Assemblage empennages et gouvernes Flashcards
Empennage classique
Plus simple et moins cher
Canard (stabilisateur et profondeur à l’avant)
AV :
-Le canard est porteur, améliore Cz avion, limite les incidences excessives car atteint Czmax avant la voilure
INC :
-Subit les rafales verticales avant l’aile -> effet d’instabilité
Empennage en T
AV
Bras de levier plus long donc surface plus petite et moins de trainée
Meilleure efficacité, la gouverne etant en dehors du sillage aile/moteur en palier
INC
A forte incidence (cabrer) peut être masqué par sillage voilure, perdant son efficacité, l’avion s’enfonce
En V ou papillon
Av : diminue la traînée d’interaction
INC : très compliqué, mise au point délicate, problème de roulis hollandais (lacet et roulis combinés)
Influence des volets
Augmenter la portance à basse vitesse, en conséquence le CP se retrouve déplacé -> moment de tangage
PHR (Plan horizontal réglable)
Sans PHR, seule la gouverne de profondeur se braque
Avec PHR, l’ensemble se braque, traînée moindre, gouverne reste au neutre et garde toute sa plage de manoeuvre
Construction empennage
Conçu comme de petites ailes, avec multi longerons, caisson, nervures…
Les longerons sont reliés aux cadres forts fuselage par des ferrures
Les gouvernes sont fixées sur les nervures fortes par des ferrures d’articulation
Alliages légers ou composite
Conception mono-longeron
Toutes les surfaces mobiles en composite, structure sandwich de type mono-longeron
Moment de charnière
Fg * d
avec Fg la force s’appliquant sur la gouverne
d la distance de son axe charnière à l’application de la force Fg (bras de levier)
Equilibrage des gouvernes
Equilibrage STATIQUE :
Annuler le moment de charnière du au poids : CG sur charnière
Equilibrage DYNAMIQUE
Axe est soumis à un moment de flexion qui tourne (flexion rotative) -> vibrations
On equilibre globalement les masses en envergures
La charnière est un axe principal d’inertie
But des gouvernes
Créer une portance additionnelle en braquant une surface
Buffeting
Un écoulement turbulent constitue une source de vibrations forcées de la structure
Buffeting basse vitesse : annonciateur de décrochage, pour y remédier modifier le régime de vol
Buffeting haute vitesse : décollements -> vibrations, limitation du domaine de vol
Flutter
Souplesse cellule -> modes propres de vibration
Quand V augmente, la torsion diminue
Quand V augmente, la flexion augmente
Quel risque si gouverne non équilibrée ?
Risque de couplage !
Remède :
-Rigidifier en torsion, rapprocher le CG du centre élastique, diminuer fréquence flexion (moteur sous voilure)
-Equilibrage statique et dynamique
-Flutter est très dangereux !
Actionner une gouverne ?
Effort pilote dépend du moment de charnière
Effort pilote * L = Moment charnière = Fg * D
Avec L la distance entre l’axe commande pilote et l’axe de rotation gouverne (charnière)
A noter que Fg évolue en V²
Comment diminuer l’effort pilote ?
Diminuer le moment de charnière ou utiliser une autre énergie !
Diminuer moment de charnière :
-Déport d’axe
-Panneau compensateur
-Trim tab
Energie : Servo-commande !!
Corne débordante/déport d’axe ? (rudder)
Moment de charnière diminue car une partie de la force est située à l’avant de l’axe d’articulation, donc l’effort pilote diminue et l’efficacité gouverne augmente
Premiers systèmes ?
Commandes de vol par câbles et poulies
Après 1950 ?
Commandes électrique
SCEH = Servo-valve + vérin
Servocommande et type
Les servocommandes utilisent l’énergie de servitude (hydraulique) pour déplacer les gouvernes
-Réversible : 50 à 90% de l’effort nécessaire (effort pilote moindre)
-Irréversible : 100% nécessaire (effort pilote nul)
Servocommande réversible
Fe = effort pilote
Fs = effort gouverne
Fs/Fe = 1/atténuation
A l’aide d’un vérin de compensation !
Le pilote peut choisir le rapport de réduction
Prise en compte de la panne de la servocommande (efforts pilotes possibles)
Servocommande irréversible
Effort pilote nul
Verin a corps fixe ou a corps mobile
groupe GSM pour sensations de pilotage
AV/INC réversible
AV :
Panne partielle
Effort en fonction de la vitesse donc pas de GSM
INC :
Amplification variable
Allongements à la mise en tension des cables
AV/INC irréversible
AV
Effort dosable
Pilotage sur et agréable
INC :
Panne totale (FS 2 circuits + double corps et double gouverne)
GSM obligatoire
EHA/EBHA (A350-A380)
Electro-Hydrostatic Actuator (et B=backup)
Utilise un moteur électrique et une pompe individuels
Ne nécessite pas d’alimentation hydraulique extérieure
Générateur de sensation musculaire GSM
-Effort proportionnel au déplacement commande
-Effort proportionnel à la vitesse de déplacement commande
-Efforts proportionnels au facteur de charge
-Efforts proportionnels à la pression dynamique
Mode 1 GSM : déplacement commande
Présence d’un RESSORT
L’effort est proportionnel à la compression du ressort (force = raideur*déplacement)
Mode 2 GSM : vitesse de déplacement
Dash-Pot (vérin hydraulique en gros), frottement proportionnels à la vitesse de déplacement du fluide
Effort proportionnel à la vitesse (F=k * V²)
Mode 3 GSM : facteur de charge
Via une masse subissant les accélérations et un ressort traduisant ce facteur de charge
Mode 4 GSM : pression dynamique
Utilisation d’un Q-POT, prise statique + prise pitot, la commande réagit à la variation de pression dynamique
But Mode 3 et 4 ?
Limiter l’amplitude des mouvements possibles à haute vitesse V ou à grand facteur de charge n, en rigidifiant les commandes
