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Lénergie hydraulique permet dassister le pilote pour qu'il maneouvre des servitudes comme les volets, les freins, le train d'atterissage.
On parle dassistance lorsque la force hydraulique sajoute à la force muscul'aire comme pour la direction assistée des voitures.
Si le système hydraulique ne fonctionne pas, les commandes restent utilisables manuellement à moins d'être une sorte de Hulk.
Lorsque la force hydraulique assure la totalité du travail on parle de commande servomotrice, le pilote n'ayant théoriquement aucun effort à faire.
Dans l'avion, il y a trois circuits presque identiques, ils sont utilisés dans les cas où l'avion serait de toute façon totalement incontrôlable par la seule force muscul'aire. Pour palier à cet inconvénient, on double voir triple le système de commande.
Le principe est quen ouvrant ou fermant des valves sur des circuits de fluides hydrauliques sous pression, on peut avec peu deffort opérer des systèmes qui demandent autrement beaucoup deffort.
Un circuit hydraulique est constitué
- d'une huile minérale ou s'ynthétique
- d'un réservoir, appelé bâche hydraulique
- d'un accumulateur
- de filtres
- d'une pompe auto régulée
- de robinets disolement
- d'un détenteur 50psi
- d'un clapet de dépression -1psi
- d'un clapet de surpression 60psi
- de clapets anti-retour
- de manocontacts
- de transmetteurs de pression.
Les huiles minérale rouge transparent de type MIL H 5606 pour les circuits basse et moyenne pression.
Les huiles s'ynthétiques violet ou jaune clair de type HYJET ou M2V pour les hautes pressions. Dans les deux cas (minérale et s'ynthétique) les huiles doivent assuré un graissage convenable, ne doivent pas mousser au contact de l'air, avoir une viscosités constantes entre -60° et + 250° C, résistantes à la corrosion, avoir un point de congélation et une combustibilité le plus faible possible.
La bâche hydraulique, c'est un réservoir en acier inoxydable pressurisé à 3/4 bars qui assure la récupération, le refroidissement et la filtration du fluide. Elle alimente également la pompe. Elle à une capacité de 5 à 8 litres environ selon les avions, et est de type auto pressurisée. C'est à dire qu'il n'y a pas d'air à l'intérieur pour éviter la formation de poche de vapeur et lévaporation du liquide, il faut donc un banc hydraulique pour pouvoir la remplir ou la vider. Ce type de bâche permet déviter la cavitation de la pompe, celle-ci est donc alimentée de manière optimale. Elle est équipée d'un indicateur e niveau, d'un module de pressurisation, d'un filtre retour, de raccord aspirations/retours, d'une sonde de surchauffe, d'un dispositif anti-mousse et d'un dispositif anti-G.
Laccumulateur est un cylindre monté en parallèle dans le circuit. Il est séparé en deux chambres par un piston. Une chambre est pressurisée à lazote, l'autre est reliée au circuit. Il a pour fonction dassister la pompe, soit en assimilant un à -coup de pression (coup de bélier), soit en délivrant un supplément de pression en cas de baisse brutale dans le circuit.
Les filtres protègent les organes des différents polluants (particules métalliques) résultant de l'usure des éléments du circuits. On retrouve des filtres en sortie de pompe, sur le circuit retour juste en amont de la bâche, ainsi que sur certains organes très sensibles.
La pompe en général est mécanique, réversible et entraînée par le GTR (Engine drive Pumps), par un moteur électrique (Alternative Current Pump), par motopompes (Power Transfer Unit) ou par aéropompe de secours (Ram Air Turbine) à pression constante et débit variable. Anciennement à engrenages, elles sont aujourd'hui de type à barillet, ce qui permet de maintenir une pression de 210 Bars (3000 PSI) et un débit de 140 litres/min (A320) malgré les variations de régime du moteur ou les variations de demande en hydraulique.
Le clapet anti-retour permet le passage du fluide dans une seule direction. Le clapet anti-retour eut être de sécurité pour éviter la perte totale de fluide en cas darrachement de tuyauterie, mais aussi obturateur pour effectuer des essais au sol, Bypass pour permettre la communication d'un filtre en amont et en aval si celui-ci est colmaté et enfin navette si il alimente deux circuits différents.
Le clapet de surpression à pour but de limiter la pression du circuit haute pression à une valeur maximale, lexcédant est dérivé dans le circuit de retour.
Le clapet de dépression permet de faire chuter la le circuit haute pression et vider le fluide hydraulique avant lintervention de la maintenance.
Les servocommandes sont alimentées en permanence par les 2 circuits, elles perdent donc la moitié de leur puissance en cas de panne d'un des circuits. Les autres servitudes (hypersustentateurs, aérofreins...) ne sont généralement alimentées que par l'un ou l'autre. En cas de panne, elles ne sont donc plus utilisables, ou alors leur alimentation se fait via l'autre circuit par une commande secours (trains d'atterrissage).
Comment fonctionne un système hydraulique ?
De manière général, l'énergie hydraulique est composé de deux circuits hydrauliques principaux et un de secours contenant de lhuile, et reliés entre-eux.
- Le rôle du circuit A est dassurer la maneouvre de toutes les servitudes de l'avion dans les configurations normales de vol.
- Le rôle du circuit B est dassister le circuit A en cas de panne de celui-ci sur certaines servitudes comme les commandes de vol et de permettre ainsi la poursuite du vol et l'atterrissage en toute sécurité.
- Le rôle du circuit de secours est dassurer la maneouvres de toutes les servitudes vitales en cas de pannes du circuit A et B et de permettre ainsi la poursuite du vol et l'atterrissage en toute sécurité.
Le circuit A est branché sur le réacteur gauche, le circuit B sur le réacteur droit.
Chaque circuit est équipé d'un piston. Si lon pousse sur l'un des deux pistons, la pression est immédiatement transmise par le liquide à un autre piston (commandes de vols et servitudes).
Lorsque le circuit A tombe en panne, le circuit B prend le relais et assure la totalité de l'alimentation des commandes de vols et des servitudes. Lorsque le circuit B tombe également en panne, le circuit de secours s'enclenche et sauto-alimente sur la bâche du circuit B.
Dans ce cas, un système de commutateurs isole la branche des servitudes, et le Circuit de secours alimente uniquement les commandes de vols et le train d'atterissage.
Ce fonctionnement est normalement automatique, donc le pilote ne sen charge pas, il se contente de vérifier le bon déroulement du processus.
Le Power Transfer Unit (PTU) transfère l'énergie hydraulique de l'un des systèmes hydrauliques d'un avion à l'autre dans le cas où la deuxième système a échoué ou a été désactivé. Elle est capable de faire fonctionner le moteur-générateur hydraulique pendant toutes les phases de vol. Elle est par exemple utilisée pendant le roulage lorsqu'un moteur est à larrêt pour économiser le carburant.
