ES2254890T3 - Procedimiento y sistema de mando de un timon de aeronave. - Google Patents

Procedimiento y sistema de mando de un timon de aeronave.

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ES2254890T3
ES2254890T3 ES03291893T ES03291893T ES2254890T3 ES 2254890 T3 ES2254890 T3 ES 2254890T3 ES 03291893 T ES03291893 T ES 03291893T ES 03291893 T ES03291893 T ES 03291893T ES 2254890 T3 ES2254890 T3 ES 2254890T3
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ES03291893T
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Guillaume Cassein
Marc Van De Kreeke
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Airbus Operations SAS
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Airbus Operations SAS
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C9/00Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders
    • B64C9/12Adjustable control surfaces or members, e.g. rudders surfaces of different type or function being simultaneously adjusted

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Abstract

Procedimiento de mando de un timón (2) de una aeronave (3), el cual está montado sobre un elemento estabilizador (4) de dicha aeronave (3), comportando dicho timón (2) al menos dos elementos de timón accionables (14, 15, 16), estando cada uno de dichos elementos de timón (14, 15, 16) montado rotativo alrededor de un eje (Z-Z) para poder tomar cualquier ángulo de desviación dentro de un margen de desplazamientos, según un mando, y siendo dichos elementos de timón (14, 15, 16) susceptibles de ser accionados de modo diferenciado, caracterizado porque, para al menos una fase de vuelo particular de la aeronave (3), se acciona en prioridad un primero de dichos elementos de timón (14, 15, 16) que genere un esfuerzo en dicho elemento estabilizador (4) que sea más reducido que el esfuerzo generado por el segundo elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.

Description

Procedimiento y sistema de mando de un timón de aeronave.
La presente invención se refiere a un procedimiento y un sistema de mando de un timón de una aeronave, en particular de un avión de transporte, estando dicho timón montado en un elemento estabilizador de dicha aeronave.
Con el fin de mejorar las prestaciones (consumo de carburante, nivel de ruido, ...) de una aeronave, sin disminuir la carga útil transportada, los constructores se ven obligados a disminuir lo máximo posible la masa de la aeronave, es decir la masa de la estructura, de los órganos, de los equipos, ... de dicha aeronave. A este efecto, puede ser interesante disminuir la masa de elementos estabilizadores tales como la deriva, un estabilizador horizontal o un conjunto de alas por ejemplo.
Es sabido que un elemento estabilizador de una aeronave está dimensionado teniendo en cuenta los esfuerzos máximos a los que es susceptible de estar sometida con ocasión de las diferentes configuraciones de vuelo de esta aeronave. Por consiguiente, para limitar la masa de un tal elemento estabilizador y por lo tanto igualmente la masa de la aeronave, una solución consiste en reducir los esfuerzos a los que este elemento estabilizador es susceptible de estar sometido en el curso de un vuelo.
A este efecto, se conoce por ejemplo por la patente FR-2 809 373 de la solicitante, un sistema de mando eléctrico para un timón de dirección de una aeronave, gracias al cual es posible limitar las cargas laterales aplicadas en maniobra en dicho timón de dirección y por lo tanto reducir el dimensionado y la masa de este último, sin por ello reducir la calidad del vuelo de la aeronave o la seguridad del vue-
lo.
Para esto, dicho sistema de mando comporta:
-
un pedal de mando accionado por el piloto y asociado a un transductor que emite una orden eléctrica de pilotaje representativa de la acción del piloto sobre dicho pedal de mando;
-
un accionador que recibe una orden de mando derivada de dicha orden de pilotaje y que desplaza dicho timón de dirección alrededor de su eje de rotación; y
-
entre dicho pedal de mando y dicho accionador, unos medios de filtraje del tipo paso bajo que reciben dicha orden de pilotaje de dicho transductor y que generan dicha orden de mando para dicho accionador, siendo la constante de tiempo de dichos medios de filtraje por lo tanto mayor ya que la amplitud de dicha orden de pilotaje corresponde a una fracción mayor del valor máximo de desplazamiento del timón de dirección.
Así, este sistema de mando conocido introduce, en las órdenes de pilotaje al pedal de mando, un filtrado no lineal que depende del desplazamiento disponible para el timón de dirección, siendo este filtrado más importante cuanto más se acerque dicho timón de dirección a unos topes que limitan el desplazamiento máximo, lo que limita las cargas aplicadas a dicho timón y permite por lo tanto reducir el dimensionado y la masa de este último.
Este sistema de mando conocido presenta sin embargo un inconveniente importante, particularmente cuando es aplicado a un avión de transporte de gran capacidad. En efecto, este sistema conocido necesita un accionador potente y muy caro para poder desplazar el timón, debido a las fuerzas muy elevadas a las que este último está sometida particularmente en un avión pesado.
La presente invención tiene por objeto remediar estos inconvenientes. Se refiere a un procedimiento para accionar un timón de una aeronave de manera que reduzca los esfuerzos inducidos a los cuales está sometido un elemento estabilizador de dicha aeronave, en la cual está montado dicho timón.
Es conocido un procedimiento destinado a reducir los esfuerzos en una ala de avión por la patente US-A-4796192. El procedimiento difiere de la presente invención porque se reduce el ángulo de desvío del elemento de timón que crea el mayor esfuerzo con ocasión de una fase particular de la aeronave para la cual un umbral límite de los esfuerzos en el ala es susceptible de ser sobrepasado.
El procedimiento según la invención es notable porque se constituye dicho timón bajo la forma de al menos dos elementos de timón, accionables, estando cada uno de dichos elementos de timón montado rotativo alrededor de un eje para poder adoptar cualquier ángulo de desviación dentro de un margen de desplazamientos, de conformidad con un mando, y porque dichos elementos de timón son susceptibles de ser accionados de modo diferenciado.
Como se prevé al menos así dos accionadores para desplazar el timón (un accionador por elemento de dicho timón), se pueden utilizar unos accionadores menos potentes y por lo tanto menos voluminosos, menos pesados y sobre todo menos costosos.
Para al menos una fase de vuelo particular de la aeronave, se acciona en prioridad uno primero de dichos elementos de timón que genere un esfuerzo en dicho elemento estabilizador que sea más reducido que el esfuerzo generado por el segundo elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primero y segundo elementos de timón.
Así, gracias a la invención, se accionan el elemento de timón que permite generar el esfuerzo más reducido en el elemento estabilizador, y esto al menos en dicha fase de vuelo particular. De preferencia, dicha fase de vuelo particular de la aeronave es una fase de vuelo para la cual el esfuerzo aplicado en dicho elemento estabilizador es muy elevado y es superior a un umbral de esfuerzo que corresponde a un porcentaje predeterminado de un esfuerzo máximo de dicho elemento estabilizador. Así, gracias a la presente invención, se reducen los grandes esfuerzos (máximos) que son susceptibles de ser aplicados al elemento estabilizador, lo que permite reducir el dimensionado y la masa de este último.
En una variante de realización, se acciona con retardo un segundo de dichos elementos de timón que genere un esfuerzo en dicho estabilizador que sea mayor que el esfuerzo generado por un primer elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.
En un modo de realización preferido de la presente invención, se definen:
-
un primer modo de mando, para el cual se accionan de manera idéntica los (al menos) dos elementos de timón; y
-
un segundo modo de mando, para el cual se accionan de manera diferenciada los (al menos) dos elementos de timón,
y, durante todo el vuelo de la aeronave, se pone en práctica dicho primer modo de mando, con la excepción de dicha fase de vuelo particular para la cual se pone en práctica dicho segundo modo de mando.
Este modo de realización preferido permite:
-
por una parte, limitar los esfuerzos aplicados al elemento estabilizador, poniendo en práctica, cuando sea necesario, dicho segundo modo de mando, para el cual se acciona esencialmente, o incluso exclusivamente, según las situaciones, el elemento de timón que genere el esfuerzo más reducido en dicho elemento estabilizador; y
-
por otra parte, reducir la fatiga y el envejecimiento de dichos elementos de timón, poniendo en práctica siempre, en funcionamiento normal y habitual, (por lo tanto excepto en la fase de vuelo particular antes citada y explicitada a continuación a partir de ejemplos de realización particulares de la invención) dicho primer modo de mando, para el cual los elementos de timón son accionados de manera idéntica, lo que permite distribuir, en el conjunto de dichos elementos de timón, los diferentes esfuerzos y así, reducir la fatiga correspondiente.
En un modo de realización, para un elemento estabilizador correspondiente a un estabilizador horizontal, y un timón que comporte al menos un elemento de timón interno y un elemento de timón externo (en relación con el eje longitudinal de la aeronave), se pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad dicho elemento de timón interno, cuando se presente uno de los casos A y B siguientes:
A/
la aeronave está centrada hacia delante y el timón está desviado hacia arriba;
B/
la aeronave está centrada hacia atrás y se observan simultáneamente las condiciones siguientes:
a)
el sentido de desviación deseado del timón se opone al movimiento de la aeronave;
b)
el valor absoluto del factor de carga de la aeronave es superior a un valor predeterminado; y
c)
la aeronave está en configuración lisa.
En una variante de la invención, dicho caso A se presenta cuando, además de las condiciones anteriormente citadas, se observa la condición siguiente \alpha: la aeronave está en configuración lisa.
En otra variante de la invención, se presenta dicho caso A cuando, además de las condiciones citadas, se observa la condición siguiente \beta: la velocidad de desplazamiento de un órgano de mando de la aeronave, por ejemplo un minimango, sea superior a un valor predeterminado. Este valor predeterminado puede, por ejemplo, ser elegido igual a la mitad de la velocidad máxima de desplazamiento del órgano de mando. El hecho de añadir esta condición \beta permite no impactar el ámbito de vuelo corriente de la aeronave por la activación del segundo modo de mando del timón. En efecto, un valor elevado de dicha velocidad de desplazamiento del órgano de mando corresponde generalmente a los esfuerzos elevados en el timón, que se deseen reducir mediante la activación de dicho segundo modo de mando.
Además, en una variante, dicho caso A se presenta cuando, además de las condiciones citadas en primer lugar (la aeronave está centrada hacia delante y el timón está desviado hacia arriba), se observan igualmente las anteriores condiciones \alpha y \beta (simultáneamente).
Por otra parte, en dicho caso B, ventajosamente:
-
se observa la condición a) cuando el signo del producto del factor de carga vertical y del ángulo de desviación es positivo; y/o
-
se observa la condición b), de preferencia, cuando el factor de carga vertical es superior a +1,5 g o inferior a -0,5 g, siendo g la aceleración de la gravedad; y/o
-
se observa la condición c), cuando ningún dispositivo sustentador usual de la aeronave está activado.
Por otra parte, en otro modo de realización, para un elemento estabilizador correspondiente a una deriva, y un timón que comporta al menos un elemento de timón superior y un elemento de timón inferior, se pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad dicho elemento de timón inferior, cuando el producto F\delta.F\beta es inferior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que se ejercen en dicha deriva debido, respectivamente, a la desviación del timón y del derrapaje.
Además, como variante o complemento, para un elemento estabilizador correspondiente a una deriva, y un timón que comporte al menos un elemento de timón superior y un elemento de timón inferior, se pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad dicho elemento de timón superior, cuando se observen las dos condiciones siguientes, simultáneamente:
-
el producto F\delta.F\beta es superior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que son ejercidas en dicha deriva debido respectivamente a la desviación del timón y del derrapaje; y
-
el valor absoluto del ángulo de derrapaje es superior a un valor predeterminado, por ejemplo la mitad del valor absoluto del ángulo de desviación del timón.
Por otra parte, en un modo de realización particular, se realiza dicho timón bajo forma de al menos tres elementos de timón accionables y se accionan dichos elementos de timón por grupos de prioridad, comportando cada uno de dichos grupos de prioridad cada vez al menos un elemento de timón.
Según la invención, todos los tipos de mando son posibles en este caso: por ejemplo accionar todos los elementos de timón separadamente según una orden de prioridad particular, accionar únicamente un elemento de timón en dicho segundo modo de mando, o accionar dos de ellos, ...
Por otra parte, ventajosamente, se aplican unos filtrajes a los mandos de dichos elementos de timón y se aplican unos filtrajes diferentes a los mandos respectivamente de dichos diversos elementos de timón.
La presente invención se refiere igualmente a un sistema de mando eléctrico de un timón de aeronave, del tipo que comporta:
-
una unidad de mando que comprende al menos un órgano de mando susceptible de ser accionado por un piloto y que emite una orden de desviación global representativa al menos de la acción ejercida por el piloto en dicho órgano de mando; y
-
un accionador que desplaza dicho timón en función de una orden de desviación recibida.
Según la invención, dicho sistema es notable porque:
-
dicho timón comporta al menos dos elementos de timón, estando cada uno de dichos elementos de timón montado rotativo alrededor de un eje para poder adoptar cualquier ángulo de desviación dentro de un margen de desplazamientos;
-
dicho accionador comporta al menos dos medios de accionamiento, estando cada uno de dichos medios de accionamiento asociado a uno de dichos elementos de timón y siendo susceptible de desplazar dicho elemento de timón asociado en función de una orden de desviación individual recibida; y
-
dicho sistema comporta además:
\bullet
unos primeros medios para determinar una fase de vuelo particular de la aeronave; y
\bullet
unos segundos medios que están dispuestos entre dicha unidad de mando y dichos medios de accionamiento y que, cuando dicha fase de vuelo particular esté determinada por dichos primeros medios, generan, en función de la orden de desviación global recibida de la unidad de mando, unas órdenes de desviación individuales diferenciadas para dichos medios de accionamiento, por ejemplo, de manera que accione en prioridad el elemento de timón que genera el esfuerzo más reducido en dicho elemento estabilizador.
De modo ventajoso, dichos primeros medios comportan unos sensores para medir los valores de diferentes parámetros, y una unidad de cálculo para determinar, a partir de los valores medidos por dichos sensores, dicha fase de vuelo particular. Como dichos sensores ya existen, en general, en la mayoría de las aeronaves, y particularmente en los aviones de transporte, el sistema según la invención es fácil de realizar y económico.
Las figuras del dibujo adjunto harán comprender como puede realizarse la invención. En estas figuras, referencias idénticas, designan elementos semejantes.
La figura 1 es el esquema sinóptico de un sistema de mando según la invención.
La figura 2 muestra un avión de transporte al cual se aplica, a título de ejemplo, un sistema de mando según la invención.
La figura 3 muestra un timón de dirección montado en una deriva y realizado según un modo de realización particular de la invención.
La figura 4 muestra unos timones montados en estabilizadores horizontales y realizados según un modo de realización particular de la invención.
La figura 5 es una vista ampliada de una parte de la figura 4 que muestra un timón montado en un estabilizador horizontal.
El sistema de mando eléctrico 1, según la presente invención y representado en la figura 1, está destinado al accionamiento de un timón 2 de una aeronave 3, que está montada en un elemento estabilizador 4 de dicha aeronave 3 representado parcialmente.
Como puede verse en el ejemplo de un avión de transporte 3 representado en la figura 2, dicho timón 2 puede ser, en el marco de la presente invención, particularmente:
-
un timón de dirección 2A que esté montado en una deriva 4A (elemento estabilizador);
-
uno de los timones de profundidad 2B, 2C que estén montados en estabilizadores horizontales 4B, 4C (elementos estabilizadores) previstos en la parte trasera del avión 3 al nivel de la cola 5; y
-
uno de los timones laterales 2D, 2E que están previstos en las alas 4D, 4E (elementos estabilizadores) del avión 3, provistos de motores 7.
Dicho sistema de mando eléctrico 1 es del tipo conocido, que comporta:
-
una unidad de mando 9 que comprende:
\bullet
un órgano de mando 10, por ejemplo un pedal de mando o un minimango, que es susceptible de ser accionado por un piloto de la aeronave, y que está asociado a un transductor 11 que emite una orden eléctrica de mando (relativa a la desviación del timón 2) representativa del accionamiento de dicho órgano de mando 10; y
\bullet
un medio de cálculo 12 que está unido por una conexión 8 a dicho transductor 11 y que emite una orden de desviación global representativa, al menos, de la acción ejercida por el piloto en dicho órgano de mando 10; y
-
un accionador 13 que desplaza dicho timón 2, en función de una orden de desviación recibida.
Según la invención:
-
dicho timón 2 comporta al menos dos elementos de timón 14, 15, 16, estando cada uno de dichos elementos de timón 14, 15, 16 montado rotativo en los dos sentidos alrededor de un eje Z-Z en el modo simbolizado por una doble flecha F para poder tomar cualquier ángulo de desviación en el interior de un margen de desplazamiento. Como se ilustra por trazos discontinuos entre los elementos de timón 15 y 16 en la figura 1, dicho timón 2 puede tomar según la invención un número n cualquiera (dos, tres, cuatro, ...) de elementos de timón, siendo n un entero superior o igual a 2;
-
dicho accionador 13 comporta al menos dos medios de accionamiento 17, 18, 19, estando cada uno de dichos medios de accionamiento 17, 18 19, asociado a uno de dichos elementos de timón 14, 15, 16 y siendo susceptible de desplazar dicho elemento de timón asociado en función de una orden de desviación individual recibida; y
-
dicho sistema 1 comporta además:
\bullet
unos medios 20 para determinar al menos una fase de vuelo particular de la aeronave, descrita a continuación; y
\bullet
unos medios 21 que están unidos por unas conexiones 22 y 23 respectivamente a dicha unidad de mando 9 y a dichos medios 20 y que, cuando dicha fase de vuelo particular es determinada por dichos medios 20, generan, en función de la orden de desviación global recibida de la unidad de mando 9, unas órdenes de desviación individuales diferenciadas para dichos medios de accionamiento 17, 18, 19.
En una primera variante de realización preferida, dichos medios 21 generan órdenes de desviación individuales diferenciadas de manera que accionen en prioridad el elemento de timón que genere en dicho elemento estabilizador 4 el esfuerzo más reducido. Dichos medios 21 están conectados, a este efecto, por una conexión 24 múltiple, a dichos medios de accionamiento 17, 18, 19.
Según la invención, dicha fase de vuelo particular de la aeronave 3, determinada por los medios 20, es una fase de vuelo (caso de vuelo, centrado, maniobra,...) para la cual el esfuerzo Eeff aplicado a dicho elemento estabilizador 4 es superior a un umbral de esfuerzo Elim que corresponde a un porcentaje predeterminado, por ejemplo 90%, de un esfuerzo máximo Emax conocido de dicho elemento estabilizador
4.
Así, como gracias a la invención, se acciona (al menos) en dicha fase de vuelo particular el elemento de timón que permita generar el esfuerzo más reducido en el elemento estabilizador 4, se limitan los esfuerzos máximos que son aplicados a dicho elemento estabilizador 4, lo que permite reducir el dimensionamiento y la masa de este último.
Además, como se prevén al menos dos accionadores 17, 18, 19 para desplazar el timón 2 (un accionador 17, 18, 19 por elemento de timón 14, 15, 16 de dicho timón 2), se pueden utilizar unos accionadores 17, 18, 19 menos potentes, y por lo tanto menos voluminosos, menos pesados y sobre todo menos costosos.
En una segunda variante de realización, el sistema de mando 1 según la invención acciona con retardo, un segundo de dichos elementos de timón que genera un esfuerzo en dicho elemento estabilizador 4 que es más elevado que el esfuerzo generado por un primer elemento de timón (accionado en primer lugar) para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.
En un modo de realización preferido, se prevén:
-
un primer modo de mando, para el cual los medios 21 accionen de manera idéntica los (al menos) dos elementos de timón 14, 15, 16, a través de dichos accionadores 17, 18, 19; y
-
un segundo modo de mando, para el cual los medios 21 accionen de modanera diferenciada los (al menos) dos elementos de timón 14, 15, 16 a través de dichos accionadores 17, 18, 19.
Además, dichos medios 21 ponen en práctica dicho primer modo de mando durante todo el vuelo de la aeronave 3, exceptuando dicha fase de vuelo particular para la cual ponen en práctica dicho segundo modo de mando.
Este modo de realización preferido permite:
-
por una parte, limitar los esfuerzos aplicados al elemento estabilizador 4, poniendo en práctica, cuando sea necesario, dicho segundo modo de mando, para el cual se acciona prioritariamente (es decir esencialmente, o incluso exclusivamente según las situaciones), entre dichos elementos de timón 14, 15, 16, el elemento de timón que genere el esfuerzo más reducido en dicho elemento estabilizador 4; y
-
por otra parte, reducir la fatiga y el envejecimiento de dichos elementos de timón 14, 15, 16, poniendo en práctica siempre, en funcionamiento normal y habitual (por lo tanto excepto la fase de vuelo particular antes citada y explicitada a continuación a partir de ejemplos de realización particulares de la invención) dicho primer modo de mando, para el cual los elementos de timón 14, 15, 16 son accionados de manera idéntica, lo que permite repartir en el conjunto de dichos elementos de timón 14, 15, 16 los diferentes esfuerzos y así reducir la fatiga y el desgaste de estos elementos de timón 14, 15, 16.
Por otra parte, dichos medios 20 comportan:
-
un conjunto de sensores C1, ..., Cp, siendo p un entero para medir los valores de diferentes parámetros descritos a continuación; y
-
una unidad de cálculo 25 que está conectada por unas conexiones \ell1, ..., \ellp respectivamente a dichos sensores C1, ..., Cp para determinar, a partir de los valores medidos por dichos sensores C1, ..., Cp, dicha fase de vuelo particular.
Se observará que los diferentes elementos de timón 14, 15, 16 de un timón 2 pueden estar dispuestos de manera que giren alrededor de un único y mismo eje Z-Z, como se representa en la figura 1. Pero es naturalmente también posible que cada elemento de timón gire alrededor de un eje particular diferente de los ejes de los otros elementos de timón.
Además, según la invención, cuando el timón 2 comporta al menos tres elementos de timón 14, 15, 16 (como se representa por ejemplo en la figura 2 para los timones laterales 2D y 2E que comprenden cada uno los tres elementos de timón 14D, 15D, 16D y 14E, 15E, 16E, respectivamente), todos los tipos de mando posibles son factibles.
Con referencia ahora al modo de realización particular representado parcialmente en la figura 3, para el cual el elemento estabilizador correspondiente a la deriva 4A, y al timón 2A comporta un elemento de timón superior 14A y un elemento de timón inferior 15A, dispuestos verticalmente el uno encima del
otro.
En este modo de realización, aparecen dos fases de vuelo particulares, para las cuales el sistema 1 pone en práctica dicho segundo modo de accionamiento, es decir para las cuales los elementos de timón 14A, 15A son accionados de modo diferenciado y el elemento de timón que genera el esfuerzo más reducido en la deriva 4A es accionado en prioridad. La desviación diferenciada de los dos elementos de timón 14A, 15A debe permitir modificar el brazo del esfuerzo resultante en la deriva 4A y reducir así el momento de flexión y por lo tanto la envoltura de las cargas en flexión. Pero ocurre que en este modo de realización, el elemento de timón prioritario no es el mismo para las dos fases de vuelo particulares.
En efecto, en primer lugar, según la invención, el sistema 1 pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad el elemento de timón inferior 15A (para disminuir la flexión de la deriva 4A), cuando el producto F\delta.F\beta sea inferior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que se ejercen en dicha deriva 4A debido respectivamente a la desviación del timón y del derrapaje. Naturalmente, los medios 20 comportan dos sensores Ci y Ci + 1 (no representados específicamente) para medir el derrapaje \beta y la desviación \delta y la unidad de cálculo 25 calcula, a partir de estos valores, el signo del producto F\delta.F\beta y lo compara con cero, para determinar dicha fase de vuelo particular.
En segundo lugar, según la invención, el sistema 1 pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad el elemento de timón superior 14A, cuando se observan las dos condiciones siguientes simultáneamente:
-
el producto F\delta.F\beta sea superior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que son ejercidas en dicha deriva 4A debido respectivamente a la desviación del timón y del derrapaje; y
-
el valor absoluto del ángulo de derrapaje sea superior a un valor predeterminado, por ejemplo la mitad del valor absoluto del ángulo de desviación del timón.
Por otra parte, el modo de realización particular representado en las figuras 4 y 5 prevé, como elemento estabilizador, el estabilizador horizontal 4B y un timón 2B que comporta dos elementos de timón 14B, 15B, a saber, un elemento de timón interno 14B (en relación con el eje longitudinal de la aeronave 3) y un elemento de timón externo 15B.
Según la invención, dicho sistema 1 pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad el elemento de timón interno 14B que genere el esfuerzo más reducido en dicho estabilizador horizontal 4B, cuando se presente uno de los casos A/ y B/ siguientes:
A/
la aeronave 3 está centrada hacia delante y el timón 2B está desviado hacia arriba;
B/
la aeronave 3 está centrada hacia atrás y se observan las condiciones siguientes, simultáneamente:
a)
el sentido de desviación deseado del timón 2B se opone al movimiento de la aeronave 3;
b)
el valor absoluto del factor de carga de la aeronave 3 es superior a un valor predeterminado; y
c)
la aeronave 3 está en configuración lisa.
En una primera variante de la invención, dicho caso A se presenta cuando, además de las condiciones previamente citadas, se observa igualmente la condición siguiente \alpha: la aeronave 3 está en configuración lisa.
En una segunda variante de la invención, dicho caso A se presenta cuando, además de las condiciones antes citadas, se observa igualmente la condición siguiente \beta: la velocidad de desplazamiento del órgano de mando 10 de la aeronave 3, por ejemplo un minimango, sea superior a un valor predeterminado. Este valor predeterminado puede, por ejemplo, ser escogido igual a la mitad de la velocidad máxima de desplazamiento del órgano de mando 10. El hecho de añadir esta condición \beta permite no impactar el ámbito de vuelo corriente de la aeronave 3 por la activación del segundo modo de mando del timón 2B. En efecto, un valor elevado de dicha velocidad de desplazamiento del órgano de mando 10 corresponde generalmente a unos esfuerzos elevados en el timón 2B, que se desea reducir por la activación de dicho segundo modo de mando.
Además, en una tercera variante, dicho caso A se presenta cuando, además de las condiciones citadas en primer lugar (la aeronave 3 esté centrada hacia delante y el timón 2B esté desviado hacia arriba), se observan igualmente las anteriores condiciones \alpha y \beta (simultáneamente).
Por otra parte, según la invención, para dicho caso B:
-
se observa la condición a), cuando el signo del producto del factor de carga vertical y del ángulo de desviación es positivo;
-
se observa la condición b), cuando el factor de carga vertical es superior a +1,5 g o inferior a -0,5 g, siendo g la aceleración de la gravedad; y
-
se observa la condición c), cuando ningún dispositivo sustentador usual, no representado, de la aeronave esté activado.
Los medios 20 comportan unos sensores apropiados para medir los parámetros precedentes.
Además, se utiliza el valor del ángulo de blocaje del estabilizador horizontal 4B (ángulo formado entre el eje longitudinal de la aeronave 3 y dicho estabilizador horizontal 4B) para discriminar los casos de "centrado delantero" de los casos de "centrado trasero". Este blocaje, cuando la aeronave 3 está en vuelo en altura constante estabilizado, es representativo del centrado de la aeronave 3. Por ejemplo, se puede decir que para unos ángulos de blocaje inferiores a -1,5º, se tiene un centrado delantero y, para unos ángulos de blocaje superiores a -1,5º, se tiene un centrado trasero. El signo de este ángulo es tal que, para un estabilizador horizontal 4B cuya parte delantera esté dirigida hacia abajo, el ángulo de blocaje es negativo, y si la parte delantera está dirigida hacia arriba, el ángulo de blocaje es positivo. Con ocasión de un centrado delantero, el centro de gravedad de la aeronave 3 está situado hacia la parte delantera de la aeronave 3 mientras que, con ocasión de un centrado trasero, el centro de gravedad de la aeronave 3 está situado en la parte trasera de esta aeronave 3.
Se observará que la utilización del elemento de timón interno 14B permite disminuir el brazo de palanca aplicado al esfuerzo aerodinámico soportado por el estabilizador horizontal 4B y así disminuir el momento de flexión.
Por otra parte, se aplican unos filtrajes a los mandos de dichos elementos de timón 14, 15, 16 y se aplican unos filtrajes diferentes a los mandos respectivamente de dichos diferentes elementos de timón 14, 15, 16.

Claims (17)

1. Procedimiento de mando de un timón (2) de una aeronave (3), el cual está montado sobre un elemento estabilizador (4) de dicha aeronave (3), comportando dicho timón (2) al menos dos elementos de timón accionables (14, 15, 16), estando cada uno de dichos elementos de timón (14, 15, 16) montado rotativo alrededor de un eje (Z-Z) para poder tomar cualquier ángulo de desviación dentro de un margen de desplazamientos, según un mando, y siendo dichos elementos de timón (14, 15, 16) susceptibles de ser accionados de modo diferenciado, caracterizado porque, para al menos una fase de vuelo particular de la aeronave (3), se acciona en prioridad un primero de dichos elementos de timón (14, 15, 16) que genere un esfuerzo en dicho elemento estabilizador (4) que sea más reducido que el esfuerzo generado por el segundo elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha fase de vuelo particular de la aeronave (3) es una fase de vuelo para la cual el esfuerzo aplicado en dicho elemento estabilizador (4) es superior a un umbral de esfuerzo que corresponda a un porcentaje predeterminado de un esfuerzo máximo de dicho elemento estabilizador (4).
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque se definen:
-
un primer modo de mando, para el cual se accionan de manera idéntica los dos elementos de timón (14, 15, 16); y
-
un segundo modo de mando, para el cual se accionan de manera diferenciada los dos elementos de timón (14, 15, 16),
y porque, durante todo el vuelo de la aeronave (3), se aplica dicho primer modo de mando, con la excepción de dicha fase de vuelo particular para la cual se aplica dicho segundo modo de mando.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se acciona con retardo un segundo de dichos elementos de timón (14, 15, 16) que genera un esfuerzo en dicho elemento estabilizador (4) el cual es más elevado que el esfuerzo generado por un primer elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.
5. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, para un elemento estabilizador que corresponda a un estabilizador horizontal (4B) y un timón (2B) que comporte al menos un elemento de timón interno (14B) y un elemento de timón externo (15B), se pone en práctica dicho segundo modo de mando para el cual se acciona en prioridad dicho elemento de timón interno (14B), cuando se presente uno de los casos siguientes A y B:
A/
la aeronave (3) está centrada hacia delante y el timón (2B) está desviado hacia arriba;
B/
la aeronave (3) está centrada hacia atrás y se observan las condiciones siguientes simultáneamente:
a)
el sentido de desviación deseado del timón (2B) se opone al movimiento de la aeronave (3);
b)
el valor absoluto del factor de carga de la aeronave (3) es superior a un valor predeterminado; y
c)
la aeronave (3) está en configuración lisa.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se presenta dicho caso A cuando se observa además la condición siguiente: la aeronave (3) está en configuración lisa.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 y 6,
caracterizado porque se presenta dicho caso A cuando se observa además la condición siguiente: la velocidad de desplazamiento de un órgano de mando (10) de la aeronave (3) es superior a un valor predeterminado.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7,
caracterizado porque se observa dicha condición a), cuando el signo del producto del factor de carga vertical y del ángulo de desviación es positivo.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 8,
caracterizado porque se verifica dicha condición b), cuando el factor de carga vertical observa una de las condiciones siguientes:
-
ser superior a +1,5 g,
-
ser inferior a -0,5 g,
siendo g la aceleración de la gravedad.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 9,
caracterizado porque se observa dicha condición c) cuando ningún dispositivo sustentador de la aeronave (3) está activado.
11. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque, para un elemento estabilizador que corresponda a una deriva (4A), y un timón (2A) que comporte al menos un elemento de timón superior (14A) y un elemento de timón inferior (15A), se pone en práctica dicho segundo modo de accionamiento para el cual se acciona en prioridad dicho elemento de timón inferior (15A), cuando el producto F\delta.F\beta sea inferior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que son ejercidas en dicha deriva (4A) debido respectivamente a la desviación del timón (2A) y al derrapaje.
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 y 11,
caracterizado porque, para un elemento estabilizador que corresponda a una deriva (4A) y un timón (2A) que comporte al menos un elemento de timón superior (14A) y un elemento de timón inferior (15A), se pone en práctica dicho segundo modo de accionamiento para el cual se acciona en prioridad el elemento de timón superior (14A), cuando se observen las dos condiciones siguientes simultá-
neamente:
-
el producto F\delta.F\beta es superior a cero, siendo F\delta y F\beta las fuerzas aerodinámicas que son ejercidas en dicha deriva (4A) debido respectivamente a la desviación del timón (2A) y del derrapaje; y
-
el valor absoluto del ángulo de derrapaje es superior a un valor predeterminado.
13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones que anteceden,
caracterizado porque se constituye dicho timón (2) bajo forma de al menos tres elementos de timón accionables (14, 15, 16) y porque se accionan dichos elementos de timón (14, 15, 16) por grupos de prioridad, comportando cada uno de dichos grupos de prioridad cada vez al menos un elemento de timón.
14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones que anteceden,
caracterizado porque se constituye unos filtrajes a los mandos de dichos elementos de timón (14, 15, 16) y porque se aplican unos filtrajes diferentes a los mandos respectivamente de dichos diferentes elementos de timón (14, 15, 16).
15. Sistema de mando eléctrico de un accionamiento de aeronave, que comporta:
-
una unidad de mando (9) que comprende al menos un órgano de mando (10) susceptible de ser accionado por un piloto y que emite una orden de desviación global representativa al menos de la acción ejercida por el piloto en dicho órgano de mando (10);
-
un accionador (13) que desplaza dicho timón (2) en función de una orden de desviación recibida, comportando dicho timón (2) al menos dos elementos de timón (14, 15, 16), estando cada uno de dichos elementos de timón (14, 15, 16) montado rotativo alrededor de un eje (Z-Z) para poder tomar cualquier ángulo de desviación dentro de un margen de desplazamientos; y
-
unos primeros medios (20) para determinar una fase de vuelo particular de la aeronave,
caracterizado porque:
-
dicho accionador (13) comporta al menos dos medios de accionamiento (17, 18, 19), estando cada uno de dichos medios de accionamiento (17, 18, 19) asociado a uno de dichos elementos de timón (14, 15, 16) y siendo susceptible de desplazar dicho elemento de timón asociado (14, 15, 16) en función de una orden de desviación individual recibida; y
-
dicho sistema (1) comporta además unos segundos medios (21) los cuales están dispuestos entre dicha unidad de mando (9) y dichos medios de accionamiento (17, 18, 19) y que, cuando dicha fase de vuelo particular está determinada por dichos primeros medios (20), generan, en función de la orden de desviación global recibida de la unidad de mando (9), las órdenes de desviación individuales diferenciadas para dichos medios de accionamiento (17, 18, 19) de manera que se accione en prioridad un primero de dichos elementos de timón (14, 15, 16) que genere un esfuerzo en dicho elemento estabilizador (4) que sea más reducido que el esfuerzo generado por el segundo elemento de timón para un mismo ángulo de desviación de dichos primer y segundo elementos de timón.
16. Sistema según la reivindicación 15,
caracterizado porque dichos primeros medios (20) comportan unos sensores (C1, Cp) para medir los valores de diferentes parámetros y una unidad de cálculo (25) para determinar, a partir de los valores medidos por dichos sensores (C1, Cp), dicha fase de vuelo particular.
17. Aeronave,
caracterizada porque comporta un sistema de mando (1) tal como el especificado según una de las reivindicaciones 15 y 16.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2859176B1 (fr) * 2003-09-03 2005-10-28 Airbus France Aeronef pourvu d'inverseurs de poussee
US6979050B2 (en) * 2003-12-04 2005-12-27 General Motors Corporation Airflow control devices based on active materials
US7059664B2 (en) * 2003-12-04 2006-06-13 General Motors Corporation Airflow control devices based on active materials
FR2871440B1 (fr) * 2004-06-15 2006-09-08 Airbus France Sas Procede et dispositif pour detecter un depassement de charges de dimensionnement de la derive d'un avion
US7854467B2 (en) * 2004-11-05 2010-12-21 General Motors Corporation Airflow control devices based on active materials
US7178395B2 (en) * 2004-11-05 2007-02-20 General Motors Corporation Control logic for fluid flow control devices
FR2879561B1 (fr) * 2004-12-16 2007-03-16 Airbus France Sas Procede pour ameliorer le pilotage en roulis d'un aeronef et aeronef mettant en oeuvre ce procede
US7278679B2 (en) * 2005-10-26 2007-10-09 Ford Global Technologies, Llc Automotive vehicle with structural panel having selectively deployable shape memory alloy elements
FR2897838B1 (fr) * 2006-02-27 2009-01-09 Airbus France Sas Systeme de commande electrique pour une gouverne de direction d'un avion.
FR2908107B1 (fr) * 2006-11-06 2008-12-19 Airbus France Sa Procede et dispositif pour estimer les forces s'exercant sur une surface de controle d'un aeronef.
US8024079B2 (en) * 2008-05-20 2011-09-20 The Boeing Company Wing-body load alleviation for aircraft
US8342445B2 (en) 2008-09-26 2013-01-01 The Boeing Company Horizontal tail load alleviation system
FR2955309B1 (fr) * 2010-01-18 2013-05-10 Airbus Operations Sas Systeme de commande de vol pour un aeronef
US9856037B2 (en) * 2014-06-18 2018-01-02 The Boeing Company Stabilization of an end of an extended-reach apparatus in a limited-access space
US9090325B1 (en) 2014-09-30 2015-07-28 Ahmad Abdullah Al-Jassem Qanaei Supplementary control surface structure for airplanes
EP3241742B1 (en) * 2016-05-06 2018-12-12 Airbus Operations S.L. Aircraft empennage
EP3323713A1 (en) * 2016-11-17 2018-05-23 Airbus Operations S.L. Air brake system for aircraft

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US22910A (en) * 1859-02-08 Ellipsograph
US2412646A (en) * 1943-12-15 1946-12-17 Northrop Aircraft Inc Tailless aircraft
FR978031A (fr) * 1948-11-09 1951-04-09 Perfectionnements aux dispositifs stabilisateurs d'engins se déplaçant dans les fluides
US3761041A (en) * 1971-08-02 1973-09-25 Aereon Corp Lifting body aircraft
US4146200A (en) * 1977-09-14 1979-03-27 Northrop Corporation Auxiliary flaperon control for aircraft
US4479620A (en) * 1978-07-13 1984-10-30 The Boeing Company Wing load alleviation system using tabbed allerons
DE3215929C2 (de) * 1982-04-29 1985-05-02 Bayern-Chemie Gesellschaft für flugchemische Antriebe mbH, 8261 Aschau Aufwickelvorrichtung mit Rückstrammer für Sicherheitsgurte
US4455004A (en) * 1982-09-07 1984-06-19 Lockheed Corporation Flight control device for airplanes
US4562546A (en) * 1983-01-13 1985-12-31 Rockwell International Corporation Stability augmentation system for a forward swept wing aircraft
DE3530865A1 (de) * 1985-08-29 1987-03-12 Messerschmitt Boelkow Blohm Antriebs- und fuehrungsvorrichtung fuer ein an einem flugzeugtragfluegel angeordnetes klappensystem
US4821981A (en) * 1985-10-08 1989-04-18 The Boeing Company Maneuver enchancement and gust alleviation system
US4796192A (en) * 1985-11-04 1989-01-03 The Boeing Company Maneuver load alleviation system
US4807516A (en) * 1987-04-23 1989-02-28 The Boeing Company Flight control system employing three controllers operating a dual actuator
US4967984A (en) * 1987-07-20 1990-11-06 Allen Edward H Slaved tandem freewing (STF) and device
FR2656585B1 (fr) * 1989-12-28 1995-01-13 Aerospatiale Systeme pour diminuer les efforts appliques a la voilure et notamment a l'emplanture des ailes d'un aeronef en vol.
EP0488428A3 (en) * 1990-09-24 1992-10-14 The Boeing Company Apparatus and method for reducing aircraft loads resulting from atmospheric turbulence and gusts
US5564656A (en) * 1994-08-29 1996-10-15 Gilbert; Raymond D. Segmented spoilers
US5531402A (en) * 1995-03-23 1996-07-02 Dahl; Robert M. Wireless flight control system
US5746392A (en) * 1995-05-15 1998-05-05 The Boeing Company Autopilot/flight director underspeed protection system
US5899410A (en) * 1996-12-13 1999-05-04 Mcdonnell Douglas Corporation Aerodynamic body having coplanar joined wings
FR2770824B1 (fr) * 1997-11-12 2000-01-28 Aerospatiale Procede de commande des gouvernes d'un avion pour agir contre une deviation laterale de trajectoire au sol
US6079672A (en) * 1997-12-18 2000-06-27 Lam; Lawrence Y. Aileron for fixed wing aircraft
SE9704929L (sv) * 1997-12-30 1998-10-26 Saab Ab Anordning och metod för styrkraftreglering vid ett mekaniskt styrsystem för ett flygplan
DE19819341C2 (de) * 1998-04-30 2000-06-15 Daimler Chrysler Aerospace Verfahren zur Reduktion von an einem Flugzeug auftretenden Böenlasten unterhalb der Reiseflughöhe
DE19835191C1 (de) * 1998-08-04 2000-04-20 Daimler Chrysler Ag Flugsteuerungseinrichtung zur Verbesserung der Längsstabilität eines geregelten Flugzeugs
FR2809373B1 (fr) 2000-05-29 2002-08-09 Aerospatiale Matra Airbus Systeme de commande electrique pour une gouverne de direction d'aeronef
US6641086B2 (en) * 2001-08-14 2003-11-04 Northrop Grumman Corporation System and method for controlling an aircraft
US6793171B1 (en) * 2003-04-02 2004-09-21 Northrop Grumman Corporation Method and system for flying an aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
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CA2435596A1 (fr) 2004-07-21
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US20040245387A1 (en) 2004-12-09
DE60302643D1 (de) 2006-01-12
ATE312015T1 (de) 2005-12-15
FR2850084B1 (fr) 2005-12-30
EP1440880B1 (fr) 2005-12-07
US6863242B2 (en) 2005-03-08
FR2850084A1 (fr) 2004-07-23
EP1440880A1 (fr) 2004-07-28

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