Conjunto de control y mando para aeronave, en particular de superficies de control de vuelo de una aeronave,

así como de control y mando de dispositivos de aeronave que requieren de control aerodinámico, que comprende:

- medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo;

un sistema automático de control de vuelo de la aeronave o dispositivo de aeronave, conectado a los medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo; y

- al menos un mando (1) de control de vuelo sobre el que actúa el operador o el piloto, y que recibe una fuerza (2) aplicada por el piloto, conectado al sistema automático de control de vuelo y a los medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo, y que comprende:

- medios de generación de fuerza sobre el mando y

- medios de detección de la posición del mando;

comprendiendo además el mando (1) de control de vuelo:

- medios para detectar la fuerza (2) aplicada sobre el mando (1); y

al menos una unidad de control que recibe información de la posición del mando (1) y de la fuerza (2) aplicada sobre el mando, enviando esta información a los medios de generación de fuerza sobre el mando (1).

Conjunto de control y mando para aeronave.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un conjunto de control y mando para aeronave, en particular para el control, actuación y mando de superficies de control de vuelo en aeronaves, así como para el mando de dispositivos de aeronaves que requieren de control aerodinámico, tales como el mástil de repostaje en operaciones de reabastecimiento en vuelo.

Antecedentes

Típicamente, las aeronaves comprenden superficies de control que guían el movimiento de la aeronave. En particular, con las superficies primarias de control se controlan los movimientos de la aeronave en cuanto a cabeceo, balanceo y guiñada, mientras que, con las superficies secundarias de control, se actúa sobre la sustentación y la resistencia de la aeronave. Así, las posiciones de estas superficies de control son comandadas mediante un sistema de actuación, que comprende una palanca de mando sobre la actúa típicamente el piloto de la aeronave.

El mando de las citadas superficies de control se realiza, de forma convencional clásica, a través de la acción directa del piloto de la aeronave, quien recibe la fuerza directamente de las superficies aerodinámicas del medio exterior, e interactúa contrarrestando las mismas a través de sistemas mecánicos de transmisión. Son también conocidos sistemas asistidos de mando de las superficies de control que incorporan dispositivos hidráulicos o eléctricos para asistir la fuerza que se realiza sobre las superficies aerodinámicas; en estos sistemas, el piloto no tiene que hacer fuerza como en los sistemas de control tradicional, con lo cual dicho piloto pierde la sensación de lo que hace. Existen, además, sistemas que comprenden una realimentación de fuerza (force feedback), o sistemas hapticos, que transmiten una sensación de fuerza al piloto, comprendiendo estos sistemas generadores de fuerza del tipo muelle o sistemas elásticos, o bien motores eléctricos.

Un mástil de repostaje de aeronave o boom es una unidad de lanza de combustible estanca unida en su extremo delantero a un avión cisterna, comprendiendo dicho mástil unas superficies de sustentación aerodinámicas llamadas timones de profundidad, empleadas para controlar aerodinámicamente la posición del mástil en elevación y azimut, proporcionando el citado mástil un paso para el combustible desde la cisterna hasta la boquilla del mástil.

El avión receptor está equipado con un receptáculo de repostaje que acopla con la boquilla del mástil para la operación de repostaje o reabastecimiento.

Para realizar el control del mástil de repostaje anterior, el operador o boomer se encarga de comandar el mástil de repostaje en el avión cisterna, lo cual realiza por medio de una palanca de mando, actuando a través de la misma sobre el control aerodinámico del mástil de repostaje, en particular sobre los movimientos de cabeceo (pitch) y balanceo (roll) del citado mástil, habitualmente denominado boom.

Se conocen en la técnica conjuntos de control y mando que actúan sobre las superficies de control (primarias, secundarias o ambas) de una aeronave. Existen principalmente dos tipos de conjuntos tales.

El primer tipo, y más sencillo, genera las fuerzas en la empuñadura de una palanca de mando sobre la que actúa el operador o el piloto mediante muelles, añadiéndose, en los sistemas más sofisticados, un pequeño amortiguamiento viscoso mediante algún tipo de cilindro hidro-neumático que impide que, si la palanca se suelta bruscamente, se ponga a rebotar una y otra vez alrededor de su centro hasta pararse. El inconveniente que plantean conjuntos de control con palancas de mando de este tipo es que no presentan la opción de poder modificar la fuerza sobre la palanca de mando, en base a las condiciones de la aeronave en cada momento, al tiempo que no es posible actuar sobre el comportamiento dinámico de tales palancas. Un ejemplo de conjunto de control de este tipo se describe en el documento EP 0718734.

El segundo tipo de conjuntos de control y mando, que se ha empezando a desarrollar de manera importante en los últimos años, complementa o sustituye los muelles del primer tipo en las palancas de mando por motores eléctricos que permiten una mayor flexibilidad a la hora de definir la curva de carga de la empuñadura de la palanca de mando. Sin embargo, estas palancas de mando sólo permiten aplicar una fuerza variable a la empuñadura (a diferencia de los de muelle), ya que su comportamiento dinámico (al no disponer de una lectura de la fuerza que el operador ejerce sobre la empuñadura de la palanca de mando) está predeterminado, al igual que lo que ocurre en las palancas de tipo muelle. Es decir, el disponer de motores eléctricos en las palancas de mando hace posible el uso de curvas no lineales, como ocurría en el primer caso de sistemas de control y mando con palancas con muelles. Sin embargo, y al igual que lo que ocurría en el primer caso, no es posible controlar de forma dinámica la palanca de mando, de tal modo que, si se lleva la palanca a una posición extrema y se suelta, la palanca volverá a su posición central en base a sus propias e intrínsecas características mecánicas, siendo esto algo no controlable. Un ejemplo de un conjunto de control de este tipo se describe en el documento WO 03040844.

Existen otros documentos, como por ejemplo el US 2007/0235594, en el que se describe el control de superficies de control primarias y secundarias de una aeronave, en las que los conjuntos de control y mando comprenden palancas de mando, cuyo comportamiento tampoco responde al modelo dinámico anteriormente descrito.

La presente invención pretende resolver las desventajas anteriormente citadas.

Sumario de la invención

Así, la presente invención proporciona un conjunto de control y mando de superficies de control de vuelo de una aeronave, así como de control y mando de dispositivos de aeronave que requieren de control aerodinámico. En particular, la invención se refiere a un conjunto de control y mando para el control del mástil de repostaje de un avión cisterna en operaciones de reabastecimiento en vuelo, en concreto para el control del cabeceo (pitch) y balanceo (roll) del citado mástil.

El conjunto de control y mando de la invención comprende: medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo; un sistema automático de control de vuelo de la aeronave o dispositivo de aeronave, conectado a los medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo; y al menos un mando de control de vuelo sobre el que actúa el operador o el piloto, y que recibe una fuerza aplicada por el citado piloto u operador, estando este mando de control de vuelo conectado al sistema automático de control de vuelo y a los medios de actuación para mover las superficies de control de vuelo.

A su vez, el citado mando de control de vuelo sobre el que actúa el operador o el piloto comprende, además de unos medios de generación de fuerza sobre el citado mando de control de vuelo y unos medios de detección de la posición de dicho mando de control, unos medios para detectar la fuerza aplicada sobre el mando y al menos una unidad de control que recibe información de la posición del mando y de la fuerza aplicada sobre dicho mando, enviando esta información a los medios de generación de fuerza del mando de control de vuelo.

Así, según la invención, el control que el conjunto de la invención realiza sobre las superficies de control de vuelo de la aeronave se efectúa de forma dinámica, teniendo en cuenta, por un lado, la carga que las condiciones externas o de vuelo en cada situación se ejercen sobre el mando de control de vuelo y, por otro lado, la fuerza que el operador o el piloto ejerce sobre dicho mando de control de vuelo.

Así, las ventajas y funcionalidades más destacables del conjunto de control y mando de la invención son las siguientes:

- un comportamiento dinámico (o lo que es lo mismo, una sensación en la mano del operador o del piloto) totalmente ajustable a las necesidades de cada misión o actuación concreta del conjunto de control y mando;

- una mejor dinámica de seguimiento en el modo Follow-Up: la denominación de Follow-Up para el caso de mástil de repostaje o boom es equivalente al comportamiento de la palanca de vuelo de una aeronave en el caso de que se haya conectado en la misma el piloto automático; en este caso de repostaje en vuelo acoplado,...

1. Conjunto de control y mando de superficies de control de vuelo de una aeronave, así como de control y mando de dispositivos de aeronave que requieren de control aerodinámico, que comprende: