Banc d'essai de matériaux pour tests longue durée d'avions
Vérin d'essai Hänchen dans le banc d'essai

En 40 ans, 30 types d'avions

Tests avec les vérins d'essai Hänchen

Simulation pas seulement sur ordinateur

Technologie de base hydraulique

« Pour le test dynamique de la fatigue des matériaux sur les avions, l'hydraulique est la technologie clé pour la simulation de charge. Car chez nous, la technique de commande, de mesure et des fluides travaillent main dans la main », explique Woithe. « Les calculateurs doivent donner des consignes en temps réel, qui sont ensuite commandées à l'aide d'API via des circuits de régulation avec des capteurs de force dans une comparaison valeur de consigne/valeur réelle. Outre la commande, ils servent également à prévenir les surcharges. Des vérins d'essai de haute qualité sont une condition de base pour garantir un déroulement de test réaliste. Ce faisant, en 27 ans, nous avons, avec Hänchen, toujours redéfini les limites du possible, tout en obtenant un bon rapport qualité-prix et un grand respect des délais. » Les vérins d'essai d'Ostfildern ont connu le succès grâce à leurs atouts, tels qu'un frottement particulièrement faible, une étanchéité optimale, une excellente réactivité, une faible usure, une vitesse de piston extrême, un faible couple de rupture, une résistance à la fatigue et une longue durée de vie.

Deux vies et demie en 18 mois

Pour des raisons de sécurité, plus de deux vies et demie d'avion sont prouvées expérimentalement. Afin de vérifier la fatigue des matériaux, toutes les phases de vol sont simulées : le décollage et l'atterrissage ainsi que toutes les phases de vol où l'Airbus est soumis à des changements de charge, c'est-à-dire les rafales verticales et horizontales ainsi que les manœuvres de vol. Ainsi, même un long vol transatlantique dans de bonnes conditions météorologiques peut être résumé en un programme de simulation d'un quart d'heure ou d'une demi-heure. Pour les catégories de vols court, moyen et long-courriers, une série de vols typiques, allant du vol standard au vol extrême difficile, ont été définis. Ils consistent en des données de charge pour la cellule de l'avion avec l'attribution à un profil d'altitude. En effet, la cabine est soumise à une pression interne accrue via un système de compresseur et deux réservoirs d'air, en fonction de l'altitude simulée, afin de simuler la différence de pression entre la cabine et l'environnement en fonction de l'altitude de vol respective. Un déroulement de programme Flight-by-Flight, qui comprend plus de 1 000 vols, est créé à partir de ces types de vols. Il est répété jusqu'à ce que le nombre prédéfini de vols totaux soit atteint. Une surveillance visuelle constante par des inspecteurs, des inspections approfondies de plusieurs jours de l'ensemble de la structure de test ainsi que des mesures périodiques de 3 600 jauges de contrainte et 80 capteurs de déformation garantissent que les dommages survenant sont immédiatement détectés. Étant donné que l'avion est conçu pour être tolérant aux dommages, les fissures sont observées dans leur développement après leur apparition, jusqu'à ce que la longueur critique soit atteinte. Ensuite, une réparation ou un remplacement de pièces est effectué. Un système de surveillance sophistiqué garantit que des charges non intentionnelles, et en particulier des charges trop élevées, ne sont pas appliquées par inadvertance.

La bague d'étanchéité flottante Servofloat^®

Les exigences de précision nécessitent d'éviter les forces perturbatrices telles que les effets de stick-slip des vérins. Aux extrémités des ailes, par exemple, de très faibles forces de rappel se produisent, mais elles doivent en même temps être déplacées jusqu'à 670 mm/s. Ce faisant, les ailes sont déplacées jusqu'à 2,9 m vers le haut à partir de la position zéro, et jusqu'à 1,2 m vers le bas. Mais des vibrations parasites des structures souples peuvent facilement se produire si les pistons et les tiges de piston des vérins hydrauliques ne sont pas aussi souples que possible. Ici, des tolérances de seulement 3 pour cent de la charge nominale du vérin sont acceptées, dans la pratique, elles sont inférieures à 2 pour cent. Les vibrations parasites entraîneraient des écarts de charge involontaires et fausseraient les résultats des tests. Les vérins hydrauliques avec la bague d'étanchéité flottante brevetée par Hänchen sont donc particulièrement utilisés lors des essais de structure sur les avions, car ils ont toujours le même frottement, indépendamment de la pression. Dans ceux-ci, une douille en acier se déforme à travers une fente d'étranglement et crée ainsi une fente d'étanchéité sans contact de quelques 1/100 mm. Une condition préalable à cette technologie est une précision de production de l'ordre de quelques μm, car sinon le débit de fuite entraîne des pertes hydrauliques trop importantes. Cette série de vérins 320 en version Servofloat^® apporte un avantage de coût d'environ 30 % par rapport aux vérins avec guide de tige de piston hydrostatique. Les vérins d'essai de Hänchen offrent, grâce à leur très faible frottement, la possibilité d'une très grande précision de positionnement et de répétition, sont exempts de stick-slip et conviennent aussi bien aux mouvements extrêmement lents que rapides. La résistance à la fatigue a également été un facteur déterminant dans le choix des vérins hydrauliques Hänchen. Enfin, l'essai se déroule 24 heures sur 24, sept jours sur sept.