Banc d'essai Hydropuls pour la simulation de conditions de vol
Banc d'essai Ratio-Drive®, vérin d'essai comme vérin pour bancs d'essais hydraulique
Les exigences en matière de fiabilité des systèmes pour les avions de ligne, en particulier dans le domaine du système de commande de vol, sont très élevées, car la défaillance de systèmes pendant le vol peut avoir des conséquences catastrophiques. Le DLR - Centre allemand pour l'aéronautique et l'astronautique - travaille à l'Institut de technique des systèmes de vol pour accroître encore la sécurité des systèmes et garantir une fin de vol sûre, même après des événements imprévus.
Hänchen fournit l'ensemble du système d'entraînement linéaire du banc d'essai hydropulse pour deux gouvernes de profondeur, une gouverne de direction et une gouverne de direction. Afin de tester l'hydraulique de l'avion de fond en comble, le banc d'essai hydropulse simule les charges aérodynamiques qui se produisent en vol sur les systèmes de commande des gouvernes. Il est ainsi possible de tester le comportement du système dans des situations critiques dans des conditions proches de la réalité.
vérins pour bancs d'essais hydrauliques si spéciaux :
- Très bonne réactivité
- Fiabilité
- Mouvements sans stick-slip
- Très haute précision de positionnement et de répétabilité
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Technique des bancs d'essai
Exigences relatives au banc d'essai hydropulseur
- Solution complète en tant que système d'essai fermé
- Consignes de valeurs de consigne externes du client
- Actionneur hydraulique avec capteurs et commande
- Ingénierie et logiciel de Hänchen
- Couplage des interfaces matérielles de régulateurs externes avec l'électronique de Hänchen
Vérin d'essai Hydropuls utilisé
- Dimensions 54 / 40 / 180
- Convient pour le fluide Skydrol
- Fixations et accessoires : tête de rotule, bride de tige, tube de protection, capteur de position, capteur de force, plaque embase, accumulateur à membrane, valves de contrôle, plaque intermédiaire, bloc de rinçage
- Capteurs : capteur de position, capteur de force
- Combinaison de joints Servofloat®
Environnement de test Ironbird - Banc d'essai d'actionneur et simulation de cockpit
Interaction et intégration
Cela signifie que non seulement les systèmes individuels sont testés, mais aussi leur interaction et l'intégration des nouveaux composants dans le système, jusqu'à l'étude de l'influence des nouvelles solutions de système sur les caractéristiques de vol. Dipl.-Ing. Holger Spangenberg, responsable de l'Ironbird au DLR, appelle cela le “System of Systems”. De l'entrée de commande à la course de l'actionneur, il doit exister un système global continu. Il est ainsi possible d'examiner plus précisément les sous-systèmes et d'élaborer des solutions dans le domaine de la reconfiguration des systèmes de commande de vol. Ce faisant, les interactions des systèmes d'avion sont prises en compte dans le but d'accroître la sécurité des avions, même dans des conditions extrêmes. L'observation précoce des interactions des systèmes est particulièrement nécessaire pour les systèmes complexes tels que la commande de vol, car sinon, d'éventuelles influences négatives de différents systèmes ne sont détectées que tardivement et une grande partie du développement doit être refaite. “C'est aussi ce qui est particulier à notre Ironbird, à savoir qu'une simulation de l'ensemble de la chaîne de commande de vol avec une combinaison de simulation de cockpit et de banc d'essai d'actionneur permet d'obtenir une évaluation globale des systèmes de commande de vol, y compris par des pilotes d'essai”, souligne Spangenberg.
Options de test du banc d'essai
Un banc d'essai pour de nombreuses tâches
La technique moderne des bancs d'essai permet de proposer un environnement de test pour une multitude de tâches de recherche : il est ainsi possible d'intégrer de nouveaux sous-systèmes tels que des actionneurs comme les vérins hydropulsés, des capteurs ou des systèmes informatiques dans le banc d'essai. Avec leur aide, de nouveaux algorithmes de régulation ou de surveillance et de prévision de l'état sont notamment développés afin de vérifier ensuite leur fonctionnement, y compris dans différentes conditions de défaut. En outre, l'étude de nouveaux systèmes de bus de données tels que « Fly-by-light » ou « Commande de vol sans fil » est possible. Un autre domaine couvert par l'Ironbird est l'étude de nouveaux concepts de commande de vol pour l'ensemble du système de commande de vol. Il est ainsi possible d'étudier l'influence et l'interaction avec des sous-systèmes tels que les capteurs, les actionneurs et les calculateurs.
Surveillance de l'état
Pour la recherche de méthodes de surveillance de l'état pour la surveillance et la prévision de l'état d'actionneurs de commandes de vol électromécaniques ou électrohydrauliques, les procédés développés doivent être étudiés et évalués dans des conditions aussi réelles que possible. Ici, les vérins d'essai Hänchen sont utilisés comme vérin pour bancs d'essais hydraulique afin de simuler avec précision les charges aérodynamiques qui agissent sur les gouvernes en vol. Les valeurs de consigne pour la régulation des vérins pour bancs d'essais hydraulique sont fournies par une simulation de mécanique du vol. Ce faisant, le système de test calcule en fonction de différents paramètres tels que la vitesse de vol, l'altitude de vol et le braquage de la gouverne, de nouvelles valeurs de consigne en permanence et les transmet à la régulation des vérins pour la simulation des charges aérodynamiques.
Flexibilité maximale : Système d'entraînement linéaire Ratio-Drive® fabriqué par Hänchen
La construction de bancs d'essai Hänchen fournit l'ensemble du système d'entraînement linéaire pour deux gouvernes de profondeur, une gouverne de direction et une gouverne de gauchissement. Le système complet Ratio-Drive® forme un système fermé qui reçoit des valeurs de consigne externes. Le banc d'essai Hydropuls fonctionne avec des capteurs de pression intégrés par Hänchen. Cela signifie que l'actionneur complet, y compris les capteurs et la commande ainsi que le logiciel, a été réalisé par Hänchen en tant que solution complète, y compris l'ingénierie. L'entreprise avait pour mission de satisfaire aux exigences relatives aux vérins hydrauliques en termes de valeurs dynamiques limites, de forces maximales qui doivent agir sur le système, de précision des capteurs ainsi que des conditions générales du système hydraulique existant – donc le fluide, le débit de pression maximal et la plage de pression maximale. Cela signifie une flexibilité extrême, y compris pour les valeurs de consigne externes. De plus, des interfaces devaient être résolues sur le plan matériel : Afin de par exemple contourner le système de régulation de Hänchen, afin de mettre en œuvre rapidement et avec flexibilité ses propres concepts de régulation avec un Rapid Control Prototyping System, il était nécessaire de coupler des régulateurs externes avec l'électronique de Hänchen. Comme les forces transversales sont quasiment inexistantes lors des tests, le DLR utilise pour son banc d'essai des vérins d'essai de qualité Servofloat®.
La bague d'étanchéité flottante Servofloat®
Hänchen a recommandé ces vérins d'essai pour la construction de bancs d'essai, car la bague d'étanchéité flottante brevetée est le premier choix, notamment pour les applications avec des forces transversales limitées, avec une dynamique et une qualité maximales. Les vérins hydrauliques de qualité Servofloat® sont pratiquement sans frottement. Lors de mouvements extrêmement lents et très rapides, ils offrent une réduction de pression sans contact vers l'extérieur, un faible débit de fuite, une précision de positionnement et de répétition maximale et sont exempts de stick-slip.
équipement Vérin d'essai
Ces combinaisons de joints fonctionnent selon le principe suivant : Au démarrage du système, un flux d'huile hydrodynamique est établi via les chambres de vérin dans la bague d'étanchéité flottante, de sorte que la bague d'étanchéité flottante se déplace de manière métallique sans contact, en «flottant» et en s'autocentrant radialement autour de la tige de piston : La bague d'étanchéité flottante a une forme cylindrique avec un jeu défini par rapport à la tige et se trouve à l'état monté de manière excentrique dans une position aléatoire. En raison de la pression appliquée, une douille en acier se déforme en un interstice d'étanchéité sans contact dépendant de la pression de quelques 1/100 mm. Ce procédé ne fonctionne toutefois que grâce à une précision de production de l'ordre de quelques μm, car sinon le débit de fuite entraînerait des pertes hydrauliques élevées. L'huile de fuite qui s'échappe est renvoyée sans pression dans le circuit de fluide via un raccord de collecte. L'absence d'un joint en contact soumis à la pression minimise l'adhérence et le frottement de glissement dans le vérin hydraulique. Comme aucun film lubrifiant hydrodynamique n'est nécessaire en raison du mouvement relatif des partenaires de glissement, un mouvement sans stick-slip peut également avoir lieu dans la plage des plus petites amplitudes et vitesses. La bague d'étanchéité flottante n'a qu'une fonction de réduction de pression avec un débit de fuite minimal. C'est pourquoi la tige de piston du vérin pour bancs d'essais hydraulique est guidée au moyen de segments de guidage à frottement optimisé. Malgré cela, un vérin d'essai avec bague d'étanchéité flottante peut également absorber certaines forces transversales.
Cette série dispose en outre, grâce aux surfaces de piston et de palier revêtues de bronze, de propriétés de fonctionnement d'urgence qui augmentent en plus la sécurité de fonctionnement. Un autre argument frappant en faveur des vérins d'essai avec bague d'étanchéité flottante est sans aucun doute le prix. En effet, cette série ne se différencie des vérins d'essai avec guide de tige de piston hydrostatique que par une sensibilité légèrement plus élevée aux forces radiales, mais apporte un avantage de prix considérable. Apprenez-en davantage sur le vérin pour bancs d'essais hydraulique Hänchen.
Le concept et la performance doivent être corrects
Selon M. Spangenberg, les experts du DLR ont décidé d'utiliser les vérins Hänchen en raison « du bon concept ainsi que du rapport qualité-prix de la technique de banc d'essai Hänchen. Le comportement quasi-hydrostatique avec la même qualité de régulation et à un prix très avantageux nous a finalement convaincus ». La recommandation d'un collègue d'Airbus, qui collabore avec succès avec Hänchen depuis des années, a également joué un rôle. En collaboration avec Hänchen, le DLR a ainsi développé les exigences relatives au système, en intégrant sans cesse les conseils utiles des experts en hydraulique d'Ostfildern. Un projet actuel est l'étude de nouveaux concepts de régulation pour la simulation de charge dynamique. Lorsque les paramètres de régulation et le concept seront définitivement définis, le DLR intégrera la structure de régulation dans le système de représentation. « Car il est bien sûr plus confortable de simplement saisir des paramètres que de travailler avec des régulateurs externes », explique M. Spangenberg. Ainsi, Hänchen est à la fois fabricant, prestataire de services et intégrateur de systèmes chez DLR.
© Hänchen 2009
Pourquoi Hänchen en tant que fabricant de bancs d'essai ?
Notre compétence en tant que fabricant de bancs d'essai et de machines d'essai
Notre développement de produits interne et la recherche pour le développement de bancs d'essai, de champs d'essai et de machines d'essai complexes ont posé les bases de la construction moderne de bancs d'essai. Nos exigences de qualité élevées pour nos propres produits ont massivement favorisé ce développement. Aujourd'hui, Hänchen est devenu un partenaire fiable pour les bancs d'essai et les machines d'essai individuels. Chaque banc d'essai EoL est réalisé sur mesure sur commande du client. Les bancs d'essai Hänchen sont des projets Ratio-Drive®, c'est-à-dire des machines spéciales développées individuellement avec un concept cohérent. Pour chaque projet, vous avez un interlocuteur central en tant que client. Ainsi, des champs d'essai individuels et efficaces sur le plan énergétique et des machines d'essai complexes peuvent être intégrés de manière transparente dans vos propres systèmes grâce à des interfaces définies par le client.
Des projets complexes en interne et chez nos clients font aujourd'hui de Hänchen un fournisseur de qualité fiable de machines d'essai complètes. Cela reflète notre développement de compétences de longue date - en commençant par la construction de vérins, en passant par les composants électroniques et les systèmes d'entraînement complets. Hänchen propose désormais à ses clients des machines complètes, y compris l'axe d'entraînement, le bâti et les éléments de machine.
- Plus d'un demi-siècle de compétence en matière d'hydraulique et de joints
- Vaste expérience dans la construction de machines spéciales de machines spéciales hydrauliques et électriques
- Expérience dans la construction individuelle systématisée de machines industrielles et de modernisation.
- Développement de notre propre logiciel modulaire, incluant une interface graphique pour la commande et le contrôle, ainsi que la communication au niveau du processus
- Planification et réalisation de machines d'essai et de bancs d'essai
- Concepts de sécurité complets jusqu'à PLe conformes à la directive machines, conformité CE, logiciel de sécurité