De l'électricité dans l'air à la suite d'un vol d'essai du Bell 412

L'équipage d'essai de l'aéronef de recherche sur les systèmes évolués (ASRA) à commandes électriques se compose (de gauche à droite) du pilote de sécurité Stephan Carignan, de l'ingénieur d'essais en vol Carl Swail, et du pilote d'essai Bill Gubbels.

Après huit ans de service relativement classique comme hélicoptère de recherche, le Bell 412 de recherche sur les systèmes évolués (ASRA) est maintenant prêt à se lancer à l'assaut de l'azur dans un nouveau rôle. Muni de quatre actionneurs de commande spécialisés, de nombreux capteurs, de circuits hydrauliques parallèles, de tableaux de bord spéciaux et d'une gamme impressionnante de matériels et de logiciels ainsi que d'un réseau de câblage électronique, l'ASRA est devenu la machine volante la plus souple au monde.

"Une fois son calculateur de bord programmé, l'ASRA peut se comporter comme un hélicoptère complètement différent, comme un avion, un jet Harrier, un chasseur de combat et même comme une montgolfière," précisent le pilote d'essai et chargé de recherche à l'IRA Stephan Carignan.

Carignan, en compagnie de l'associé de recherche Bill Gubbels et du chargé de recherche Carl Swail, a effectué le premier vol à commandes électriques de l'ASRA le 8 février 2001. Il s'agissait de valider le fonctionnement des divers systèmes de sécurité lors d'embrayages réels des commandes électriques en vol.

"Pendant le vol, j'ai exécuté plusieurs embrayages sur un seul axe et sur quatre axes à bord de l'appareil en mode direct au moyen d'un seul manche de commande latéral," a affirmé Gubbels. "Les embrayages, dont l'un a duré plus de deux minutes, se sont bien déroulés. Le circuit de sécurité a tellement bien fonctionné que nous avons été en mesure de créer les déclenchements de système nécessaires à l'essai des caractéristiques réversives et des algorithmes de sécurité de tout le circuit".

L'ASRA se fonde sur quarante ans de recherche sur les commandes de vol électriques de la part de l'IRA pour offrir de nouvelles techniques qui surpassent tout aéronef antérieur dans les domaine de la recherche et de l'entretien courant.

L'élément clé est le module de contrôle d'état du système (HMU). Ce dernier examine l'état actuel de l'appareil, prédit ce qui va se passer si la prochaine commande est exécutée et détermine si ce prochain état est acceptable.

S'il détecte une situation dangereuse, il débraye les commandes électriques et redonne au pilote de sécurité la commande mécanique.

Comme outil de recherche l'ASRA est un excellent moyen d'évaluer des modifications et de nouveaux concepts. Grâce à un peu de programmation, les pilotes d'essai peuvent expérimenter ce qui se passerait si des modifications étaient apportées au train d'engrenages. Les avantages des nouvelles conceptions sont même plus substantiels.

"Habituellement, un client vient nous voir avec une description mathématique de la prédiction de vol d'un modèle d'aéronef," dit Stewart Baillie, directeur du Laboratoire de recherche en vol de l'IRA. "Nous entrons ces données dans le calculateur, puis nous plaçons le pilote évaluateur du client dans le poste de pilotage pour un essai en vol de cet appareil. Ainsi, le client est en mesure d'exécuter et d'évaluer les réglages bien avant l'étape de production."

L'ASRA va aussi remplir une variété de fonctions de service, notamment agir comme véhicule principal pour l'entraînement des pilotes d'essai. La flexibilité de l'appareil donne aux pilotes d'essai une chance de prendre le pouls de plusieurs appareils différents ou d'approfondir leur expérience au moyen d'une variété de caractéristiques de l'appareil.

"Nous pouvons faire passer le comportement de l'appareil de très paresseux à très dynamique, ajouter des délais ou modifier le fonctionnement des contrôleurs," précise Stephan Carignan." Si un pilote répète continuellement une tâche en vol, à mesure que des modifications sont intégrées à chaque nouvel essai, il peut se rendre immédiatement compte des effets de ces caractéristiques sur sa capacité à piloter facilement et précisément l'appareil."

Tant pour la recherche que pour le service, le Bell 412 ASRA à commandes électriques constitue un produit complémentaire aux simulateurs au sol.

Les simulateurs peuvent contrôler précisément toutes les variables d'une expérience, mais il leur manque le réalisme et l'effet psychologique du vol. Dans l'ASRA, vous sacrifiez un peu du contrôle de l'expérience, mais profitez d'un véritable essai en vol d'un concept donné. Les repères de déplacement et les repères visuels sont tout à fait réels, ce qui amène les pilotes à utiliser les mêmes stratégies que sur l'appareil réel.

Préparer l'ASRA au vol à commandes électriques est le fruit d'un travail d'équipe sur le long terme. Depuis l'acquisition de l'hélicoptère en 1993, bien des gens de l'IRA ont travaillé étroitement avec le personnel du bureau d'aide aux programmes de recherche du CNRC. Des spécialistes du vol, des ingénieurs, des développeurs de matériel, des programmeurs de logiciels, des concepteurs et du personnel d'atelier ont tous joué un rôle clé pour s'assurer que tous les aspects de l'appareil étaient entièrement intégrés et qu'ils fonctionnaient de façon optimale. En tout, selon les estimations de l'IRA, environ cinq années-personnes ont été consacrées à ce projet.

Le projet de 8 millions de dollars a été soutenu financièrement en partie grâce à des contributions et à des dons de produits des partenaires de l'IRA, notamment du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG), le ministère de la Défense nationale, Bell Helicopter Textron, la Compagnie Marconi du Canada, CAE Électronique et Litton Systems Canada.

"Grâce à l'ASRA, nous pouvons étudier n'importe quoi, de l'hélicoptère de base et de la dynamique des aéronefs jusqu'à l'aménagement du poste de pilotage et des aspects des contrôleurs," conclut Stephan Carignan. "Cette nouvelle capacité nous permet de repousser les limites de la recherche dans ce secteur."