DÉFI DU CLIENT
Lorsque les dirigeants et décideurs doivent voyager de New York à Dubaï ou de Londres à Buenos Aires, aucun autre avion d’affaires ne les y conduira plus rapidement que le Gulfstream G650®, un avion à cabine extra-large et très grande vitesse qui définit la norme d’excellence dans l’aviation d’affaires. Il transporte huit passagers et quatre membres d’équipage sur des vols sans escale jusqu’à 7,000 milles marins à des vitesses allant jusqu’à Mach 0.925.
Pour s’assurer que le jet G650 offre une expérience de vol sûre et sans turbulences, Gulfstream Aerospace Corporation utilise un système d’essai « Iron Bird », une structure spatialement correcte et aux dimensions précises spécialement fabriquée pour reproduire l’avion réel, afin d’évaluer rigoureusement les commandes de vol représentatives, l’hydraulique, les systèmes électriques et les trains d’atterrissage dans différentes conditions de fonctionnement.
Ces évaluations sont devenues plus complexes lorsque Gulfstream a décidé d’utiliser un mode d’essai interactif, un pilote manipulant les commandes de vol électriques (FBW) de l’avion. Parce que ce type d’essai implique des commandes humaines spontanées, il offre la simulation la plus précise possible pour le décollage, les manœuvres en vol et l’atterrissage. Mais cela nécessite un système d’essai capable d’appliquer des forces variables avec précision au niveau des 12 gouvernes, de manière dynamique et en temps réel.
« La simulation en temps réel est essentielle pour tester l’instrumentation du G650, en particulier parce qu’il s’agit de notre premier avion avec commandes de vol électriques », déclare Jim Moriarty, technicien en chef du projet. « Nous devons savoir exactement comment l’avion se comporterait en recevant de vraies commandes de vol. »
Même si l’Iron Bird est au sol, le gouvernail de direction, les stabilisateurs et les autres gouvernes se déplacent comme ils le feraient en vol. Les systèmes d’essai doivent fournir un effort et un déplacement précis, car même de très petites erreurs pourraient potentiellement fausser les résultats des essais ou endommager le matériel et les gouvernes du système de vol. Gulfstream a commencé à chercher des partenaires pour les essais, qui sauraient intégrer un système capable d’interagir avec le logiciel de commandes de vol de l’entreprise.
« Nous savions que le processus impliquerait une intégration personnalisée entre notre logiciel et celui du système de chargement », indique Dave Powell, responsable du laboratoire d’essai pour Gulfstream. « Nous recherchions un partenaire possédant une grande expertise technique, notamment la capacité de nous faciliter la gestion des fonctionnalités matérielles avancées dans le laboratoire. MTS s’est avéré être le candidat idéal. »
SOLUTIONS MTS
Pour aider l’équipe Gulfstream à atteindre ses objectifs d’essai ambitieux, MTS a créé un schéma de commande personnalisé qui détecte l’évolution des gouvernes et fournit ces mesures via une interface électronique. La solution d’essai utilise les données pour anticiper la façon dont le pilote dirige la simulation, puis applique les charges correctes de manière dynamique avec un risque d’erreur minimal.
Les forces sont appliquées grâce à 11 vérins hydrauliques modèle 244 et un vérin électrique pour le stabilisateur horizontal de l’avion. Pour aider à protéger le système Iron Bird de tout dommage potentiel, Gulfstream utilise le système d’annulation de charge MTS Load Abort, un collecteur personnalisé qui retire simultanément et uniformément toute l’énergie hydraulique présente dans le système si un seuil d’erreur est dépassé.
« C’est la première fois que nous concevons un nouvel avion en utilisant l’Iron Bird en mode interactif pour éprouver la conception avant le premier vol », ajoute Jim Moriarty. « C’est pour nous un moyen plus sûr, plus efficace et plus économique de voir l’impact que les forces auraient sur l’avion. Nous effectuons des essais qui ont déjà été effectués pendant le vol. C’est aussi une configuration incroyable. Nous faisons venir des propriétaires d’avions et du personnel de la FAA et ils repartent toujours impressionnés. »
AVANTAGES CLIENTS
La solution MTS permet à Gulfstream de créer un environnement d’essai Iron Bird avec des capacités dynamiques de suivi de charge en laboratoire avant le premier vol.
« L’un de nos principaux objectifs consistait à ne jamais limiter les capacités du banc d’essai », précise Walter Dumas, responsable de l’ingénierie chez Iron Bird. « Maintenant, nous pouvons programmer n’importe quelle simulation et nous sommes totalement convaincus que le système MTS appliquera la charge aérodynamique correcte à chaque surface en temps réel. Cela nous aide à tester les performances des systèmes matériels et logiciels de commandes de vol, ainsi qu’à simplifier l’intégration d’autres pièces, contribuant ainsi à valider ces nouvelles technologies innovantes. »
En incorporant la technologie MTS, le laboratoire a pu accélérer ses essais de commandes de vol de pointe. Les essais se terminent plus rapidement, ce qui améliore l’efficacité et permet de tenir le calendrier du G650 de la date prévue pour sa mise en service. Lancé en 2008, le G650 a effectué son premier vol en novembre 2009 et a commencé les essais en vol en décembre 2009. Aujourd’hui, Gulfstream continue d’agrandir sa flotte d’essai du G650, en vue de sa certification FAA et AESA en 2011 et de sa mise en service en 2012.
« Le système d’essai Iron Bird a joué un rôle clé dans le succès du premier vol du G650 », explique Dave Powell. « Les essais que nous avons effectués en 2009 ont vraiment bouleversé les systèmes de commandes de vol et identifié des domaines d’amélioration. Nous avons pu travailler avec notre équipe d’ingénieurs et nos fournisseurs pour corriger les problèmes potentiels de manière proactive et nous assurer que l’avion répondait aux attentes en matière de performances, dès le premier jour. »
Une collaboration harmonieuse entre les équipes de MTS et Gulfstream était essentielle à une intégration réussie. Les ingénieurs logiciels de MTS ont travaillé sur place dans le laboratoire Gulfstream et sont restés disponibles par téléphone. Les ingénieurs de MTS ont fourni une assistance pendant les phases de conception et développement, d’intégration, de mise en œuvre et de formation du projet, ainsi qu’une assistance technique permanente.
« L’expérience avec MTS a été formidable », ajoute Dave Powell. « Chaque fois que j’avais besoin d’eux, ils étaient présents par téléphone. L’équipe du service après-vente a été très réactive et le travail qu’elle a fait était phénoménal. En conséquence, le banc d’essai Iron Bird ressemble à un système que nous aurions conçu en interne. MTS devrait être fier de sa contribution à notre réussite avec l’avion G650. Je sais que nous le sommes. »
