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Un Avion a la Loupe
pesée et centrage |
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 Système de pesée et de centrage
Explication valable pour le B747-400 mais qui est similaire pour les
autres aéronefs.
B747-400
ATA 31 - Système de pesée et de centrage
Le système de pesée et de centrage (WBS, Weight And Balance) calcule des
valeurs de poids à partir des mesures effectuées par des capteurs sur
les trains d'atterrissage.
Il fournit
- le poids total de l'avion (GW, gross weight)
- la position du centre de gravité (CG, center of gravity)
- le poids sans carburant de l'avion (ZFW, zero fuel weight) - la
position du centre de gravité sans carburant (ZFCG, zero fuel center of
gravity)
Le système envoie les signaux correspondant au poids et au centrage de
l'avion au FMS (Flight Management System) et à l'IDS (integrated Display
System).
GW (Gross Weight)
Le Gross Weight est la somme des valeurs de poids mesurées sur chaque
roue. Le calculateur du système de pesée reçoit ces valeurs et effectue
le calcul du GW.
CG (Center of Gravity)
Le centre de gravité est exprimé en pourcentage, à partir de la corde de
l'aile (MAC, Mean Aerodynamic Chord). Les ailes profilées des avions de
lignes possèdent une longueur de corde variable. La "root chord" à la
base de l'aile est la corde la plus longue, la "Tip Chord" à
l'extrémité, la plus petite. La MAC est la moyenne de ces valeurs. La
MAC peut être reporté sur l'axe longitudinal de l'avion où se situe le
centre de gravité. Les limites du MAC se trouvent entre la station 1258
(0 % MAC) et la station 1586 (100 % MAC). Le centre de gravité fourni
par le système WBS est déterminé par rapport à la MAC.
Les valeurs extrêmes du centrage du B747-400 sont 11 % MAC pour l'avant
et 34 % MAC pour l'arrière.
Différents éléments sont situés dans la soute électronique.
- le calculateur "Weight and Balance"
- le module de calibration
Un détecteur de tangage est également monté.
Capteurs.
L'installation comprend 20 transducers (Capteurs). Il y a 4 transducers
identiques sur chaque train principal et 4 d'un autre type sur le train
avant.
Interfaçage.
L'EFIS-EICAS Interface Unit (EIU) fournit au WBS les paramètres suivants
:
- Signal AIR/SOL
- Quantité carburant de chaque réservoir
- Signal d'ouverture ou de fermeture du robinet carburant pour chaque
moteur
- Pression du circuit hydraulique n° 4. Ce circuit pressurisant les
vérins de tilt des trains d'aile, cette pression doit être connue et
compensée car elle affecte la lecture faite par le transducer.
Le WBS envoie des informations aux EIU gauche, central et droit. Ce sont
- des signaux de validité pour le CMC (Central Maintenance Computer) qui
élabore des messages de défaut.
- des signaux de statut pour l'EICAS auxiliaire
CALCULATEUR W&B
Le calculateur élabore en temps réel le centre de gravité (CG) et le
"Gross Weight" (GW) de l'avion. Le calculateur possède une mémoire non
volatile qui permet de stocker cinquante défauts.
MODULE DE CALIBRATION
Le but du module de calibration (CM) est de stocker le code
d'identification de l'avion et des informations de calibration propre au
matricule avion pour le système de pesée et de centrage (WBS). Ce module
est équipé d'une mémoire non volatile. Il est en liaison directe avec le
calculateur du WBS par l'intermédiaire d'un BUS bidirectionnel. Lorsque
le module est remplacé, sa mémoire doit être réactualisée.
Détecteur de tangage
Le détecteur de tangage (Pitch Attitude Sensor : PAS) détecte l'assiette
longitudinale de l'avion pour en informer le calculateur WBS et obtenir
ainsi un calcul plus précis du centre de gravité. Ce détecteur est
principalement composé d'un accéléromètre.
Capteurs
- Trains principaux MLGT (Main Landing Gear Transducers)
- Train avant NLGT (Nose Landing Gear Transducers)
Le but des MLGT ou NLGT est de mesurer la valeur de la déformation de la
poutre des trains principaux d'aile, de fuselage et avant occasionnée
par le poids de l'avion. Ils fournissent un signal au calculateur, dont
l'amplitude est proportionnelle à la déformation de la poutre sur
laquelle ils sont maintenus.
Le mécanisme de chaque MLGT ou NLGT est composé de deux bobines et d'un
noyau magnétique. Les bobines sont maintenues par une bride et le noyau
par une autre. La déformation de la poutre, due au poids de l'avion va
provoquer une variation de la réluctance magnétique du détecteur et, par
là même, une variation du signal électrique émis.
- Principe du transducer, Flexion et Cisaillement
Les forces de flexion ne sont pas représentatives du poids de l'avion
car elles peuvent être occasionnées par l'inclinaison de la piste. Le
cisaillement se produit sur un plan vertical et représente donc le poids
de l'avion.
- Théorie du transducer
Le transducer se compose de deux bobines électromagnétiques et d'un
noyau. Les bobines sont maintenues par une bride et le noyau par une
autre ; un faible jeu existe entre le noyau et les bobines. Lorsqu'il
n'y a pas de force appliquée sur le train, il n'y a pas de déformation
et le noyau reste centré entre les deux bobines. Avec un effort de
cisaillement, l'espace entre noyau et bobines va être augmenté d'un côté
et diminué de l'autre et ainsi la tension de sortie d'une bobine sera
supérieure à l'autre. Avec une flexion, l'espace moyen entre noyau et
bobines reste équivalent de chaque côté, ainsi le signal des deux
bobines est le même. Avec la combinaison de la flexion et du
cisaillement, les signaux de sorties ne représenteront que l'effort de
cisaillement.
WBS - Principe du Calculateur
Les calculs des GW, CG, ZFW et ZFCG sont seulement effectués lorsque
l'avion est au sol et qu'aucun moteur ne tourne (robinet carburant
fermé).
Le microprocesseur envoie un signal de commande vers le convertisseur
analogique-digital pour déclencher l'excitation du générateur. Le
générateur fournissant le signal d'excitation pour les capteurs des
trains et le détecteur de tangage (Pitch Attitude Sensor).
Le signal de retour des capteurs est proportionnel au poids mesuré,
celui du PAS proportionnel à l'attitude de l'avion. Le circuit
démultiplexeur envoie ces signaux vers le convertisseur
analogique-digital pour les adapter avant de les envoyer vers le
microprocesseur. Ce dernier utilise
- l'attitude de l'avion
- la pression hydraulique du circuit n° 4
- les mesures effectuées par chaque capteur et le PAS,
à travers le module de calibration
Le microprocesseur calcule le CG, le GW, le ZFW et ZFCG.
Le microprocesseur contrôle en permanence toutes les opérations du WBS.
Les informations sur le status WBS sont envoyés aux EIU pour
- Faire apparaître les messages WEIGHT/BALANCE sur l'EICAS auxiliaire en
cas de panne
- Être envoyé au CMC (Central Maintenance Computer), puis aux CDU
Le GW calculé par le W&B est apparent sur l'écran du CDU (Control
Display Unit) lorsque les pages adéquates sont sélectionnées à partir du
FMC. Le ZFW est élaboré par le FMC.
Le CG calculé par le W&B est apparent sur l'écran du CDU sur la page
Take Off Reference.
Dominique Ottello
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