispositivo al
menos dos accionadores (110, 112, 114) de entrada de mando
eléctrico (111a, 113a, 115a) de los cuales al menos uno, llamado
accionador mixto (114), incluye también una entrada de mando
mecánico (115b), y un sistema de pilotaje eléctrico (127) de los
accionadores (110, 112, 114) según el cual, para accionar el
mecanismo de gobierno:
- se pilota eléctricamente al menos uno de los
accionadores (110, 112, 114) en un estado llamado de vuelo
normal,
- se pilotan eléctricamente y simultáneamente al
menos dos accionadores (110, 112, 114) en un estado llamado de
maniobra, y
- se pilota mecánicamente el accionador mixto
(114) en estado de avería del sistema de pilotaje eléctrico (127)
de los accionadores.
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