Dossier TECHNIQUE Sous-épreuve E41 BTS Aéronautique 2011

Système de SERVOCOMMANDES SUR HELICOPTERE
Dossier technique
1. Description : commandes du rotor principal Le système de commande du rotor principal (Figure 1) comprend les systèmes
de commande de l'incidence de pas collectif et de pas cyclique du rotor,
tous les changements de pas des pales sont déclenchés par le pilote à
travers les mouvements du manche de commande de pas cyclique et de pas
collectif.
Avec des doubles commandes, les commandes de pas cyclique et de pas
collectif du copilote sont reliées mécaniquement aux commandes du pilote.
Les commandes sont transférées via un levier combinateur de pas, le plateau
cyclique et les liaisons de pas rotatifs sont transférés par une série de
guignols et de bielles de commandes aux pales du rotor principal installées
sur la tête de rotor principal.
Les forces exercées par le pilote ou copilote sur les commandes sont
assistées par un double circuit hydraulique.
[pic]
Figure 1
2. Description : système hydraulique
2.1 Données technique Fluide hydraulique : Hydraulic oil MIL-H-5606
Pression de service : 103 bars
Masse : 39 kg
Dimensions : 350 * 600 * 680 mm
Contenance huile : 3 litres
Contenance d'un réservoir : 0.8 litre
[pic]
Figure 2
2.2 Fonctionnement des servocommandes (figure 3)
L'huile à haute pression déplace le piston principal jusqu'à ce que les
passages du distributeur précédemment ouverts soient fermés de nouveau par
la commande du distributeur, qui est déplacée parallèle au piston
principal.
Les pistons des deux distributeurs situés l'un en face de l'autre sont liés
sans jeu, pour que leurs mouvements soient identiques.
Une vanne garde le distributeur du système 2 sans pression pour que l'on
n'offre aucune résistance au mouvement du piston principal.
Un passage du système 1 au système 2 arrive dans le cas d'une chute de
pression au-dessous de 50 bars dans système 1 ou d'un grippage dans le
distributeur du système 1
[pic] Figure 3 2.3 Fonctionnement de la chaîne de commande et des microcontacts (figure 4)
Une action de commande (cyclique ou collectif) se traduit par une force sur
la pièce 200 au niveau des pièces 210.
Cette force est transmise aux pièces 50 et 60 par l'intermédiaire de la
première vis 10 (à droite).
Elle est ensuite transmise à la pièce 240 et au distributeur par
l'intermédiaire des ressorts 140 et de la deuxième vis 10 (à gauche).
Cela implique un déplacement du distributeur qui actionne le vérin. [pic] Figure 4
Dans le cas où le distributeur se grippe, (voir figure page suivante) la
déformation du ressort 2 actionne le microcontact 3 qui allume un voyant
d'alerte et bascule les servocommandes sur le système 2.
C'est la rupture de ce ressort qui est l'objet de notre problématique.
[pic] [pic]
Figure 5
3. Description : Schéma hydraulique [pic] Figure 6 Légende : 4. Schéma électrique du système hydraulique [pic]
5. Description : Système de servocommandes sur un autre appareil
Chaque servocommande est composée de deux corps mobiles en tandem à
sections dissymétriques, (figure 1) l'alimentation hydraulique s'effectue
au moyen de
2 manifolds (1). En configuration normale, chaque corps est alimenté par un
circuit hydraulique.
L'ancrage de la servocommande sur l'hélicoptère s'effectue par deux embouts
rotulés (3), vissés respectivement à chaque extrémité du vérin.
La bielle de commande est attelée sur le levier d'entrée au point (4).
Les distributeurs rotatifs sont actionnés au moyen de biellettes (6).
L'ouverture maximale des distributeurs est obtenue par les butées réglables
(7).
Le grippage éventuel d'un distributeur est couvert par la mise en service
d'un distributeur de secours et détecté par un micro-rupteur pour
transmission de l'information au pilote.
Un bouton poussoir permet de tester le circuit. 5.1 Fonctionnement
Principe de fonctionnement d'une servocommande. (Figure 2)
Soient A, B, C, les trois points d'articulation du levier-butées :
- Le point A reçoit l'ordre pilote.
- Le point B est l'articulation du levier-butées sur le corps.
- Le point C commande les distributeurs par l'intermédiaire des bielles de
commande. Servo-commande en équilibre.
Le point A n'est pas sollicité. Le levier-butées (1) est en position
neutre.
Les points A, B, C, sont sur la même perpendiculaire XY.
Les distributeurs rotatifs (2) sont fermés et la servocommande est en
équilibre. [pic]
[pic]
Figure 2 Servocommande soumise à un ordre pilote (figure 3)
Par rapport à la position d'équilibre précédente le pilote déplace le point
A vers la gauche d'une quantité non négligeable. (Nous supposerons que cet
ordre s'est effectué en un temps très court et nous décomposerons le
fonctionnement en étapes non réelles, le temps de réponse d'une
servocommande étant de l'ordre de 1/20e de seconde). a) Premier temps :
Le levier-butées pivote autour de B. Le point C se déplace vers la droite,
entraînant les distributeurs rotatifs par l'intermédiaire des bielles de
commande. Dès que ces derniers commencent à s'ouvrir, l'huile sous pression
est admise dans les chambres D et F du vérin. La tige de piston étant fixe,
le corps se déplace vers la gauche (rétraction) transmettant son mouvement
à l'organe asservi.
b) Deuxième temps :
Le point A est supposé fixe ; par son déplacement vers la gauche, le corps
ramène le levier-butées à sa position initiale. Les distributeurs se
referment progressivement. Il y a retour à la position d'équilibre.
Le déplacement du point A définit le sens de rotation (donc ouverture) des
distributeurs rotatifs. Si A se déplace vers la droite, les chambres E et G
sont sous pression et les chambres D et F mises en communication avec le
retour à la bâche. Le corps de servocommande se déplace cette fois vers la
droite, entraînant l'organe asservi (extension). La vitesse de la servo-
commande est proportionnelle à l'angle de rotation des distributeurs
rotatifs. En fonctionnement normal, deux groupes de génération hydraulique
alimentent la servocommande qui fonctionne avec les deux distributeurs. Si
l'un de ces groupes est inopérant, la servocommande continue à fonctionner
avec un seul distributeur, développant un effort réduit de moitié. [pic]
[pic]
[pic]
Figure 3 5.2 Fonctionnement d'un distributeur double
a) Configuration normale (figure 4)
Seul le distributeur principal (1) est actionné et tourne dans le
distributeur secondaire (2) qui, verrouillé au moyen de trois billes (3)
sur la partie fixe, agit comme intermédiaire avec la fourrure de
distribution (4). Les trois billes sont maintenues en position de
verrouillage à travers un guide (5) par un plateau commandé par un
basculeur (6) soumis à l'action du ressort de verrouillage (7). b) Test automatique d'alarme grippage
En l'absence de pression (P), le vérin de test (8) sous l'impulsion de ses
ressorts (9) pousse le levier test (10) solidaire du distributeur
secondaire (2) provoquant la rotation de ce dernier. La mise en pression du
circuit hydraulique provoque le recul du vérin de test (8) pression
prépondérante sur l'action des ressorts.
Le levier test (10) et le distributeur secondaire (2) retrouvent leur
position initiale. Les billes (3) reprennent leur place, assurant le
verrouillage du distributeur secondaire (2) avec la partie fixe.
L'inverseur sensible (11) est libéré (basculeur et poussoir ont repris leur
position initiale, sous l'action ressort de verrouillage (7). Le
distributeur rotatif double reprend sa configuration normale de
fonctionnement.
c) Grippage du distributeur principal (figure 5)
Le grippage solidarise le distributeur principal (1) dans le distributeur
secondaire (2). Ce dernier se trouve donc entraîné en rotation, provoquant
simultanément, grâce à ses rampes de verrouillage :
- La désolidarisation de la partie fixe.
- La montée du plateau (3) par l'intermédiaire des billes.
Le basculeur (4) pivote, le poussoir de commande (5) s'enfonce, comprimant
le ressort (6). L'inverseur sensible (7) sollicité provoque la mise en
service du circuit d'alarme grippage. 5.3 Fonctionnement électrique des distributeurs
a) Fonctionnement normal de la détection (Figure 6)
Installation sans pression hydraulique, les vérins de test sont repoussés
par leur ressort et entraînent en rotation les distributeurs secondaires,
lesquels ont chassé les billes sur leur rampe et fait basculer les micro-
contacts sur leur position travail. Les micro-contacts étant basculés en
position de travail, le circuit masse de la bobine du relais de
signalisation est ouvert et le voyant "Servo" est allumé par le contact
repos du relais. On peut tester le circuit par le bouton poussoir pour
vérifier que les 6 dispositifs ont fonctionné, le voyant doit s'éteindre
par rétablissement de la masse au travers de tous les micro-contacts en
position travail. b) Installations hydrauliques en pression
La pression repousse les vérins de test, libérant le distributeur
secondaire qui reprend sa position normale, la bille au fond de la rampe et
les micro-contacts reviennent en position repos. Les micro-contacts étant
sur leur position repos, la masse de la bobine du relais de signalisation
est rétablie, le relais colle et le voyant "SERVO" s'éteint. On peut tester
l'ensemble du circuit par le bouton poussoir pour vérifier que les 6
dispositifs ont fonctionné, le voyant doit se rallumer. c) Chute de pression hydraulique dans un des circuits
En cas de