INSTRUMENTS DE VOL
AIR DATA COMPUTER
Introduction
Les cockpits d'avions plus anciens comportaient un grand nombre d'instruments individuels qui affichaient toutes les informations dont les pilotes avaient besoin pour piloter l'avion en toute sécurité et avec précision et pour naviguer sur la route. Ces instruments utilisaient des données provenant de capteurs Pitot, de pression d'air statique et de systèmes montés à l'intérieur et autour de l'avion pour fournir les données nécessaires à leur fonctionnement.
À la fin des années 1960, un projet militaire révolutionnaire a vu l'installation du premier dispositif unique qui prenait ces données et fournissait toutes les informations en un seul appareil compact, le Central Air Data Computer CADC , qui a révolutionné le concept de flux d'informations dans le cockpit et a posé la pierre angulaire de la technologie ADC moderne.
Air Data Computer ADC (calculateur de données aédynamiques ) est un composant avionique qui assimile les entrées des capteurs externes et des systèmes d'un avion et renvoie une série de résultats calculés, essentiels au contrôle de l'avion. Les instruments de pression classiques qui indiquent l'altitude, la vitesse et le nombre de Mach ainsi que la température sont remplacés par un ordinateur central. Cet ensemble compact, l'AIR DATA COMPUTER effectue ce que devait faire les instruments individuels auparavant.
Bien qu'un tel système soit autonome, ses sorties sont essentielles au fonctionnement du système de contrôle automatique du vol AFCS de l'avion. Les sorties de l' ADC peuvent également être utilisées pour le transpondeur, l'enregistreur de données de vol, l'ordinateur de navigation, etc.
Presque toutes les informations relatives au vol affichées dans les avions commerciaux récents équipés d' EFIS (Electronic Flight Instrument System) sont compilées par un ordinateur de données aédynamiques et permettent d'assurer un vol sûr et précis Ces ordinateurs sont également disponibles pour les petits avions commerciaux et privés sous forme d'unités compactes.
Dans les avions Airbus (A320) l' ADC est combiné avec les sources d'altitude, de cap et de navigation dans une seule unité appelée Air Data Inertial Reference Unit ADIRU qui est un composant essentiel de l'Air Data Inertial Reference System, ou ADIRS, un système fournissant des informations sur la vitesse, l'altitude et les référents inertiels de l'aéronef.
Principe de fonctionnement
L'ADC reçoit les lectures de la pression dynamique, de la pression statique et de la température totale de l'air. La pression dynamique + statique est utilisée pour mesurer la vitesse. La pression statique mesure l'altitude et la vitesse verticale. La Température Totale de l'Air est convertie en Température Statique de l'Air et est utilisée pour mesurer la Vitesse Vraie de l'Air et la vitesse en Mach.
L'ADC est un appareil qui utilise des techniques de calcul analogiques ou numériques pour convertir les données de pression et de température en signaux électriques qui sont transmis aux instruments d'affichage et à d'autres systèmes.
La Figure ci-dessous montre un schéma de connexion d'un ADC au système pitot-statique de l'aéronef et à d'autres systèmes.
ADC analogique
Le type analogique utilise des variables physiques continues, telles que la tension ou la pression, pour évaluer et représenter les mesures obtenues. L'illustration ci-dessous montre un appareil d'évaluation de la vitesse d'un ADC analogique indiquant les entrées de pression statique et de pression de pitot. Les pressions sont réunies mécaniquement et, à l'aide d'un capteur de pression, transmises vers l'avant pour être utilisées par la rotation d'un arbre entraîné par un servomoteur biphasé qui à son tour est connecté à une synchro CX où la position angulaire peut être mesurée et lue comme une vitesse.
L'ADC analogique peut être divisé en interne en plusieurs modules pour l'évaluation et la transmission des données obtenues par les dispositifs de collecte de température, de pression statique et de pression Pitot - Altitude, vitesse calculée, vitesse de Mach, vitesse réelle et l'utilisation des données du module d'altitude via un module de taux de montée donnera la vitesse verticale.
Les relations entre le TAS, le nombre de Mach, la température, la pression pitot et la pression statique peuvent être exprimées sous forme de formules mathématiques. L'ADC résoudra ces formules en continu pour produire les sorties requises à partir des entrées de pression et de température sous la forme de rotations d'arbre ou de signaux électriques.
ADC numérique
Le système numérique utilise des données numériques (données binaires) pour l'évaluation et la transmission des informations. Les convertisseurs analogique-numérique, à l'entrée de l'ADC , utilisent des mesures de pression, de température et de l'angle d'attaque et les changent de la forme analogique à la forme numérique pour les utiliser dans l'ADC et les transmettre au poste de pilotage.
Actuellement les ADC sont numériques. Les transducteurs appelés unités d'interface analogique-numérique sont présents près de la source statique et de la source pitot. Les lectures sont converties en signaux numériques avant que l'ADC ne reçoive l'information. La température totale de l'air a toujours été une mesure électrique car elle utilise une résistance sensible à la température qui délivre une tension.
Plus tard, l'information sur l'angle d'attaque a été rajoutée dans l'ADC . Il utilise un capteur appelé palette d'angle d'attaque. Voir Indicateur et sonde d'incidence. Lorsque l'angle d'attaque de l'avion change, la palette se déplace. Ce mouvement est converti en signaux électriques et est utilisé pour donner une indication visuelle au pilote. Il aide également à donner l'avertissement de décrochage, et dans les avions Airbus, il déclenche les manœuvres automatiques de prévention de décrochage.
Sur les avions Airbus, l'ADC est combiné à des sources d'altitude, de cap et de navigation dans une unité unique appelée Air Data Inertial Reference Unit ADIRU ; celle-ci a été remplacée par le Global Navigation Air Data Inertial Reference System GNADIRS.
L' ADC doit pouvoir être installé sur plusieurs plates-formes et fonctionner parfaitement avec divers systèmes tiers tels que le TAWS, l'ACAS/TCA, l'EGPWS, le FMS et les transpondeurs ADS-B.
L'inconvénient de l' Air data systéme est qu'il a besoin d'énergie électrique pour fonctionner alors que les instruments de pression conventionnels n'en ont pas besoin. Il est donc nécessaire de prévoir des systèmes de secours, soit sous forme d'alimentation électrique alternative, soit sous forme d'instruments de pression simples.
