MCR n° 402  


 
 Ajout de l'autopilote 

Evolutions apportées

Autopilote

Freins à disque

Strobes

Volet de capot

Train Avant



 

 
Ce MCR est équipé de l'EFIS MGL "Voyager" qui intègre la fonction de gestion d'un pilote automatique.
Dès la conception initiale du tableau de bord et du cablage électrique, la présence d'un autopilote a donc été prévue.

L'installation de l'autopilote s'est donc limitée à deux phases :
- installer les servos moteurs de tangage et de roulis
- configurer, tester et valider l'installation.

Le servo moteur choisi est le MGL qui naturellement est le plus compatible avec les capacités de l'EFIS et au meme prix que d'autres

Servo et bielle MGL

On positionne un servo de tangage sur la commande de profondeur et un servo de roulis sur la commande des ailerons.
Il n'est pas nécessaire d'avoir un servo de direction : l'appareil est stable en lacet et les virages s'effectuent jusqu'à  30° d'inclinaison environ, sans l'action des palonniers.

On a préalablement modélisé le montage des servomoteurs : il faut prévoir un support adapté à chaque servo, ainsi qu'une bride et une bielle pour la liaison avec les commandes.


Servo aileron-modélisation

Le servo de profondeur est positionné derrière le coffre à bagage, pour actionner le tube de commande de la gouverne de profondeur. Il est fixé sur le plancher à proximité de l'antenne VHF ; un renfort du plancher par une stratification carbone, est ajoutée.
La bielle du servo actionne le tube de commande de profondeur.

 
Sevo de porfondeur installé

Le servo d'aileron est installé sous le siège droit, au dessus de la lame de train. Ce servo agit sur la barre de renvoi d’aileron du combiné manche.

Comme la quasi-totalité des MCR équipés de P.A. on a positionné le servo de roulis sur la lame de train.
La bielle du servo est solidarisée à la barre de renvoi ; cette barre a une section carrée de 15 mm, est est constituée de mousse consolidée par 2 flasques de carbone.

 
Servo d'ailerons installé

Les servos sont immobilisés sur des platines adaptées, réalisées en tole d'aluminium riveté et fixées :
- sur le plancher renforcé pour la profondeur (tangage)
- sur la lame de train pour le gauchissement (roulis)


Support du servo de profondeur

Un point crucial concerne les longueurs des bras des servos qui doivent etre strictement adaptés au débattement des commandes.
On mesure donc ce débattement, puis on décide de l'angle maximum de mouvement que l'on autorise : par sécurité 135°, et l'on obtient la longueur du bras du servo  qu'il faut pour un mouvement correct.

Cette épure montre qu'il faut un bras  de 150 mm minimum : on a donc prolongé le bras du servo par un maneton, et par sécurité ajouté une butée mécanique à l'arrière.


Bras de servo prolongé

Le cablage électrique a été prévu à la conception du tableau de bord :
- un breaker dédié uniquement aux servos sur le bus avionique
- un bouton de désactivation rapide du pilote automatique
- un circuit de puissance pour les servos (1,7 A en pointe - 0,9 A en maintien)
- une prolongation du bus CAN pour la commande des servos par l'EFIS

Le bouton poussoir de désativation rapide comporte une led jaune allumée quand les servos sont sous tension, indépendamment de l'affichage du statut de l'autopilote sur l'EFIS.  Il est positionné sur le tableau de bord.

La masse totale des servos montés et du cablage est de 3,6 kg.
Le servo de profondeur est placé en arrière de la cellule : le centre de gravité recule de 20 mm et l'impact en centrage arrière est de 2%

Phase de configuration et tests

La mise en service nécessite dans l'EFIS la mémorisation de la course de chaque servo et des paramètres de fonctionnement appliqués à chacun d'eux

  Extraits du paramétrage :

[5] Bank control setup => paramétrage du servo d’aileron                         

                        [1] Target rate of turn: 2.0°/second                                       
                        [2] Bank servo torque :30%                                          
                        [3] Bank servo magnitude : 8                             
                        [4] Heading control : Slow                                        

 [6] Pitch control setup => paramétrage du servo de profondeur                            

                        [1] Low ASI, Force nose lower: 130 km/h                           
                        [2] High ASI, Force nose up: 250 km/h                             
                        [3] Target VSI for ascent: 500fpm                                   
                        [4] Target VSI for descent: 450fpm                                
                        [5] Pitch servo torque :30%                                      

On applique sur l'autopilote des valeurs nettement à l'intérieur du domaine de vol par exemple une limite de vitesse de descente de 250 km/h alors que la VNE est de 310 km/h ou une vitesse de montée minimale de 130 km/h  pour une vitesse de décrochage en lisse de 100 km/h

L'EFIS dispose d'une fonction de test de l'autopilote au sol qui permet de vérifier le fonctionnement des servos par rapport aux commandes ; ce tets est ajouté à la checklist de décollage

L'EFIS MGL permet d'avoir 9 écrans d'affichage personnalisables : on y a ajouté des informations de fonctionnement de l'autopilote, et sur l'un deux, l'indication des efforts des servos en fonctionnement (cela a servi à affiner le paramétrage pour un fonctionnement quasi insensible de l'autopilote).

En vol il y a plusieurs modes d'utilisation de l'autopilote qui vont de "voler droit en gardant le cap"   jusqu'au suivi complet de route (mode RNAV) avec simulation d'approche ILS.

Les alertes éventuelles sont à la foi visuelles et auditives : il n'est pas nécessaire de regarder l'écran.

Un des avantages de la solution MGL Avionics, est qu'il y a un simulateur -gratuit- sur PC qui permet de s'entrainer à l'autopilote. On  a couplé le simulateur MGL avec le simulateur de vol MS X, incluant l'appareil MCR. C'est un facteur de sécurité incontournable.

En vol

L'autopilote apporte un confort indéniable qui permet de se libérer de l'action de pilotage, pour consacrer plus de temps à la sécurité extérieure, à la navigation, aux échanges avec le controle, voire de traverser une zone de faible visibilité, sans risque.

Voici l'écran d'une approche ILS simulée en vol réel : la route active du GPS est calée vers le point (virtuel) d'interception du localizer de la piste choisie sur l'aérodrome de destination.
L'autopilote en fonctionnement amène l'appareil vers ce point.
Il faut seulement controler l'altitude de vol pour l'autopilote par le bouton rotatif.


Autopilote vers point d'intercept virtuel

A l'arrivée au point d'interception (virtuel) de l'ILS, l'autopilote prend le cap de la piste.
L'EFIS affiche le message "ILS intercepted" qui est repris sur le mode de fonctionnement en bas à gauge de l'indicateur HSI, et les aiguilles en bleu permettent de controler le suivi d'axe.
Il faut gérer manuellement l'altitude par le bouton rotatif, pour être dans le plan d'approche.


Autopilote dans le glide

En pratique on désactive l'autopilote après le passage du midle marker virtuel : cela laisse une marge pour affiner l'approche manuellement.

Même avec un autopilote en fonction, il faut gérer la check-list d'approche et la vitesse !

(Voir la suite)                                                                (Retour Accueil)
   A noter
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On a choisi la puissance du servo-moteur
adaptée aux efforts sur les commandes :  couple de 4,8 Nm







 









































Si les bras des servos ont une course de près de 180° on a un blocage irréservible des commandes





















Ultérieurement, on a "encapsulé" la barre de renvoi du combiné manches dans un profilé carré en aluminium, en raison d'un risque de flambage de cette pièce






























































































































































Il est indispensable de s'entrainer sur simulateur à l'utilisation d'un pilote automatique








L'indicateur HSI peut etre orienté soit au nord, soit au cap de l'appareil (comme ici)



Couleurs des  flèches du HSI :
-rose = GPS ou
-jaune = compas
-bleu  = ILS


















On peut se trouver décalé au début sur  l'axe d'approche soit parce que l'autopilote gère la dérive soit
parce que lors de l'arrivée sur le localizer virtuel, l'autopilote engage un virage qui peut etre important  et qui dépasse l'axe.