Les systèmes d’actionnement de commande de vol provoquent à haute fréquence des effets indésirables, la surtension dans la chaîne de puissance est un exemple.
Actuellement, ce problème est traité à posteriori et partiellement corrigé. La société Novatem, experte dans la conception d’actionneurs innovants, vient de proposer une prise en compte précoce de cette nuisance. Novatem vient de proposer à Airbus Helicopters, une nouvelle approche dans la conception des futurs systèmes de commande de vol pour hélicoptères nouvelle génération.
Crédit photo : Airbusgroup
Airbus Hélicopters a confié à la société toulousaine Novatem l’activité de recherche sur les systèmes d’actionnement de commandes de vols pour hélicoptères du futur. La conception d'un ensemble mécatronique composé d'un moteur, d'une électronique d'alimentation et de commandes et d'un câble de liaison (composant que l'on oublie souvent) est régie, dans le domaine des commandes de vol, par des considérations touchant au gain de masse, de fiabilité, d'encombrement, de coûts de production et de maintenance et de rendement énergétique. Or, la course aux performances selon ces critères conduit généralement à une augmentation des fréquences de travail des moteurs et de l'électronique de puissance et à de nouvelles contraintes d'intégration mécatronique consistant à rapprocher ou au contraire à éloigner grandement le moteur de son électronique de contrôle commande. Dès lors, les couplages électromagnétiques deviennent plus critiques. Sous l'effet des hautes fréquences, ces couplages sont à l'origine de phénomènes mal maîtrisés, susceptibles de provoquer par exemple des surtensions dans la chaîne de puissance et du stress dans les bobinages. Ces phénomènes participent également aux perturbations électromagnétiques subies par les autres sous-ensembles du système embarqué.
Il est donc essentiel de maîtriser ces phénomènes pour une exploitation fiable et sécuritaire de l'actionneur au sein du système embarqué. Ces phénomènes sont généralement traités à postériori de la conception en rajoutant des éléments (filtres...) susceptibles de corriger ou tout au moins d'atténuer le problème.
Iov Ramos Chavez
L'originalité des travaux menés par NOVATEM et dans la thèse de Ioav Ramos Chavez repose sur la prise en compte précoce de ces phénomènes au niveau des étapes de conception de l'ensemble mécatronique. Cette étude théorique et expérimentale apporte une avancée significative dans le domaine de la maitrise de la conception des futurs systèmes de commande de vol pour hélicoptères nouvelles génération. Un travail qui représente une brique méthodologique essentielle pour prédire le comportement haute fréquence d'un ensemble moteur/câbles/convertisseur. L'originalité de l'approche repose sur le développement de modèles physiques, en complément des modèles comportementaux pré-existants. Cette prise en compte nécessite le développement de modèles prédictifs paramétrés en fonction des dimensions et des caractéristiques des objets électromagnétiques et électroniques en cours de conception.
NOVATEM dispose ainsi d'un savoir-faire scientifique et technique particulièrement complet pour aborder de manière rationnelle l'optimisation des ensembles mécatroniques en cours de développement pour les systèmes de commandes de vol du futur.
Prototype d’actionneur électromécanique de forte puissance ( F=70 kN, v=120 mm.s-1) pour commande de vol primaire doté de fonctionnalités avancées de tolérance aux pannes.