Analyse du comportement de la servovalve electro-hydraulique lors de freinage des roues d'un avion (cas de Boeing 737-NG)

PLAN DU TRAVAIL

EPIGRAPHE i

REMERCIEMENTS ii

PLAN DU TRAVAIL iv

NOTATIONS GENERALES viii

INTRODUCTION GENERALE 1

I. Problématique 1

II. Objectif 2

III. Méthodologie 3

IV. Subdivision du Travail 3

V. Difficultés rencontrées 3

CHAPITRE I : GENERALITES SUR LE SYSTEME DE FREINAGE DES AVIONS 4

I.1. Introduction 4

I.2. Les roues d'avion 6

I.3. Le frein 6

I.3.1. Types des freins 6

I.3.1.1. Frein à disque 7

I.3.1.2. Frein à disque en carbone (carbone-carbone) 8

I.1.3.2.1. Puits de chaleur 8

I.1.3.2.2. Principe de fonctionnement 9

I.1.3.2.3. Avantages du frein carbone 9

I.3.1.3. Frein à disque en céramique 10

I.3.2. Frein à tambour 10

I.4. Constitution des freins 11

I.3.1. Sécurité de freinage 13

I.3.2. Paramètres mathématique 13

I.3.2.1. Calcul de la vitesse de glissement 14

I.3.2.2. Expression de couple de freinage entre surfaces en regard 15

I.3.2.3. Couple total 16

I.3.2.4. Décélération () 17

I.4. Commande de freinage 18

I.4.1. Commande classique 18

I.4.2. Commande automatique 19

I.4.2.1. Les modes LO, MED et MAX 21

I.4.2.2. Le mode normal 21

I.4.2.3. Le mode alternatif 21

I.5. Le système de régulation de freinage 22

CHAPITRE II : GENERALITE SUR LES SYSTEMES ASSERVIS 24

II.1. Définition de l'automatique 24

II.2. Notion de système 24

II.2.1. Nécessite de la boucle fermée 25

II.2. Equations d'un système linéaire 25

II.2.1. Introduction 26

III.2.2. Exemples 26

II.3. Fonction de transfert d'un système linéaire 27

II.4. Réponse temporelle des systèmes 28

II.5. Les différentes entrées classiques 28

II.5.1. L'échelon 28

II.5.2. La rampe 29

II.5.3. L'impulsion 30

II.6. Réponse d'un système 30

II.6.1. Réponse d'un système du premier ordre 30

II.6.1. Réponse d'un système du second ordre 33

II.7. Performances d'un système asservi 37

II.7.1. Stabilité des systèmes linéaires asservis 37

II.7.1.1. Critère mathématique de stabilité 38

II.7.1.2. Critère algébrique de ROUTH 38

II.7.1.3. Tableau de Routh 39

II.7.2. Précision des systèmes linéaires asservis 39

II.7.2.1. Erreur de position (Erreur statique) 40

II.7.3. Rapidité des systèmes régulés 41

II.7.3.1. Temps de réponse 41

II.7.3.2. Temps de monté 41

II.7.3.3. Dépassement maximal 44

CHAPITRE III : SERVOVALVE ELECTROHYDRAULIQUE 45

III.1. Définition 45

III.2. Classification de la servovalve 45

III.2.1. Etage hydraulique pilote 46

III.3. Constitution de la servovalve 47

III.3.1. Architecture d'une servovalve à deux étages 49

III.4. Etude simplifiée de la servovalve électro-hydraulique 50

II.4.1 Equation du moteur couple 50

III.4.2. Système buse-palette 50

III.3.3. Tiroir du distributeur 51

III.4. Principe fondamental de la dynamique (PFD) appliqué au tiroir 52

III.5. Fonction de transfert de la servovalve 54

CHAPITRE IV : ANALYSE DU COMPORTEMENT DU SERVOVALVE LORS DE FREINAGE 57

IV.1. Analyse du système 57

IV.2. Système asservi 59

IV.3. Mise en équation des éléments du système de freinage en mode normal 59

IV.4. Schéma fonctionnel du système de freinage d'un avion 61

IV.5. Comportement du système de freinage en boucle fermée 62

IV.5.1. Calcul de stabilité du système en boucle fermée 63

IV.5.2. Calcul de la précision du système en boucle fermée 64

IV.5.2.1. Erreur statique ou erreur de position 64

IV.5.3. Calcul de la rapidité du système en boucle fermée 65

V.6. Simulation du système de freinage par MATLAB 67

V.6.1. Simulation de systèmes 68

CONCLUSION GENERALE 78

BIBLIOGRAPHIE 83

ANNEXE 85