FR3142250A1

FR3142250A1 - Système de surveillance d’une surface mobile d’un aéronef

Info

Publication number: FR3142250A1
Application number: FR2212084A
Authority: FR
Inventors: Paul Moreau; Julien HAUTECOEUR
Original assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Current assignee: Safran Electronics and Defense SAS
Priority date: 2022-11-21
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2024-05-24
Anticipated expiration: 2042-11-21
Also published as: US12473098B2; US20240166364A1; FR3142250B1

Abstract

Un aspect de l’invention concerne un système de surveillance comprenant une surface mobile d’un aéronef. Le système de surveillance selon l’invention comprend aussi un système d’actionnement pour la surface mobile d’un aéronef comprenant des actionneurs. Le système de surveillance selon l’invention comprend au moins deux capteurs de position, un premier capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un second actionneur parmi les actionneurs. Le système de surveillance comprend au moins deux capteurs d’effort, un premier capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le second actionneur parmi les actionneurs. Le système de surveillance comprend enfin un calculateur configuré pour détecter une mise en travers de la surface mobile et un sur-effort transitant dans le premier et/ou le second actionneur à partir de la position obtenue par les au moins deux capteurs de position et de l’effort mesuré par les au moins deux capteurs d’effort.

Description

Système de surveillance d’une surface mobile d’un aéronef

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

Le domaine technique de l’invention est celui des systèmes de surveillance des surfaces mobiles d’un aéronef.

La présente invention concerne un système de surveillance d’une surface mobile d’un aéronef et un procédé de surveillance d’une surface mobile d’un aéronef.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION

Les surfaces mobiles d’un aéronef sont des pièces mécaniques dont l’inclinaison et la position relatives à une autre pièce de référence de l’aéronef peuvent varier. La présente schématiquement un système 100 comprenant une surface mobile 101 et une pièce mécanique de référence 102. La présente schématiquement la même surface mobile 101 avec une valeur d’inclinaison relative à la pièce mécanique de référence 102 différente de la valeur d’inclinaison relative à la pièce mécanique de référence 102 présentée sur la . Dans un souci de simplicité, nous utiliserons maintenant les termes « inclinaison de la surface » pour décrire l’inclinaison d’une surface mobile relative à une pièce de référence de l’aéronef.

L’inclinaison d’une surface est modifiée par un système d’actionnement comprenant un ou des actionneurs. Ainsi, comme présenté sur les figures 1 et 2, un actionneur 103 permet une modification de l’inclinaison de la surface 201 en effectuant un mouvement. L’actionneur 103 est fixé à la pièce mécanique de référence 102 par une fixation 106 et à la surface mobile 101 par une fixation 107. La surface mobile 101 est fixée à la pièce mécanique de référence 102 par une fixation 105. L’inclinaison de la surface est aussi communément appelée la position de la surface. En effet, la position du bord de la surface situé à l’opposé du bord de la surface fixé à l’aéronef est modifiée lorsque l’inclinaison de la surface mobile change. Il faut noter que la position est relative par rapport à une pièce de référence de l’aéronef. Par exemple, sur les figures 1 et 2, la position du bord 104 de la surface 101 a été modifiée par rapport à la pièce mécanique de référence 102. Dans un souci de simplicité, nous utiliserons maintenant les termes « position de la surface » pour décrire la position de la surface mobile relative à une autre pièce de référence de l’aéronef.

Les surfaces mobiles sont par exemple les volets d’une aile d’avion, les becs de bord d’attaque ou les destructeurs de portance (communément appelé « spoilers » en anglais) d’une aile d’avion.

Lorsqu’une surface est mobile à l’aide d’au moins deux actionneurs, il existe un risque d’une mise en travers (communément appelée « skew » en anglais) de la surface mobile. La mise en travers d’une surface mobile peut aussi consister en un gauchissement de la surface mobile. Cette mise en travers, si elle est trop importante, peut endommager la structure de l’aéronef, notamment le système d’actionnement de la surface mobile, et ainsi compromettre sa mission. Il est donc important de pouvoir surveiller les surfaces mobiles afin notamment de détecter une mise en travers d’une surface mobile.

Les systèmes de surveillance actuels des surfaces mobiles sont basés sur des mesures de la position de ladite surface. Il faut noter que de tels systèmes de surveillance doivent être capables de mesurer l’inclinaison de la surface relativement à une pièce mécanique de référence de l’aéronef comme par exemple le bâti d’une aile d’avion dans le cadre de la surveillance d’un volet d’aile d’avion. En effet, mesurer l’inclinaison de la surface relativement à une pièce de référence permet la détection d’une mise en travers de la surface. Surveiller uniquement la position de l’actionneur n’est pas suffisant car il ne serait par exemple pas possible de détecter une éventuelle mise en travers de la surface inclinable suite à une casse mécanique entre l’actionneur et la surface inclinable.

Les systèmes de surveillance sont actuellement implémentés via des systèmes à base de capteurs « à fils » ou par des systèmes mécaniques articulés.

Lorsqu’un système à base de capteurs « à fils » est utilisé, le câble métallique de chaque capteur relie la surface mobile à la pièce mécanique de référence. Ainsi lors de l’inclinaison de la surface mobile, les câbles sont déroulés (ou enroulés) et entraînent ainsi chacun un axe en rotation. Un capteur rotatif par câble peut alors être utilisé pour en déduire l’inclinaison de la surface mobile.

Dans le cas d’un système mécanique articulé, le capteur n’est plus entrainé via un câble mais via un système de bielle ou de manivelle relié à la surface mobile.

Une mise en travers d’une surface mobile est donc détectée par de tels systèmes lorsqu’une différence de position est mesurée entre les différents capteurs de ladite surface.

Un exemple d’un système comprenant des surfaces mobiles, un système d’actionnement des surfaces mobiles et un système de surveillance des surfaces mobiles est présenté en : un générateur 3 de puissance génère un couple via un moteur électrique ou hydraulique, piloté par un calculateur. Le couple est ensuite transmis aux actionneurs 4a et 4b des surfaces mobiles 10 et 11, représentés ici par des vis à billes, par des éléments de transmission mécanique 5. La position des surfaces mobiles 10 et 11 est mesurée par les capteurs 1 de position. Les deux vis à billes 4 transforment ensuite le couple en translation et transmettent cette translation aux deux surfaces mobiles 10 et 11

Les quatre capteurs de position 1 du système de surveillance permettent donc de surveiller la position des surfaces 10 et 11.

La mise en travers d’une surface mobile peut apparaître dans deux cas :

L’endommagement d’un élément de transmission mécanique ; ou
L’endommagement d’un actionneur ou de la fixation de l’actionneur avec la surface mobile.

La illustre l’endommagement 20 d’un élément de transmission mécanique 5 et la l’endommagement 21 d’un actionneur 4b ou de la fixation d’un actionneur 4b avec la surface mobile 10. Ces deux endommagements engendreront une mise en travers de la surface mobile 10. Cette mise en travers sera détectée puisqu’une différence de position sera mesurée à l’aide des deux capteurs 1 de la surface mobile 10.

Lorsqu’une mise en travers d’une surface mobile est détectée, un arrêt du système d’actionnement est effectué. Cet arrêt peut consister en une immobilisation des actionneurs ou en une modification de la position de la surface permettant de réduire l’effort transitant par les actionneurs de ladite surface.

Les systèmes actuels comprenant un système de surveillance implémentés via des systèmes à base de capteurs « à fils » ou par des systèmes mécaniques articulés présentent toutefois plusieurs problèmes.

Un premier problème de tels systèmes est la difficulté d’assurer une détection précise de la mise en travers d’une surface mobile d’un aéronef quelle que soit la température d’utilisation du système. En effet, les systèmes de surveillance, qui sont basés sur la mesure de la position de la surface mobile pour détecter une mise en travers de la surface mobile, ne permettent pas d’assurer une précision de la mesure de la position de la surface quelle que soit la température d’utilisation du système. En effet, une fois la surface mobile déployée, les dilatations et/ou rétractations thermiques peuvent entrainer des rotations parasites des capteurs et ainsi dégrader la précision de la mesure. De plus, lorsque les distances à mesurer entre la pièce de référence et la surface mobile sont importantes, la précision de la mesure varie encore en plus en fonction des températures d’utilisation dudit système.

Un second problème des systèmes de surveillance actuels est leur sensibilité à la pollution environnementale. En effet, les capteurs de tels systèmes sont exposés au flux d’air extérieur, notamment lors d’une extension de la surface mobile surveillée. Un exemple d’une telle extension d’une surface inclinable 201 est présentée en .

Dans le cas des systèmes de surveillance de type bielle ou manivelle, deux autres problèmes apparaissent. Tout d’abord, ces systèmes sont volumineux et peuvent donc entraîner des contraintes fortes d’intégration étant donné l’espace généralement très limité sous la surface mobile, par exemple entre le bâti de l’aile et le volet. De plus, ces systèmes sont lourds et comportent un nombre important d’éléments mécaniques à considérer dans la chaine de transmission

De plus, il est important d’assurer l’intégrité du système d’actionnement, et en particulier des actionneurs, en limitant l’effort transitant par lesdits actionneurs. Actuellement, il est courant d’utiliser un limiteur de couple mécanique tel qu’un limiteur à billes pour limiter l’effort transitant par lesdits actionneurs. La présente schématiquement des limiteurs à billes 2a et 2b. Ainsi, l’élément 3 génère un couple. Ce couple est transmis aux éléments de transmission mécanique 5 et aux limiteurs de couple 2a. Le couple est ensuite transmis aux premiers actionneurs 4a. Enfin, le couple est transmis par la suite via les éléments de transmission mécanique 5 aux seconds limiteurs de couple 2b et aux actionneurs extérieurs 4b.

Ces limiteurs de couples mécaniques, notamment les limiteurs à billes, présentent plusieurs inconvénients tels que leur sensibilité aux conditions vibratoires, le risque de déclenchement intempestif ou la difficulté de garantir une précision constante sur toute la plage de température d’utilisation d’un tel système. De plus, ces limiteurs de couples risquent d’intégrer des pannes dormantes dans le système d’actionnement. Une panne dormante est une panne non détectée lors de son apparition et qui n'a pas d'impact sur le fonctionnement de l’aéronef si elle arrive seule. Par exemple, dans le cas des limiteurs de couple 2a et 2b de la , une panne d’un limiteur de couple ne pourra être détectée qu’en cas de besoin de limitation du couple, soit possiblement bien après l’apparition de la panne au niveau du limiteur de couple et donc l’absence de limitation par le limiteur de couple.

L’invention vise donc à fournir un système assurant l’intégrité du système d’actionnement qui ne présentent pas les inconvénients cités précédemment.

L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant une détection fiable d’une mise en travers de la surface mobile et d’un sur-effort transitant par l’un ou plusieurs des actionneurs de la surface mobile.

Un aspect de l’invention concerne un système de surveillance comprenant :

une surface mobile d’un aéronef ;
un système d’actionnement pour la surface mobile de l’aéronef comprenant des actionneurs ;
Au moins deux capteurs de position par surface mobile de l’aéronef, un premier capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un second actionneur parmi les actionneurs ;
Au moins deux capteurs d’effort par surface mobile de l’aéronef, un premier capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le second actionneur parmi les actionneurs ; et
Un calculateur configuré pour détecter une mise en travers de la surface mobile et un sur-effort transitant dans le premier et/ou le second actionneur à partir de la position obtenue par les au moins deux capteurs de position et de l’effort mesuré par les au moins deux capteurs d’effort.

Ce système de surveillance permet une détection fiable d’une mise en travers de la surface mobile ou d’un sur-effort transitant par l’un des actionneurs de la surface mobile. Ce système de surveillance présente notamment l’avantage d’utiliser des capteurs de position mesurant la position d’un actionneur et non pas la position de la surface mobile. Ainsi, le capteur de position a une architecture simplifiée car il n’a pas de lien direct avec la surface mobile. Les capteurs de position compatibles avec l’invention nécessitent seulement une prise directe sur un actionneur ou à l’aide d’un réducteur simple pour le fixer à un actionneur. De plus, le capteur de position pour mesurer la position de l’actionneur peut être placé de manière à être moins soumis aux agressions environnementales qu’un capteur de position mesurant la position d’une surface mobile.

Les capteurs de position utilisés dans le système de surveillance selon l’invention mesurent les déplacements des actionneurs et permettent donc de détecter les cas de mise en travers d’une surface mobile lorsqu’un ou plusieurs actionneurs du système d’actionnement exercent une poussée inégale aux poussées des autres actionneurs du système d’actionnement. Ils permettent aussi de détecter la mise en travers d’une surface mobile en cas de problème lié au fonctionnement de l’aéronef comme par exemple une casse de transmission mécanique, telle qu’illustrée à la ou un grippage au niveau d’une glissière ou d’une charnière ou au niveau d’un actionneur.

Le système de surveillance comprend aussi des capteurs d’effort mesurant les efforts transitant par au moins deux actionneurs du système d’actionnement. Ces capteurs d’effort permettent de gérer le cas d’une mise en travers d’une surface mobile due à un endommagement d’un actionneur ou d’une accroche de la surface mobile. En effet, ces capteurs d’effort permettent de détecter l’absence d’effort transitant par l’un des actionneurs du système d’actionnement et donc de détecter un cas anormal ou une différence d’effort trop importante entre les actionneurs d’un même système d’actionnement. Les capteurs d’effort offrent de plus l’avantage d’être modulables. En effet, le seuil est géré électroniquement et est donc configurable facilement. Ainsi, avec un même capteur d’effort, il est possible de protéger plusieurs types d’actionneurs. De plus, par rapport aux limiteurs mécaniques, les capteurs d’effort offrent la possibilité d’être testés régulièrement. Il est ainsi possible de vérifier à tout moment que ces capteurs d’effort ne présentent pas d’anomalie. Enfin, ces capteurs peuvent être utilisés dans des logiques de maintenance préventive. Par exemple, il sera possible de monitorer l’évolution des efforts transitant dans les actionneurs lors de missions similaires de l’aéronef. Si ces efforts varient de manière importante, il sera possible d’anticiper des opérations de maintenance pour prévenir un grippage de l’actionneur et/ou de la surface mobile par exemple.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le système de surveillance selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

la surface mobile est un volet d’une aile d’avion ou un bec de bord d’attaque d’un avion ou un destructeur de portance.
les au moins deux capteurs de position sont des transducteurs différentiels variables ou des résolveurs ou des potentiomètres.
les au moins deux capteurs d’effort sont des jauges de contrainte ou des jauges de déformation ou des capteurs électro-magnétiques.
le premier et le second actionneurs parmi les actionneurs du système d’actionnement sont situés aux extrémités de la surface mobile.

Un second aspect de l’invention concerne un premier procédé de surveillance mis en œuvre par le système de surveillance selon l’invention, le premier procédé comprenant :

Mesurer la position d’un premier actionneur et d’un second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs de position du système de surveillance ;
Mesurer les efforts transitant dans le premier actionneur et le second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance ;
Recevoir, par le calculateur, les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position et les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort ;
Calculer, par le calculateur, la valeur absolue d’une différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position ;
Calculer, par le calculateur, la valeur absolue d’une différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort ; et
Détecter une mise en travers de la surface mobile si :
- la valeur absolue de la différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position est supérieure à une différence de valeur de distance seuil ; ou
- la valeur absolue de la différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort est supérieure à une valeur de différence d’effort seuil.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le premier procédé selon un aspect de l’invention peut présenter une étape additionnelle d’arrêt du système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’une mise en travers de la surface est détectée.

Un troisième aspect de l’invention concerne un second procédé de surveillance mis en œuvre par le système de surveillance selon l’invention, le second procédé comprenant :

Mesurer les efforts transitant dans les actionneurs par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance ;
Recevoir, par le calculateur, les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort ;
Déterminer, par le calculateur, la valeur absolue maximale d’un effort transitant par un actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort ; et
Détecter un sur-effort transitant par l’actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile si la valeur absolue maximale de l’effort transitant par l’actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort est supérieure à une valeur d’effort seuil.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le second procédé selon un aspect de l’invention peut présenter une étape additionnelle d’arrêt du système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’un sur-effort transitant par un actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile est détecté.

Un quatrième aspect de l’invention concerne un aéronef comprenant le système de surveillance selon l’invention.

L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

et montrent une représentation schématique d’un système 100 selon l’art antérieur comprenant une surface mobile, un actionneur et une pièce mécanique de référence.
montre une représentation schématique d’un système selon l’art antérieur comprenant des surfaces mobiles, un système d’actionnement des surfaces mobiles et un système de surveillance des surfaces mobiles.
et montrent une représentation schématique d’un endommagement d’un système selon l’art antérieur comprenant des surfaces mobiles, un système d’actionnement des surfaces mobiles et un système de surveillance des surfaces mobiles.
, et montrent différentes représentations schématiques d’un système de surveillance 600 selon l’invention.
montre une représentation schématique d’un premier procédé 800 de surveillance selon l’invention.
montre une représentation schématique d’un second procédé 900 de surveillance selon l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE

La montre une représentation schématique du système de surveillance selon l’invention.

Le système de surveillance 600 comprend une surface mobile 10 ou 11 d’un aéronef, un système d’actionnement comprenant des actionneurs 4, au moins deux capteurs de position 7 pour chaque surface mobile 10 et 11, au moins deux capteurs d’effort 6 pour chaque surface mobile 10 et 11 et un calculateur. Il faut noter que la présente aussi, pour des soucis de clarté, des éléments qui ne sont pas compris dans le système de surveillance 600 selon l’invention. Ainsi, un générateur 3 de puissance et des éléments de transmission 5 sont présentés à la mais ne sont pas compris dans le système de surveillance 600 selon l’invention. Le ou les calculateurs du système de surveillance ne sont pas représentés sur les différentes figures.

Dans une variante de l’invention, la surface mobile 10 ou 11 est une surface inclinable comme par exemple un volet d’une aile d’avion ou un bec de bord d’attaque d’un avion ou un destructeur de portance.

Le système de surveillance selon l’invention comprend au moins deux capteurs de position 7 pour chaque surface mobile 10 et 11. Chaque capteur de position 7 permet de mesurer la position d’un actionneur 4 distinct parmi les actionneurs du système d’actionnement de la surface mobile. La position d’un actionneur est mesurée en millimètres, en centimètres ou en mètres. Elle peut par exemple correspondre à la distance entre les extrémités de l’actionneur. La valeur de la position d’un actionneur permet le calcul de la position et/ou de l’inclinaison de la surface mobile.

Dans une variante de l’invention, compatible avec la variante précédente, les capteurs de position 7 sont des transducteurs différentiels variables ou des résolveurs ou des potentiomètres.

Lorsque le système d’actionnement d’une surface mobile 10 ou 11 comprend deux actionneurs 4, chaque actionneur 4 aura sa position mesurée par un capteur de position 7 différent. Par exemple, sur la , pour la surface mobile 10, le système d’actionnement comprend deux actionneurs 4. Le système de surveillance comprend deux capteurs de position 7, chacun des capteurs de position 7 étant adapté pour mesurer la position d’un actionneur 4 distinct.

Lorsque le système d’actionnement d’une surface mobile comprend plus de deux actionneurs, deux variantes du système de surveillance selon l’invention, compatibles avec les variantes précédentes, sont possibles.

La première variante possible consiste à mesurer la position de tous les actionneurs. Ainsi il y aura autant de capteurs de position que d’actionneurs. La montre par exemple un système de surveillance selon l’invention comprenant trois actionneurs 4 et trois capteurs de position 7 par surface mobile 10 ou 11.

La seconde variante possible consiste à mesurer la position de seulement certains actionneurs parmi l’ensemble des actionneurs du système d’actionnement. Ainsi il y aura moins de capteurs de position que d’actionneurs. Lorsque cette seconde implémentation est choisie, il est nécessaire que les capteurs de position mesurent la position des actionneurs situés aux extrémités de la surface mobile. Ainsi sur la , parmi les trois actionneurs 4 du système d’actionnement de la surface mobile 10 ou 11, la position de l’actionneur 4 situé entre les deux autres actionneurs 4 ne serait pas mesurée par un capteur de position. Pour des soucis de compréhension, une zone 12 délimitée par des pointillés a été ajoutée pour chaque surface mobile 10 et 11. L’actionneur en position centrale dont la position n’est pas mesurée est celui compris dans cette zone 12. Ainsi, dans ce second mode d’implémentation, un ou plusieurs actionneurs du système d’actionnement n’ont pas leur position mesurée. Ce second mode d’implémentation nécessite donc moins de capteurs de position que d’actionneurs. Il faut noter que ce mode d’implémentation n’exclut pas que la mesure de la position d’un ou des actionneurs, situés entre les actionneurs situés aux extrémités d’une surface mobile, soit effectuée par un capteur de position.

Cette seconde variante assure la protection du système d’actionnement d’une surface mobile lorsqu’un élément de transmission mécanique 5 est endommagé puisque la mise en travers de la surface mobile sera détectée à l’aide des mesures de position des au moins deux capteurs de position 7 qui mesurent les positions des actionneurs 4 situés aux extrémités de la surface mobile 10 ou 11.

Le système de surveillance selon l’invention comprend au moins deux capteurs d’effort 6 pour chaque surface mobile 10 et 11. Chaque capteur d’effort 6 permet de mesurer les efforts transitant dans un actionneur 4 distinct parmi les actionneurs du système d’actionnement de la surface mobile. Dans un exemple, les actionneurs 4 dont les efforts sont mesurés sont identiques aux actionneurs 4 dont la position est mesurée par les capteurs de position 7. Ainsi, dans cet exemple, pour un système de surveillance comprenant N capteurs de position 7 mesurant la position de N actionneurs 4, le système de surveillance comprendra aussi N capteurs d’effort 6 qui mesureront les efforts transitant par ces mêmes N actionneurs 4. Un système de surveillance comprenant plus de deux capteurs de position et plus de deux capteurs d’effort permet d’avoir une redondance au niveau des mesures.

Dans une variante de l’invention, compatible avec les variantes précédentes, les capteurs d’effort 6 sont des jauges de contrainte ou des jauges de déformation ou des capteurs électro-magnétiques.

Le système de surveillance comprend enfin un calculateur. Le calculateur est un système électronique effectuant des calculs sur commande. Le calculateur est configuré pour détecter une mise en travers de la surface mobile et un sur-effort transitant dans le premier et/ou le second actionneur à partir de la position obtenue par les au moins deux capteurs de position et de l’effort mesuré par les au moins deux capteurs d’effort. Le calculateur d’un système de surveillance d’une surface mobile est donc relié avec les capteurs de position et les capteurs d’effort dudit système de surveillance afin de pouvoir recevoir les mesures effectuées et optionnellement les stocker. Le calculateur est aussi adapté pour permettre l’arrêt du système d’actionnement dédié à ladite surface mobile lorsqu’une mise en travers de ladite surface mobile et/ou un sur-effort transitant dans le premier et/ou le second actionneur a été détecté. Cette mise à l’arrêt du système d’actionnement permet d’en assurer son intégrité.

La est une représentation schématique du système de surveillance 600 selon l’invention lorsque celui-ci est utilisé sur une architecture dite distribuée d’un système sans lien mécanique entre les deux surfaces mobiles 10 et 11. Les variantes du système de surveillance 600 sont aussi compatibles avec ces architectures dites distribuées.

L’invention concerne aussi un procédé 800 mis en œuvre par le système de surveillance 600 selon l’invention ou par l’une des variantes du système de surveillance 600 selon l’invention. La est une représentation schématique du procédé 800.

Le procédé 800 comprend une première étape de mesure 810 de la position d’un premier actionneur et d’un second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs de position du système de surveillance. La position d’un actionneur est exprimée en millimètres, centimètres ou mètres.

Dans une variante du procédé 800, la position de plus de deux actionneurs d’une surface mobile sont mesurées à l’étape 810. Dans un premier exemple, la position de tous les actionneurs d’une surface mobile est mesurée à l’étape 810. Dans un second exemple, seulement la position de certains actionneurs parmi l’ensemble des actionneurs d’une surface mobile est mesurée à l’étape 810. Pour ce second exemple, il est nécessaire qu’au moins la position des actionneurs situés aux extrémités de la surface mobile soit mesurée, la mesure de la position des autres actionneurs étant optionnelles.

Le procédé 800 comprend une seconde étape de mesure 820 des efforts transitant dans le premier actionneur et le second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance. Un effort est exprimé en Newtons. Les capteurs d’effort sont donc adaptés pour mesurer les efforts transitant par les actionneurs dont la mesure de la position est effectuée. Ainsi, si la position d’un actionneur est mesurée, les efforts transitant par ce même actionneur sont aussi mesurés.

Le procédé 800 comprend une troisième étape de réception 830 par un calculateur adapté des positions mesurées par les au moins deux capteurs de position et des efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort. Ainsi, un calculateur est dédié à une seule surface mobile. Par exemple, sur la ou la ou la , chaque surface mobile 10 et 11 a un calculateur dédié.

Le procédé 800 comprend une quatrième étape de calcul 840 par le calculateur de la valeur d’une différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position. Ainsi, il est possible d’effectuer la différence entre la position du premier actionneur et la position du second actionneur. Si la position de plus de deux actionneurs est mesurée, il est possible d’identifier préalablement la valeur maximale de position d’un actionneur parmi l’ensemble des valeurs de positions mesurées et la valeur minimale de position d’un actionneur parmi l’ensemble des valeurs de positions mesurées. Ensuite la différence est calculée entre la valeur maximale de position et la valeur minimale de position préalablement identifiées.

Le procédé 800 comprend une cinquième étape de calcul 850 par le calculateur de la valeur d’une différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort. Le calcul 850 peut par exemple consister à effectuer la différence entre les efforts transitant dans le premier actionneur et les efforts transitant dans le second actionneur. Si les efforts pour plus de deux actionneurs sont mesurés, il est possible d’identifier préalablement la valeur maximale des efforts transitant dans un actionneur parmi l’ensemble des valeurs de d’efforts mesurées et la valeur minimale des efforts transitant dans un actionneur parmi l’ensemble des valeurs d’efforts mesurées. Ensuite la différence est calculée entre la valeur maximale d’efforts et la valeur minimale d’efforts préalablement identifiées.

Le procédé 800 comprend une sixième étape de détection 860 d’une mise en travers de la surface mobile. La mise en travers est détectée si l’une des deux conditions suivantes est respectée :

la valeur absolue de la différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position est supérieure à une valeur de différence de distance seuil.
la valeur absolue de la différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort est supérieure à une valeur de différence d’effort seuil.

Les valeurs de distance seuil et de différence d’effort seuil sont des valeurs qui ont été préalablement fournies au calculateur. Ces valeurs peuvent par exemple être déterminées par un utilisateur et dépendent entre autres des caractéristiques de la surface mobile et de l’aéronef. La valeur de distance seuil est exprimée en millimètres, centimètres ou mètres. La valeur d’effort seuil est exprimée en Newtons. Les calculs de cette étape 860 peuvent être effectués par le calculateur ayant effectué les étapes précédentes ou par un autre calculateur, qui aura reçu les résultats des étapes précédentes.

De manière optionnelle, le procédé 800 comprend une dernière étape d’arrêt 870 du système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’une mise en travers de la surface est détectée. Cet arrêt, qui peut par exemple être décidé par le calculateur du système de surveillance, permet ainsi de protéger le système d’actionnement lorsqu’il y a une mise en travers de la surface mobile. Cet arrêt consiste par exemple en une immobilisation des actionneurs ou en une modification de la position de la surface mobile afin de réduire les efforts transitant par les actionneurs du système d’actionnement.

L’invention concerne aussi un procédé 900 mis en œuvre par le système de surveillance 600 selon l’invention ou par l’une des variantes du système de surveillance 600 selon l’invention. La est une représentation schématique du procédé 900.

Le procédé 900 comprend une première étape de mesure 910 des efforts transitant dans le premier actionneur et dans le second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance. Un effort est exprimé en Newtons. Les capteurs d’effort sont donc adaptés pour mesurer les efforts transitant par les actionneurs.

Le procédé 900 comprend une seconde étape de réception 920, par un calculateur, des efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort. Ainsi, un calculateur est dédié à une seule surface mobile. Par exemple, sur la ou la ou la , chaque surface mobile 10 et 11 a un calculateur dédié.

Le procédé 900 comprend une troisième étape de détermination 930, par le calculateur, de la valeur absolue maximale d’un effort transitant par un actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort.

Le procédé 900 comprend une quatrième étape de détection 940 d’un sur-effort transitant par un actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile si la valeur absolue maximale de l’effort transitant par l’actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort est supérieur à une valeur d’effort seuil. Ainsi cette étape permet d’identifier si un ou des actionneurs parmi les actionneurs du système d’actionnement sont soumis à un sur-effort. La valeur de l’effort seuil est une valeur qui a été préalablement fournie au calculateur. Cette valeur peut être déterminée par un utilisateur et dépend entre autres des caractéristiques de la surface mobile et de l’aéronef. La valeur d’effort seuil est exprimée en Newtons. Les calculs de cette étape peuvent être effectués par le calculateur qui a effectué les étapes précédentes ou par un autre calculateur, qui aura reçu les résultats des étapes précédentes.

De manière optionnelle, le procédé 900 comprend une dernière étape d’arrêt 950 du système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’un sur-effort transitant par un actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile est détecté. Cet arrêt permet ainsi de protéger le système d’actionnement. Cet arrêt consiste par exemple en une immobilisation des actionneurs ou en une modification de la position des actionneurs afin de réduire les efforts transitant par les actionneurs du système d’actionnement.

Les procédés 800 et 900 peuvent être effectués conjointement par le même système de surveillance 600. Dans ce cas, les étapes 820 et 910 sont fusionnées pour ne former qu’une étape de mesure des efforts transitant dans les actionneurs par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance. De plus, les étapes 830 et 920 sont fusionnées en une étape de réception, par le calculateur, des positions mesurées par les au moins deux capteurs de position et des efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort. Enfin, les étapes optionnelles 870 et 950 peuvent être fusionnées en une étape d’arrêt du système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’une mise en travers de la surface est détectée ou lorsqu’un sur-effort transitant par un actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile est détecté.

Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.

Claims

Système de surveillance comprenant :
une surface mobile d’un aéronef ;

un système d’actionnement pour la surface mobile d’un aéronef comprenant des actionneurs ; et

Au moins deux capteurs de position par surface mobile de l’aéronef, un premier capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur de position parmi les au moins deux capteurs de position étant adapté pour mesurer une position d’un second actionneur parmi les actionneurs ;

Au moins deux capteurs d’effort par surface mobile de l’aéronef, un premier capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le premier actionneur parmi les actionneurs et un second capteur d’effort parmi les au moins deux capteurs d’effort étant adapté pour mesurer des efforts transitant dans le second actionneur parmi les actionneurs ; et

Un calculateur configuré pour détecter une mise en travers de la surface mobile et un sur-effort transitant dans le premier et/ou le second actionneur à partir de la position obtenue par les au moins deux capteurs de position et de l’effort mesuré par les au moins deux capteurs d’effort.
Système de surveillance selon la revendication 1 dans lequel la surface mobile est un volet d’une aile d’avion ou un bec de bord d’attaque d’un avion ou un destructeur de portance.
Système de surveillance selon la revendication 1 ou 2 dans lequel les au moins deux capteurs de position sont des transducteurs différentiels variables ou des résolveurs ou des potentiomètres.
Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel les au moins deux capteurs d’effort sont des jauges de contrainte ou des jauges de déformation ou des capteurs électro-magnétiques.
Système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le premier et le second actionneurs parmi les actionneurs du système d’actionnement sont situés aux extrémités de la surface mobile.
Procédé (800) de surveillance mis en œuvre par le système de surveillance selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé (800) comprenant :
Mesurer (810) la position d’un premier actionneur et d’un second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs de position du système de surveillance ;

Mesurer (820) les efforts transitant dans le premier actionneur et le second actionneur parmi les actionneurs du système d’actionnement par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance ;

Recevoir (830), par le calculateur, les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position et les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort ;

Calculer (840), par le calculateur, la valeur absolue d’une différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position ;

Calculer (850), par le calculateur, la valeur absolue d’une différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort ; et

Détecter (860) une mise en travers de la surface mobile si :

la valeur absolue de la différence maximale entre les positions mesurées par les au moins deux capteurs de position est supérieure à une différence de valeur de distance seuil ; ou

la valeur absolue de la différence maximale entre les efforts mesurés transitant par les au moins deux capteurs d’effort est supérieure à une valeur de différence d’effort seuil.
Procédé (800) selon la revendication 6 comprenant en outre :
Arrêter (870) le système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’une mise en travers de la surface est détectée.
Procédé (900) de surveillance mis en œuvre par le système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, le procédé (900) comprenant :
Mesurer (910) les efforts transitant dans les actionneurs par les au moins deux capteurs d’effort du système de surveillance ;

Recevoir (920), par le calculateur, les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort;

Déterminer (930), par le calculateur, la valeur absolue maximale d’un effort transitant par un actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort ; et

Détecter (940) un sur-effort transitant par l’actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile si la valeur absolue maximale de l’effort transitant par l’actionneur parmi les efforts mesurés par les au moins deux capteurs d’effort est supérieure à une valeur d’effort seuil.
Procédé (900) de surveillance d’une surface mobile d’un aéronef selon la revendication 8 comprenant en outre :
Arrêter (950) le système d’actionnement de la surface mobile lorsqu’un sur-effort transitant par l’un actionneur parmi les actionneurs de la surface mobile est détecté.
Aéronef comprenant le système de surveillance selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.