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Pourquoi dans la famille Airbus A320 le calculateur ELAC 2 est un No Go suivant MEL constructeur? Développement du fonctionnement des commandes de vol sur A320.
Le système complet se nomme EFCS, Electronic Flight Control System ou Système électronique de gestion des commandes de vol
Nota : dans tout ce qui suit, ne pas mélanger les termes "commander" et "actionner".
Les gouvernes sont toutes commandées électriquement mais actionnées hydrauliquement.
Les manches sont utilisés pour piloter l'avion en Tangage (PITCH) et Roulis (ROLL) et indirectement en lacet (YAW) par la coordination automatique en virage.
Les ordres du pilote sont pris en compte par les calculateurs qui commandent le braquage des gouvernes comme nécessaire pour obtenir la trajectoire désirée, mais, indépendamment des ordres pilote, les calculateurs évitent les manoeuvres excessives pour ne pas sortir du domaine de vol prévu.
- Axe de tangage (PITCH)
Gouvernes de profondeur : Électriquement.
Plan Horizontal Réglable (THS : Trimmable Horizontal Stabilizer): Électriquement pour la commande "normale" ou "alternate", Mécaniquement pour la commande de trim manuelle.
- Axe de roulis (ROLL)
Ailerons : Électriquement - Spoilers : Électriquement
- Axe de lacet (YAW)
Gouverne de direction : Mécaniquement, cependant les commandes en amortisseur de lacet (YAW DAMPER), de coordination en virage et du trim sont électriques.
- Aérofreins (Spoilers) : Électriquement.
Commandes au poste.
- Deux manches latéraux, mécaniquement indépendants : chaque manche envoie des signaux électriques aux calculateurs de commandes de vol.
- Deux palonniers, liés mécaniquement, assurent la commande de la gouverne de direction.
- Des commandes groupées sur le pylône central :
. La manette des aérofreins,
. Les deux volants de trim de profondeur qui permettent de commander mécaniquement le THS,
. Un sélecteur de trim de direction,
. La manette de commande des becs/volets (Slats/Flaps).
Calculateurs.
Sept calculateurs de commandes de vol traitent les ordres du pilote et de l'A/P (Auto/Pilot) selon les lois normale, alternate ou directe :
- 2 ELAC (Elevator Aileron Computer)assurant :
. la commande normale de la profondeur et du THS,
. la commande des ailerons.
- 3 SEC (Spoilers Elevator Computer) assurant :
. la commande des Spoilers
. la commande en secours de la profondeur et du THS.
- 2 FAC : (Flight Augmentation Computer) assurant :
. la commande électrique de la direction.
- De plus 2 FCDC (Flight Control Data Concentrator) sont chargés d'acquérir des données venant des ELAC et des SEC pour les envoyer à l'EIS (*) et au CFDS (Centralized Fault Data System).
(*) L'EIS (Electronic Instruments System) présente des informations sur 6 écrans identiques (DU : Display Unit). L'EFIS (Electronic Flight Instrument System) affiche principalement les paramètres de vol et les informations de navigation sur le PFD (Primary Flight Display) et le ND (Navigation Display). L'ECAM (Electronic Centralized Aircraft Monitor) présente des informations sur l'Engine / Warning Display ( E / WD) et le System Display (SD) : indications primaires réacteurs, quantité de carburant, position becs et volets, messages d'alarme et d'avertissement ou messages mémo, schémas synoptiques des systèmes avion ou messages status, informations de vol permanentes.
Commande électrique
- En fonctionnement normal : les gouvernes de profondeur et le THS sont commandés par l'ELAC 2.
Les gouvernes de profondeur gauche et droite sont déplacées respectivement par les servocommandes vert et jaune.
Le THS est commandé par le moteur électrique 1.
- En cas de panne de l'ELAC 2, d'un des circuits hydrauliques associés ou d'une des servocommandes associées, la commande de la profondeur est automatiquement assurée par l'ELAC 1 et les servocommandes bleu.
Le THS est alors commandé par le moteur électrique 2.
- En cas de perte des 2 ELAC, la commande de la profondeur est automatiquement assurée par le SEC 2 (ou par le SEC 1 si le SEC 2 ou le circuit associé est en panne) ; le THS est commandé par le moteur électrique 3 (ou 2).
Commande mécanique
La commande du THS par câble à partir des volants de trim est utilisable à n'importe quel moment à condition que l'un des moteurs hydrauliques vert ou jaune soit alimenté et en état de fonctionnement. Elle est prioritaire sur la commande électrique.
Fonctionnement de la profondeur.
- Deux servocommandes hydrauliques à commande électrique actionnent chaque gouverne.
Chaque servocommande a trois modes de fonctionnement :
. Actif : la servocommande est commandée électriquement
. Amorti : la servocommande suit le mouvement de la gouverne
. Centré : la servocommande est maintenue hydrauliquement au neutre.
- En fonctionnement normal :
. une servocommande est en mode actif et l'autre est en mode amorti
. certaines manoeuvres (facteurs de charge importants) entraînent l'activation de la deuxième servocommande.
- En cas de panne de la servocommande en mode actif, la servocommande en amorti devient active, et la servocommande en panne passe automatiquement en mode amorti.
Si les deux servocommandes perdent leur alimentation électrique, elles passent automatiquement en mode centré.
- En cas de panne totale d'une gouverne de profondeur, le débattement de la gouverne restante est limité afin d'éviter des charges dissymétriques excessives sur le THS ou sur l'arrière du fuselage.
THS
- Il est déplacé par un vérin à vis entraîné par deux moteurs hydrauliques qui sont commandés par l'un des trois moteurs électriques, ou le volant du trim de profondeur actionné manuellement.
Fonctionnement en roulis.
La commande en roulis est assurée par un aileron et quatre spoilers sur chaque aile.
Les ailerons sont braqués automatiquement vers le bas de 5° quand les volets (flaps) sont sortis (Mode Aileron Droop).
Commande électrique
- En fonctionnement normal, les ailerons sont commandés par l'ELAC 1. En cas de panne de l'ELAC 1, la commande des ailerons est automatiquement transférée sur l'ELAC 2.
En cas de panne des deux ELAC, tous les ailerons passent en mode amorti.
- La commande des spoilers est assurée par le SEC 3 (Spoilers 2), SEC 1 (Spoilers 3 et 4) et le SEC 2 (Spoilers 5).
En cas de panne totale de SEC, le ou les spoilers correspondants rentrent automatiquement.
Ailerons
Chaque aileron est actionné par deux servocommandes hydrauliques commandées électriquement.
Une seule servocommande par aileron fonctionne à la fois. Chaque servocommande a deux modes de fonctionnement :
- Actif : la position de la servocommande est commandée électriquement. - Amorti : la servocommande suit les mouvements de l'aileron.
Le mode amorti est automatiquement sélecté en cas de double panne ELAC ou baisse de pression des circuits hydrauliques bleu et vert.
Spoilers
Chaque spoiler est actionné par une servocommande, alimentée par le circuit hydraulique vert, jaune ou bleu, commandé par le SEC 1, 2 ou 3.
Les spoilers rentrent automatiquement en position zéro quand une panne est détectée par le calculateur correspondant ou en cas d'absence d'ordre électrique. En cas de perte d'alimentation hydraulique, le spoiler reste au braquage existant ou moins si des forces aérodynamiques le repoussent.
Aérofreins
La fonction aérofreins est réalisée par les spoilers 2, 3, 4 de chaque aile qui sont alors actionnés de manière symétrique alors qu'ils le sont de manière antisymétrique en mode aileron. En cas de panne d'un spoiler sur une aile, le spoiler symétrique de l'autre aile est inhibé.
Fonctionnement en lacet.
Commande électrique de direction
En vol, les fonctions amortisseur de lacet et coordination en virage sont automatiques.
Les ordres lacet pour la coordination en virage et l'amortisseur de lacet sont calculés par les ELAC et transmis aux FAC.
Commande mécanique de direction
Une commande mécanique conventionnelle (par câble) de la direction est disponible à partir des palonniers.
La gouverne de direction est actionnée par 3 servocommandes hydrauliques indépendantes travaillant en parallèle. En fonctionnement automatique (amortisseur de lacet et coordination en virage) les 3 servocommandes sont actionnées par un préservo alimenté par l'hydraulique vert.
Un préservo alimenté par l'hydraulique jaune reste synchronisé et sera utilisé en cas de panne.
Il n'y a pas de retour vers les palonniers des fonctions amortisseur de lacet et coordination en virage.
Le débattement de la gouverne de direction (rudder travel unit) et des palonniers est limité en fonction de la vitesse. Cette fonction est contrôlée par le FAC du circuit associé.
Trim de direction (Rudder trim)
Le trim de direction est assuré par deux moteurs électriques qui positionnent également le système de sensation artificielle. En fonctionnement normal les FAC 1 / moteur 1 sont actifs, avec les FAC 2 / moteur 2 synchronisés pour prendre le relais en cas de panne. En pilotage manuel,le pilote peut appliquer des ordres de trim.
Le système EFCS gère plusieurs modes : Mode sol, Mode vol et Mode Flare et assure une protection complète du domaine de vol : limitation du facteur de charge, protection d'assiette, protection grande Incidence, protection haute vitesse, protection en inclinaison, protection anti-turbulences, modification de l'Index de dérapage (SIDE SLIP TARGET) en cas de panne d'un moteur ainsi que la gestion des lois de vol en mode dégradé.
Si L'ELAC 2 tombe en panne, les gouvernes de profondeur et le THS sont pris en charge par l'ELAC 1. Ce mode est un mode de secours et n'offre pas d'autre backup (Fail safe)!
Donc si l'ELAC 2 tombe en panne, il faut suivre le QRH pour une panne d'ELAC 2 et l'avion ne peut pas être envoyé en vol (dispatché) sans qu'une réparation ou un changement de l'ELAC 2 ne soit effectué par un agent de maintenance agréé. (C'est donc un No Go dans la liste d'équipement minimum pour partir en vol)
c'est une decision des ingenieurs ,tout simplement!
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