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 |
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(crédit photo : S.Marnier)
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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 |
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(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 |
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(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 |
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(crédit photo
:schematic Boeing) |
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