CELLULE   DES   AÉRONEFS

LES COMPENSATEURS


Compensateurs d'évolution

Les compensateurs d'évolution sont des dispositifs montés sur les commandes permettant de réduire ou d'annuler l'effort exigé pour manoeuvrer les gouvernes de vol.

Déport d'axe

Le principe est de reculer l'axe de rotation de la gouverne vers le bord de fuite.

Compensateur déport derive

Ci-dessous l'empennage vertical d'un DC3 à surface débordante.

Compensateur déport derive

La partie déportée, ou corne débordante exerce un effet aérodynamique dans le bon sens et augmente l'efficacité de la gouverne.

Compensateur déport Axe derive

Ci-dessous l'empennage d'un Piper L 18 à corne débordante.

Compensateur déport Axe derive

Les avions modernes n'utilisent plus ce procédé pour la gouverne de direction, mais certains avions l'utilisent encore pour les ailerons ou la gouverne de profondeur comme l'ATR 42 et 72 ou le Cessna 172 ci-dessous.

Compensateur PlanFixeCessna

Tab automatique

Une biellette relie le tab au plan fixe. Le contre braquage du tab est automatique lorsque le pilote agit sur le manche relié à la gouverne. En position neutre le tab est dans le prolongement de la gouverne.


Compensateur Tab automatique

Dans la figure ci-dessous le pilote tire sur le manche:
   -   l'ensemble mobile va pivoter autour de l'axe d'articulation A.
   -   le tab descend et la force r est dirigée vers le haut.
   -   une force R allant croissant apparaît sur la gouverne.
Mais la force aérodynamique r est suffisante pour maintenir la gouverne braquée.


Compensateur Auto braquage Tab

Servo-Tab ou Tab commandé

Dans ce cas le pilote agit directement sur le tab. Le renvoi entre la commande et la biellette du tab pivote librement sur son axe.
En poussant sur la commande:
   -   le tab monte et la force r est dirigée vers le bas.
   -   l'ensemble va pivoter autour de l'axe d'articulation A.
   -   une force R apparaît sur la gouverne.


Compensateur Servo Tab

A noter que le tab diminue l'efficacité de la gouverne.

Tab à ressorts

La commande du tab transite pour un renvoi libre monté sur l'axe d'articulation de la gouverne. Les ressorts permettent une sensation musculaire lors du braquage du tab.

Compensateur Tab àressorts

Panneau compensateur

La surface de compensation se trouve à l'intérieur du plan fixe. Ce système est monté sur Boeing 707.

Panneau Compensateur

Ci-dessus l'abaissement de la gouverne provoque une augmentation de pression côté intrados et une diminution de pression côté extrados, cette différence de pression se transmet aux chambres situées dans le plan fixe et fait office de compensateur.
Des frottoirs souples en caoutchouc en bout du panneau permettent l'étanchéité entre les deux chambres.
En position neutre les deux chambres sont reliées par un by-pass de façon à conserver au système son rôle de compensateur d'évolution.

Equilibrage statique

Les gouvernes peuvent être soumises à des oscillations causées par la flexion et la torsion de la structure dont les fréquences naturelles sont modifiées par les forces aérodynamiques. A certaines vitesses les fréquences de torsion et de flexion se rejoignent, créant un battement ou flottement de la gouverne qui s'amplifiera très rapidement pouvant aller jusqu'à la destruction de l'aérodyne.
La gouverne sera plus sensible au flottement appelé 'flutter' si son centre de gravité est éloigné de son axe d'articulation.
Il existe plusieurs solutions pour ramener le centre de gravité plus en avant en plaçant des masses de plomb.

Compensateur les Masselottes

Ci-dessous le compensateur à masselotte externe des ailerons du Fiseler Fi156 (Morane Saulnier 500/505)

Compensateur ailerons Fischer

Compensateurs de régime

Les compensateurs de régimes ont leurs propres commandes et servent:
- à annuler l'effort sur la gouverne de vol pour un braquage à un régime donné.
- à supprimer la nécessité de braquer la gouverne pour un régime de vol donné (cas du PHR).

Tab fixe

Cette méthode très simple consiste à fixer une petite plaque métallique sur le bord de fuite de la gouverne. Montée sur la gouverne de direction sur nombre d'avions légers, elle est utilisée pour contrer le souffle hélicoïdal en vol de croisière. L'inconvénient est que le réglage ne peut se faire qu'au sol et devra être vérifié ensuite par un vol d'essai.

Tab derive Jodel

Trim

Une biellette dont l'un des bouts est fileté, relie le tab à un écrou placé sur l'axe d'articulation de la gouverne.
En faisant tourner l'écrou soit par un système de moteur électrique, soit par un système manuel (câble et pignons) dans un sens ou dans l'autre, on fait varier la longueur de la biellette.

Compensateur Trim

Il serait donc tout à fait possible de piloter en utilisant ce trim.

Plan horizontal réglable - PHR

Le PHR ou THS en anglais pour Trimmable Horizontal Stabilizer agit sur l'ensemble du stabilisateur horizontal en le faisant pivoter autour de son axe transversal. Il en existe différents types mais le principe de fonctionnement reste le même.
Deux moteurs électriques ou hydrauliques (généralement un normal et un de secours) entaînent un vérin composé d'une vis sans fin. L'ensemble du mécanisme est soit monté à l'arrière du fuselage (Airbus), soit monté dans le plan fixe vertical ( Fokker et Falcon ).
La tête du vérin est fixée à l'avant au PHR. En faisant tourner les moteurs dans un sens ou dans l'autre, la tête du vérin monte ou descend et fait varier l'incidence du PHR, qui sert alors de compensateur et le braquage de la gouverne n'est plus nécessaire.

Compensateur Stabilisateur

Sur l'Airbus 300 le débattement du PHR est de vers le haut et 12° vers le bas. A noter que sur certains gros porteurs le PHR sert également de réservoir de carburant.

Assistance

Sur les avions de transports modernes en raison des dimensions importantes des gouvernes et des forces aérodynamiques s'exerçant dessus, ainsi que la longueur des tringleries pour atteindre ces gouvernes, le pilote n'agit plus directement sur les gouvernes mais sur des servo-commandes qui produisent la force nécessaire pour braquer les gouvernes..



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