Commandes de vol — Primaires et secondaires

1. Aperçu du chapitre

Ce chapitre couvre les systèmes de commandes de vol primaires (ailerons, gouvernail de direction, gouvernail de profondeur) et secondaires (volets, becs, spoilers, compensateurs). L'accent est mis sur les principes de fonctionnement, les procédures d'inspection, de maintenance et de dépannage, ainsi que sur les exigences réglementaires applicables selon les normes de navigabilité.

Les techniciens d'entretien d'aéronefs (TEA) doivent maîtriser les différents types de systèmes (câbles, tiges de poussée, assistés hydrauliquement, entièrement motorisés) et savoir identifier, diagnostiquer et corriger les anomalies courantes telles que les jeux, les frottements, les tensions incorrectes, les fuites internes et les dommages structurels.

2. Concepts clés expliqués en détail

2.1 Types de systèmes de commandes de vol

Systèmes à câbles et poulies : Utilisés sur les aéronefs légers et moyens. La transmission se fait par câbles en acier inoxydable ou en fibre synthétique, guidés par des poulies. La tension des câbles est critique : trop basse, elle provoque du jeu et des vibrations ; trop haute, elle accélère la fatigue et peut entraîner une rupture prématurée.
Systèmes à tiges de poussée (push-pull tubes) : Utilisés pour les liaisons rigides. Aucune déformation n'est tolérée sauf si spécifié par le constructeur. Un tube légèrement courbé peut créer des concentrations de contraintes et doit être remplacé si le manuel l'interdit.
Systèmes assistés hydrauliquement : Combinaison de commandes mécaniques et d'assistance hydraulique. Une pression hydraulique insuffisante réduit l'assistance, rendant les commandes "lourdes" (effort accru). Les fuites internes au niveau du tiroir de distribution de la servo-commande (Power Control Unit - PCU) peuvent limiter la course de la gouverne sans fuite externe visible.
Systèmes entièrement motorisés (fly-by-wire) : Commandes électriques transmettant les signaux à des actionneurs hydrauliques ou électriques. Les pannes sont gérées par redondance et logiciels.

2.2 Composants critiques et inspections

Câbles de commande : L'inspection visuelle recherche les fils cassés, la corrosion, l'usure et les déformations. Les critères de remplacement sont stricts : par exemple, plus de 2 fils cassés dans un toron sur une longueur de pas (lay length) impose le remplacement selon la plupart des manuels. Le tensiomètre est utilisé pour vérifier la tension ; tout écart de plus de 20 % au-dessus de la limite maximale est inacceptable.
Poulies : Toute fissure, même si la poulie tourne librement, rend la pièce non navigable. Le remplacement est obligatoire. Aucune réparation (graissage, collage) n'est approuvée.
Tubes de poussée : Aucune courbure n'est généralement permise. Le redressage est interdit car il crée des contraintes résiduelles. Le remplacement est la seule action légale si le manuel interdit les déformations.
Vis-mères (jackscrews) : Utilisées dans les systèmes de compensation du stabilisateur horizontal. Le grippage (galling) des filets est un défaut grave nécessitant le remplacement immédiat de la pièce. Aucune réparation temporaire (limage, graissage) n'est autorisée.
Paliers et charnières : Le jeu excessif dans les paliers de charnière peut provoquer du flottement aérodynamique (flutter), un phénomène catastrophique. Les tolérances sont spécifiées dans le manuel d'entretien.

2.3 Phénomènes aérodynamiques et mécaniques

Flottement aérodynamique (flutter) : Oscillation auto-entretenue d'une surface de commande pouvant détruire la structure. Les compensateurs (balance tabs) sont conçus pour prévenir ce phénomène. Un compensateur mal réglé peut induire du flutter.
Effort de commande anormal :
Lourd (heavy) : Souvent dû à une pression hydraulique insuffisante (système assisté), à un frottement mécanique (câbles, poulies), ou à un déséquilibre aérodynamique (compensateur mal réglé).
Spongieux (spongy) : Dans un système à câbles, cela indique généralement une tension de câble trop basse ou un câble détendu.
Dur (stiff) : Peut provenir de la corrosion des câbles (humidité), d'un mauvais alignement des poulies, ou d'un grippage mécanique.
Inversion de commande : Symptôme classique de câbles croisés. Par exemple, le compensateur de profondeur se déplace dans le sens opposé à la commande. C'est un défaut critique de sécurité.

2.4 Dépannage systématique

Démarche logique : Commencer par l'entrée (commandes dans le poste de pilotage) et progresser vers la sortie (gouverne). Vérifier les connexions, les câbles, les poulies, puis les actionneurs.
Exemple de dépannage : Volant de commande libre mais ailerons sans réponse → Vérifier d'abord la connexion au niveau du volant (chaîne, attache de câble). Un câble rompu ou une connexion desserrée est la cause la plus probable.
Diagnostic des fuites internes : Si le volant atteint sa butée mais que la gouverne n'atteint pas sa pleine course, sans fuite externe, suspecter une fuite interne dans le tiroir de distribution de la PCU. Le fluide hydraulique contourne le piston, limitant la course.

3. Formules, règlements et procédures importantes

3.1 Réglementation canadienne (CARs)

Norme 571.02 : Toute maintenance doit être effectuée conformément aux instructions du constructeur (AMM, CMM). Aucun écart n'est permis sans données approuvées.
Norme 571.03 : Tout défaut ou anomalie constaté doit être consigné dans le journal de bord (journey log) ou les registres techniques. La correction doit être effectuée avant le prochain vol, sauf si une dérogation (MEL) est spécifiquement autorisée.
Norme 571.06 : Les réparations et modifications majeures (ex. perçage de nouveaux trous dans une colonne de commande) nécessitent des données approuvées (STC, approbation de conception de réparation). L'utilisation de l'AC 43.13-1B comme donnée acceptable est limitée aux réparations mineures ou lorsque le constructeur n'a pas fourni d'instructions spécifiques.

3.2 Procédures de réglage (rigging)

Ordre de réglage : Toujours commencer par la commande dans le poste de pilotage (palonnier, volant, manche) et la mettre en position neutre (souvent à l'aide d'une goupille de réglage - rig pin). Ensuite, ajuster les câbles et les ridoirs (turnbuckles) pour amener la gouverne en position neutre.
Vérification fonctionnelle : Après tout remplacement de câble ou réglage, effectuer un essai fonctionnel complet. Par exemple, pour les ailerons : tourner le volant à droite → aileron droit vers le haut, aileron gauche vers le bas (roulis à droite). Vérifier la course complète et la symétrie des vitesses de déplacement.

Tension des câbles : Mesurée au tensiomètre. Doit être dans les limites spécifiées par le manuel. Un écart de 20 % au-dessus de la limite maximale est inacceptable. Une tension trop basse sans dommage visible indique souvent un mauvais réglage initial.

3.3 Critères de remplacement (extraits typiques)

4. Relations entre les concepts

Tension de câble et effort de commande : Une tension trop basse donne une sensation "spongieuse" et peut causer du jeu. Une tension trop haute augmente les frottements, rend la commande "lourde" et accélère la fatigue des câbles et des poulies.
Pression hydraulique et effort : Dans un système assisté, la pression hydraulique est directement proportionnelle à l'assistance fournie. Une baisse de pression (pompe défaillante, fuite interne) se traduit par un effort accru sur les commandes.
Compensateur et flottement : Le compensateur (balance tab) est conçu pour réduire l'effort de commande et prévenir le flutter. Un mauvais réglage peut non seulement augmenter l'effort, mais aussi induire un flutter catastrophique à certaines vitesses.
Réglage et centrage : Le réglage des commandes est un processus séquentiel. Si les pédales ne sont pas centrées lorsque la gouverne est neutre, c'est que le réglage a été fait dans le mauvais ordre. Il faut tout reprendre depuis le début, en commençant par les pédales.
Données approuvées et sécurité : Toute intervention sur les commandes de vol (réparation, modification) nécessite des données approuvées. L'utilisation de données non approuvées (AC 43.13-1B seul) pour une réparation que le constructeur exige de faire selon ses instructions est illégale et dangereuse. La sécurité prime sur toute considération de coût ou de délai.

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