Un Avion à la Loupe
commandes de vol
 
 
 
Les commandes de vol, comment ca marche ?

Les explications et schémas de ce chapitre sont valables pour le Boeing 737 qui possède des commandes de vols hydraulique d'ancienne génération (commandes par cables) comme les B747,B757,B767,A300,A310...Ce chapitre n'aborde que le fonctionnement des commandes de vols, leur utilisation est décrite dans le chapitre aérodynamique.
Voici le schéma de principe du fonctionnement d'une gouverne (aileron, profondeur, direction). La partie commande est en vert, le circuit hydraulique en rose et rouge, l'indicateur de position en orange.
Fonctionnement: Lorsque le pilote agit sur la commande, il déplace le tiroir du sélecteur dans une de ses trois position, rentrée, neutre, sortie. Sur le dessin, le sélecteur est en position rentrée. La pression hydraulique fournie par la pompe est envoyée dans la chambre rentréee du verin et la chambre sortie retourne au réservoir. Le verin se déplace vers la droite, la gouverne vers le bas. Le transmetteur orange sur la gouverne renvoie la position de celle-ci à l'indicateur au poste.

Schema de principe
  (crédit photo : S.Marnier)




Quelle est la difference avec les avions de nouvelle génération ?

la commande du pilote n'est plus transmise directement par des cables et des poulies mais envoyée à un calculateur qui actionnera le selecteur en fonction de la demande du pilote et d'autres paramètres. Le circuit hydraulique reste le même.


Ca ressemble à quoi sur un avion ?

Voici la chaine de commande gauchissement d'un B737. Les circuits hydraulique (sauf servo-commandes) et électrique ne sont pas representés.On y retrouve les commandes ailerons en bleu et l'assistance des spoilers vols en vert.
Fonctionnement : Le volant CDB commande les ailerons en actionnant les tiroirs des servo-commandes. Celles-ci actionnent le tambour aileron qui est relié par cables aux ailerons.
Le volant pilote agit sur le differentiel spoiler qui donne une position spoiler en fonction du volant pilote et de la manette spoiler.Le differentiel est relié aux servo-commandes des spoilers vols.
Mecanisme de centrage : IL ramène le volant au neutre lorsque le pilote le lache.
Sensation musculaire : Lorsque le pilote tourne le volant, il contraint un ressort. Plus le braquage est important, plus grand est l'effort a fournir. Sans cela, le volant serait "mou" et l'avion difficile à controler.
trim Le verin de trim est un petit verin électrique qui agit sur le mécanisme de centrage en decalant le neutre.
Pilote automatique Les servo-commandes A/P en jaune agissent sur l'arbre de commande aileron, ce qui fera bouger les ailerons bien sur mais aussi les volants au poste.

Gauchissement B737
  (crédit photo : schematic Boeing)



Quelle est la difference entre un verin et une servo-commande ?

Un verin ne possède que deux positions rentré et sorti ce qui est tres bien pour un train d'atterrissage mais pas pour une gouverne. Une servo-commande a un nombre infini de positions intermédiaires et n'a pas besoin de sélecteur. Elle possède un tiroir qui reçoit la commande et un retour d'asservissement qui lui permet de suivre exactement la commande en revenant au neutre: petit braquage du volant = petit débattement de la gouverne.


Est ce que ce systeme est fiable ?

Ce systeme n'est plus utilisé sur les avions modernes car il est lourd, encombrant, et demande beaucoup d'entretien. Par contre il est très fiable, voici les principaux dispositifs de securité sur le gauchissement :
- panne d'un circuit hydraulique: la servo du circuit se met en by-pass la servo de l'autre circuit fait fonctionner les ailerons.
- panne des deux circuits hydraulique: les servo se mettent en by-pass, les ailerons sont commandés en manuel à travers les servos avec l'aide de panneaux de compensations et de tabs automatiques.
- blocage d'une gouverne: des rivets de cisaillement situes sur le tambour aileron permettent le fonctionnement de l'autre gouverne.
- blocage de la chaine de commande aileron: le systeme de surpassement situe à la base du manche pilote permet d'utiliser les spoilers et inversement en cas de blocage spoiler.
- blocage d'une servo spoiler: des rivets de cisaillement installés sur chaque secteur de commande isole la servo defectueuse.


C'est quoi les panneaux de compensation et les tabs ?

Le dessin représente une gouverne équipée d'un servo-tab et d'un panneau de compensation. Les avions de ligne possèdent des tabs automatiques mais le principe est le même. Le but est d'aider le pilote à contrer les effets aérodynamiques qui s'appliquent sur la gouverne. Les panneaux de compensations sont articulés sur la gouverne et se trouvent à l'interieur de l'aile représentée en vert. Le braquage de la gouverne crée une surpression d'un coté et une dépression de l'autre qui engendre une force inverse à la force aérodynamique.
La force qui s'applique sur le tab va aider au braquage de la gouverne. Le système est en équilibre lorsque la force du pilote + la force du tab + la force du panneau est égale a la force aerodynamique sur la gouverne.

Servo-tab et panneau de compensation
  (crédit photo : xxx)



Quels sont les autres systemes ?

Ils sont très nombreux, par exemple le dispositif hypersustentateur. Sur le B737 les volets (vert fonce) et becs (vert clair) de bord d'attaque fonctionnent avec des verins hydraulique alors que les volets de bord de fuite (bleu) fonctionnent avec des vis reliées à un unique moteur hydraulique (rouge) par des tubes de torsion (orange). Le selecteur volet (jaune) est relié au moteur par un cable suiveur qui lui permet de faire correspondre la position manette avec la position des volets. Le secours est assuré par le circuit hydraulique secours pour le bord d'attaque et par un moteur électrique pour le bord de fuite.

Dispositif hypersustentateur B737
  (crédit photo :schematic Boeing)


 
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