Bonjour
Je ne sais pas si j'ai mis ce sujet au bon endroit mais mes questions sont plutôt techniques...
Alors je fais un projet sur les compensateurs des avions (avec de la théorie mais aussi des expériences) et évidemment que j'ai trouvé beaucoup d'informations sur internet mais peu d'expériences... qui modélisent le compensateur
Voilà mes questions  :
Comment modéliser un compensateur ? Avec des pivots ressort. Avec la chaîne de commande et d'énergie. Je ne sais pas si c'est clair mais en gros j'aimerai après le mettre en équation en mode "science de l'ingénieur" avec des équations dynamiques statique ou cinématique...
Quelles sont les différences entre les compensateurs d'évolution et de régime ?


Merci d'avance de vos réponse
Cordialement
MB

Salut,

Je veux bien essayer de t'aider même si ça fait un bail que je n'ai pas touché d'avion.

Je pense que tu as du te rendre compte qu'il y avait différents types de compensateurs. As-tu décidé si tu allais modéliser un seul type ou plusieurs pour faire une étude comparative.

Quand tu dis compensateur je pense trim de profondeur sur un avion léger donc je décris ce fonctionnement.

Si je creuse dans mes souvenirs je me souviens a peu près comment fonctionne le compensateur en tangage des DR-400. Il s'agit d'une petite surface aérodynamique reliée au bord de fuite de la gouverne de profondeur (monobloc sur DR-400) par une liaison pivot (comme une bête charnière). Le compensateur est mobile par rapport à la gouverne et se braque dans le même que la gouverne/fuselage (si le bord de fuite de la gouverne monte, le trim s'incline automatiquement vers le haut aussi). Un système de tringle ou de câbles permet de faire varier l'angle entre la gouverne et le trim dans un but de réglage. La position du trim et son inclinaison permettent de créer un moment par rapport au point de pivot de la gouverne de profondeur qui est opposé au déplacement de la gouverne. Il est ainsi possible, en jouant sur la commande de réglage, de choisir la position d'équilibre aérodynamique de la gouverne de profondeur, ce qui permet de pouvoir faire voler l'avion dans la configuration souhaitée.

J'espère que ça t'aide.  

Si tu as des question plus précises, qu'elles soient pratiques ou théoriques, n'hésites pas.

http://accrodavion.be/Accrodavions/lastructuredesavions7.html
http://accrodavion.be/Accrodavions/lastructuredesavions8.html
http://accrodavion.be/Accrodavions/lastructuredesavions9.html

Bonjour momo1381,

La description de jihef est parfaitement exacte (je ne savais pas que ça s'appelait un compensateur de régime).

Dans le cas du DR400, effectivement, le tab de profondeur (partie mobile à l'arrière de la gouverne de profondeur) est en réalité un auto-tab, ou plus exactement un anti-tab, c'est à dire que sa position varie automatiquement en fonction de la position de la profondeur pour compenser, mais elle peut également être modifiée indépendamment grâce à la molette de trim, sur la console centrale du poste de pilotage (pas de trim électrique sur les DR400, du moins les anciens).

Sur d'autres avions (D112 par exemple), ce tab n'est réglable que par la commande de trim, sa position ne se modifie pas avec le braquage de la profondeur.

Ces deux compensateurs ont une action aérodynamique.

Mais sur d'autres avions (MCR01 non modifiés, par exemple) et hélicos (Robinson R22), le compensateur a une action purement mécanique, une sorte d'assistance agissant directement sur la chaîne de commande (câbles ou biellettes) pour soulager les efforts musculaires du pilote. Concrètement, il s'agit de ressorts, de sandows, voire d'élastiques de bureau qui, par déplacement de leur point "fixe" par rapport à leur attache sur la commande, déplacent les efforts dans un sens ou dans l'autre, permettant d'annuler (de compenser) les efforts aérodynamiques sur les commandes.

Je ne sais pas si j'ai été bien clair...
Il existe peut-être d'autres systèmes, mais je ne les connais pas (on ne peut pas tout savoir !).

Mini

Bonjour Morgane,
Sur quoi doit porter ta thèse pour un peu mieux cibler tes recherches ?
-Quel type d’avions (militaires, de ligne, prototypes, avions légers, planeurs) ?
-Quels types de configurations « d’ailes » ? (Plans canard, delta, ailes classiques avec profondeur monobloc, T, séparée, etc…)
-Avions avec assistance électronique ou pas ? (comprendre avions naturellement instable sans calculateurs,  ou même involables sans calculateur…) Le cas du Boeing 737 MAX ou même un SR71 étant de très bons exemples sur le sujet.
Cordialement
François

Bonjour,
Déjà merci de vos réponses et notamment du site qui m'a beaucoup aidé dans mes recherches.

Alors le travail consiste à faire une présentation oral sur mon sujet et ce n'est ainsi pas vraiment une "thèse". 
Je voudrais parler essentiellement des compensateurs de profondeur même si je compte parler assez rapidement des deux autres types de compensateurs.

Si je prends le cas du compensateur de profondeur. Il est relié à la gouverne de profondeur par une pivot. Je me demande qu'est ce qu'il y a entre la commande manuelle ou électrique qu'on actionne pour faire bouger le compensateur. 
Je m'interroge aussi sur un truc. On parle de compensateur d'évolution et de régime et j'ai bien compris qu'il y avait des différences. Mais du coup, un avion a soit des compensateur d'évolution soit des compensateurs de régime

J'aurai aimé faire une comparaison entre "petits" avions type ulm et gros avion (de ligne) mais dans ce dernier cas je trouve peu de chose dessus
De plus pour mes expériences
Vendredi je vais faire un vol avec mon prof pour prendre des mesures de force. Alors je vous avoue que je ne vois pas trop comment il veut procéder mais je lui fais confiance. J'aurais ainsi une mesure de force en fonction de la vitesse de l'avion. Nous allons voler avec un PA28. Connaissez vous cet avion ? Dossier technique ?

Après j'aimerai aussi faire une sorte de maquette "d'ailes" où je vais fixer le compensateur. Je vais le mettre dans une "soufflerie" (c'est un souffleur de feuille donc bon...).
1. Je vais le faire avec du polystyrène et je vais mettre différents angles (je pense en carton) pour le compensateur pour voir l'influence de l'angle du compensateur avec la force exercée
2. J'aimerai avec cette autre idée d'expérience faire une aile avec une imprimante 3D et utiliser charnière pour fixer mon compensateur. Seul souci c'est que forcément avec le poids le compensateur va tomber. je ne vois pas comment remédier à ce problème... L'objectif de cette expérience sera de faire une expérience avec et sans le compensateur pour voir évidemment son influence.

Je suis preneuse de tout conseil et de tout idée concernant les expériences

Merci d'avance de vos réponses
Bonne soirée
MB

Bonjour momo1381,

Pour pouvoir t'aider efficacement, il faudrait que tu nous en dise un peu plus sur le cadre de ta présentation (simple exposé en classe, TP, quel niveau de classe terminale, prépa, Fac), et aussi sur ton expérience aéronautique (as-tu déjà pris l'avion, as-tu déjà piloté, as-tu passé le BIA, voir l'examen théorique du PPL ?).

Ensuite, attention avec ton souffleur de feuilles : ça souffle très fort, sans doute beaucoup trop fort (aux alentours de 200 km/h il me semble), ce qui sera disproportionné par rapport à une maquette, ou alors, il faudra la mettre assez loin, mais le souffle risque de ne plus être assez linéaire, mais perturbé.

Ce que ton prof. va te faire faire, à mon avis, c'est d'accrocher un dynamomètre sur le volant du PA28 (cet avion ne se pilote pas avec un manche, mais avec un volant en forme de U) et de piloter l'avion en tirant sur le dynamomètre plutôt que directement sur le volant, afin de mesurer l'effort "au manche".

J'en viens à la raison d'être du compensateur, encore appeler "trim" dans le jargon des pilotes, car j'ai l'impression que tu confonds un peu les choses à cause de cette histoire de tab. Le tab n'est pas un compensateur, même s'il peut être utilisé dans ce but. Le rôle du compensateur est de diminuer, et même d'annuler les efforts du pilote pour maintenir une attitude donnée (attention, je n'ai pas dit "altitude").
Prenons un exemple : mon avion vole en pallier, à une vitesse donnée, et je veux le mettre en montée. Je vais devoir tirer progressivement sur le manche (ou volant), jusqu'à ce que mon avion ait l'angle de montée désiré, et là, je vais devoir maintenir cette pression en arrière sur le manche tout le temps que doit durer la montée. S'il s'agit de monter de 200 ft (pieds, soit environ 65 m), ce n'est pas très grave. Mais s'il faut monter de 10.000 ft, ça va durer plusieurs minutes, voire dizaines de minutes suivant les performances de l'avion, et ça va devenir pénible, voire fatiguant. Alors, je vais utiliser le compensateur, qui va tirer pour moi sur le manche. Une fois bien réglé, je pourrai lâcher le manche (en air calme), et mon avion continuera à monter avec le même angle (ce que j'appelais "attitude", qui est le terme général pour la position de l'avion, mais dans le cas de la montée ou de la descente, on parle "d'assiette").
Une fois arrivé à l'altitude désirée, je vais devoir reprendre une assiette de pallier. Pour cela, comme mon avion était équilibré pour la montée, je vais devoir pousser sur le manche jusqu'à l'assiette de pallier, et là, je vais devoir continuer à pousser le manche tant que je voudrai conserver cette assiette. Si ma croisière doit durer trois heures, je ne vais pas rester trois heures à pousser sur mon manche, alors, je vais à nouveau trimer mon avion, de telle sorte que le compensateur poussera pour moi (en fait, je vais surtout neutraliser l'effort à tirer que j'ai demandé au compensateur au début de la montée, en le repositionnant sensiblement à la position qu'il avait avant, en réalité un poil moins pour des raisons qui dépassent cette explication).

Dans le cas de la gouverne de profondeur, qui semble donc t'intéresser, celle-ci est généralement actionnée par une biellette (un long tube en aluminium ou en carbone) qui relie directement le manche et le guignol de la profondeur (espèce de levier qui dépasse à l'équerre au dessus ou au dessous de la gouverne) ou par des câbles. Ce qu'il y a entre la commande manuelle de trim et le compensateur ? Ça dépend du type de compensateur : je t'ai expliqué dans mon message précédant qu'il y en avait deux sortes sur avion léger :
- Deux ressorts ou sandows fixés sur la biellette ou sur les câbles, et qui tirent dans un sens ou dans un autre suivant le sens de rotation de la molette de trim (certains avions, et surtout planeurs, ont un levier qu'on avance ou qu'on recule et qu'on bloque dans des crans, sur d'autres plus anciens, c'est une petite manivelle comme les lève-vitres des voitures du siècle dernier, parfois un petit levier qu'on pivote vers l'avant ou vers l'arrière). C'est le système le plus basique, qu'on trouve sur MCR01 ou sur hélico R22 par exemple. Il y a donc une commande qui permet de compenser, mais il n'y a pas véritablement un objet qu'on pourrait appeler compensateur.
- Dans le cas où la commande de compensateur agit sur un tab (petite gouverne additionnelle articulée sur la gouverne de profondeur), il y a un câble mobile dans une gaine fixe qui relie la commande de trim au guignol du tab (un peu comme pour changer les vitesses sur un vélo).

Le cas des avions de ligne : sur les plus anciens, les commandes se faisaient uniquement par câbles, et les compensateurs devaient être similaires à ce que je t'ai décrit plus haut.
Ensuite, les commandes sont devenues hydrauliques, c'est à dire avec des tuyaux qui contenaient un liquide incompressible (généralement de l'huile spécifique), et ça marchait exactement sur le même principe que des freins de voiture. Du coup, la commande de trim contrôlait une pompe hydraulique, sur le même principe qu'une direction assistée de voiture.
A présent, les commandes sont électriques, ce sont des moteurs électriques pas à pas (appelés servo-moteurs) qui agissent sur les gouvernes : la partie trim est gérée par de l'électronique.

Que veux-tu savoir exactement sur le PA28 ? D'ailleurs, sais-tu exactement sur quel modèle de PA28 tu vas voler ? Il en existe plusieurs modèles, dont certains ont une dérive en T (la profondeur est tout en haut de la dérive). J'ai piloté des PA28 Cherrokee, Warrior II, Archer II, Arrow IV.

Bon, je crois avoir fait le tour de tes questionnements, je reste dispo. pour plus de précisions.

Bon vol, profite bien !
Mini

Salut,

Pour continuer un peu suer les avions de ligne, voici quelques infos concernant les avions de la famille A320. J'ai quelques docs dessus mais je n'ai pas relu avant de poster.

Les A320 ont des commandes de vol électriques avec un "trim" automatique. Comme le manche commande soit un taux de roulis, soit un facteur de charge, la fonction de trim est donc automatique. En roulis je suppose que le trim est fait avec les ailerons (je ne pense pas que ça puisse être avec les spoilers). Pour la "compensation" en profondeur, il faut décrire le plan horizontal stabilisateur. Il est de type classique avec partie fixe et gouvernes. Le contrôle se fait principalement avec les gouvernes. Le plan horizontal est par contre à calage variable par rapport au fuselage. Ce calage est modifiable en vol et c'est lui qui assure la fonction de trim. Le contrôle du calage se fait via une vis sans fin.

Ce que je dis est vrai pour les lois de pilotage hors de tout défaut. Sur les lois dégradées, il se peut que le trim auto ne soit plus assuré tant en roulis qu'en profondeur.

A quoi sert un trim de profondeur ?
Question toute bête, puisque certains aéronefs légers n’en ont pas.
C’est un dispositif précis d’aide au pilotage pour l’axe de tangage.

Le trim modifie le point neutre aérodynamique de la gouverne de profondeur, dès que l’aéronef a atteint une vitesse air suffisante.
Dit autrement, un trim de profondeur est une mini-gouverne de profondeur (actionnée via une molette sans fin) montée elle-même sur la surface mobile de la gouverne de profondeur.
Je ne développe pas volontairement les profondeurs monoblocs, on reste sur une gouverne de profondeur séparée : plan fixe + surface mobile + son petit volet de trim.

Sur un aéronef classique, au sol, sans vent les commandes de vols sont « mortes » le manche ou le volant allant se positionner de lui-même le plus souvent vers une position butée, liée à la masse des gouvernes de vol.
Une fois en vol par contre, quel que soit la vitesse de l’avion ou l’attitude de l’aéronef (pour peu que l’on reste dans le domaine de vol ou en usage norma) le trim de profondeur permet justement de figer l’attitude de l’avion sur l’axe de tangage, sans avoir alors à exercer en permanence la moindre pression au manche, que ce soit en poussant ou tirant.
On dit que l’avion est trimé.

Dès que moindre paramètre sur un avion évoluera : Régime moteur, portance, centrage modifié, essence consommée ou plus globalement changement de masse et de moment, dégradation aérodynamique liée à du gel ou de la pluie, vitesse changée, sortie en rentrée de volets, sortie en rentrée de train, etc, etc… et il en découlera automatiquement et immédiatement un ajustement de position de trim à effectuer.

La commande de trim est une commande de vol à part entière, d’ailleurs certains pilotes ont déjà posé des avions avec une commande de profondeur cassée, mais avec le trim encore opérant.
François