Processus et contrôle aujourd'hui

29/08/2023 Portescap SA

Un contrôle précis des ailerons du missile peut faire la différence entre atteindre ou rater la cible. L’actionnement des ailerons dépend d’une solution de mouvement offrant un contrôle dynamique fiable et élevé, dans un boîtier à forte puissance. Une stratégie personnalisable prête à l'emploi (COTS) peut aider à atteindre ce résultat, en minimisant le temps de développement tout en répondant aux critères opérationnels essentiels.

Pour obtenir une précision à quelques mètres du point d’impact prévu du missile, un contrôle précis des ailerons est fondamental. Alors que le système de guidage contrôle la trajectoire, les performances de la solution de mouvement, comprenant le moteur et la commande par rétroaction, sont cruciales pour obtenir une position précise et réactive des ailerons du missile. La capacité d’actionner les ailerons selon un angle précis, en réagissant rapidement à un feedback continu, est essentielle pour atteindre la précision de la cible.

L’actionnement des ailerons de missile nécessite un système de contrôle de mouvement capable de générer un couple suffisant pour déplacer la position contre les forces aérodynamiques, y compris une vitesse pouvant atteindre plusieurs fois la vitesse du son. Cependant, la masse et le volume physique sont des contraintes critiques, à la fois en termes de charge utile globale de l'avion lorsqu'il s'agit de missiles à lancement aérien, ainsi qu'en termes de caractéristiques de performances de vol du missile lui-même.

Contrôle dynamique élevé

Les moteurs à courant continu sans balais, également connus sous le nom de BLDC, sont la conception préférée, et l'une des principales raisons est leur densité de puissance inhérente. L'absence de balais peut être combinée à une conception sans fente qui permet une plus grande concentration des enroulements, augmentant ainsi le couple pour le facteur de forme. L'augmentation à quatre pôles du moteur, au lieu de deux, permet également de conserver la même masse et les mêmes dimensions, mais d'optimiser le couple. En conséquence, les conceptions de moteurs comme le Portescap 30ECT Ultra EC™ peuvent augmenter la puissance de sortie du système de 20 % pour l'enveloppe donnée. Le 30ECT90 peut générer jusqu'à 225 mNm de couple continu maximum, ainsi que le couple maximal requis pour un fonctionnement hautement dynamique ; il peut également maintenir un couple maximal de 2 secondes créant 2,4 Nm.

Des performances dynamiques élevées sont essentielles pour permettre un contrôle virtuel des ailerons en temps réel afin de maintenir une trajectoire précise à partir d'un retour d'information situationnel. Contribuant à une accélération rapide, une faible inertie est obtenue grâce à la conception sans fente grâce à son rotor plus léger, améliorant la réponse dynamique. Un moteur sans fente réduit également le couple d'engrenage, fournissant ainsi un mouvement fluide essentiel pour optimiser le contrôle. La commutation électronique du moteur BLDC est également essentielle à ce processus, et les moteurs 30ECT Ultra EC intègrent des capteurs Hall pour fournir un retour de position du rotor, ainsi qu'un contrôle du moteur, notamment la vitesse et le couple.

La fiabilité est cruciale

Compte tenu de l’impératif de précision, garantir la fiabilité de l’actionnement des ailerons est tout aussi essentiel. Une construction de moteur très robuste est essentielle, offrant une résistance aux chocs et aux vibrations. Construits en acier inoxydable, les moteurs 30ECT sont dotés de brides avant soudées au laser pour une durabilité accrue. Les moteurs peuvent également fonctionner sur une large plage de températures, de -55°C à 85°C. La conception du moteur optimise le comportement thermique lors de cycles répétitifs avec une charge de pointe élevée, typique des exigences de changements de position fréquents d'une aileron.

Alors que les caractéristiques du BLDC minimisent les pertes de friction tout en améliorant la régulation thermique, les attributs sans fente minimisent les courants de Foucault qui contribuent également à la génération de chaleur. La réduction des courants de Foucault minimise également le bruit électronique, où il est impératif de garantir la compatibilité électromagnétique, aux côtés des dispositifs avioniques et électroniques. De plus, la conception sans fente réduit le risque de densités de flux magnétique concentrées pouvant générer des interférences sonores.

Avantages de la stratégie COTS

Compte tenu des enjeux liés à l’actionnement des ailerons de missile, une approche de contrôle de mouvement sur mesure est une option. Cependant, le temps constitue la contrainte majeure dans la conception à partir de zéro, où le développement d'outils à lui seul peut prendre plus d'un an. Au lieu de cela, une solution personnalisable prête à l’emploi (COTS) constitue une stratégie pratique qui combine une conception sur mesure avec une livraison rapide.