PROTECTION CONTRE LE GIVRAGE
PITOTS - SONDES - DÉTECTEURS
Introduction
Un système traditionnel pour un avion civil moyen courrier comprend :
- trois sondes de pression totale (tube de Pitot) - Prises totales ;
- quatre prises statiques (placées sur le fuselage) - Prises statiques ;
- trois sondes d'incidence de type à girouette - Sonde incidence ;
- trois détecteurs de glace Probes Heater controller (en anglais) ;
- plus les sondes de température totale de fuselage. Sonde de température.
- pour l'Airbus A380 et A350, trois Side-Slip Angle Probe ou sondes détectant l'angle latéral (glissement latéral). - Différentes prises A350 ;
Les puissances électriques, toutes les sondes étant alimentées par le réseau 115 V AC, atteignent un total de 2600 W, plus les sondes de température totale, elles-mêmes réchauffées et consommant chacune environ 300 W.
Tube de Pitot
Le système anti-givrage du tube de Pitot utilise des résistances électriques. Chaque réchauffeur de sonde utilise le courant 115 V AC alors que le circuit de détection est alimenté en 28 V DC .
La puissance maximale consommée en vol, en conditions sévères de givrage est d'environ 350 W et 100 W au sol pour chaque sonde.
Schéma de principe d'un réchauffage de tube de Pitot.
Lorsque le commutateur est sur marche au sol avant le décollage, le réchauffeur ainsi que le circuit de détection sont alimentés.
Ci-dessous, exemple de l'indication du circuit d'un anti-givrage Pitot.
- Voyant éteint (blank) fonctionnement normal
- Voyant ambre (Fault) panne
- Voyant blanc OFF (commutateur coupé)
Prise statique
Le réchauffage sert uniquement à éliminer les traces d'eau pouvant être injectées dans la tuyauterie. Les prises statiques étant montées sur la "peau" du fuselage, certains avions sont équipés de prises statiques non réchauffées (Boeing 737). La puissance maximale consommée est de 100 W en vol de 40 W au sol.
Sonde d'incidence
L'anti-givrage des sondes d'incidence utilise des résistances électriques. Le système utilise l'alimentation de 115 V AC et 28 V DC.
Il y a deux réchauffeurs :
- un réchauffeur pour la palette ;
- un réchauffeur pour le boîtier.
Side-Slip Angle
Les Side-Slip Angle Probe ou sondes détectant l'angle latéral (glissement latéral) équipent les Airbus A380 et A350. Un avion dispose de 3 sondes, et chaque sonde est connectée à la partie ADR des ADIRU. Voir définition
La sonde peut être chauffée par :
- activation d'un bit spécifique transmis par ADIRU
- action sur le bouton-poussoir PROBE & WINDOW HEAT dans le poste de pilotage.
Le circuit antigivrage utilise le courant 115 V AC avec une fréquence entre 360 et 1200 Hz. Si l'antigivrage est en panne un voyant rouge s'allume.
Détecteur de glace
Il existe plusieurs types de détecteurs de glace pour les avions. Seuls quatre types seront étudiés dans ce chapitre.
Détecteur Teddington
Le Hot Rod Ice Detector, ou détecteur de glace Teddington, est un indicateur visuel. Il se compose d'une tige ou mât mince avec une section transversale aérodynamique comportant un élément chauffant à l'intérieur, qui est commandé par un interrupteur marche / arrêt par le pilote. Le mât est incliné vers l'arrière dans le flux d'air. Une petite lampe montée dans le boîtier de l'appareil illumine le mât pour les opérations nocturnes. Les détecteurs sont situés de façon à pouvoir être vus par les pilotes sans interférer avec la vision normale.
Ci-dessous le détecteur installé sous la fenêtre latérale gauche d'un Vickers VC10, au-dessus du Tube de Pitot
En conditions de givrage possibles, le pilote surveille régulièrement le mât. La glace se forme sur le bord mince du mât avant de se former sur les bords d'attaque de l'avion. Lorsque la glace est observée, le taux d'accrétion indique la gravité des conditions. Le pilote peut alors enclencher le dégivrage du mât, puis l'éteindre pour observer à quelle vitesse la glace se reforme.
Détecteur de glace Smiths
Le boîtier du détecteur est monté à l'intérieur du fuselage avec une sonde faisant saillie dans le flux d'air libre. La sonde est un tube cylindrique creux, à l'intérieur le noyau de l'élément chauffant, comporte quatre petits trous tournés vers l'avant et deux grands trous tournés vers l'arrière. Dans les conditions de non-givrage, la pression totale dans l'unité de détection maintient l'interrupteur en état ouvert. Dans les conditions de givrage, la formation de glace sur le bord avant bloque rapidement les quatre petits trous. Il en résulte une réduction de la pression dans le détecteur, ce qui entraîne la fermeture du commutateur. Lorsque le commutateur se ferme, un témoin d'indication de glace ambrée s'allume sur le tableau de bord et l'alimentation électrique est appliquée au réchauffage de la sonde jusqu'à ce que la glace fonde et que la pression positive soit rétablie. La gravité du givrage est indiquée par la fréquence à laquelle le témoin s'allume.
Détecteur de glace à rotor
Le détecteur de glace à rotor se compose d'un boîtier monté à l'intérieur de la cellule avec un rotor denté qui est entraîné électriquement contre un couteau Knife (en anglais) fixe monté perpendiculairement à la peau du fuselage. Le rotor denté est exposé au flux d'air sur lequel la glace peut se déposer.
En vol le moteur électrique à l'intérieur du boîtier entraîne le rotor denté à une vitesse constante contre le bord d'attaque du couteau (normalement, un espace de 0,05 mm les sépare). Le couple sur le moteur dans des conditions de non-givrage est négligeable, mais la formation de glace bloque l'espace entre le cylindre tournant et le couteau, ce qui produit un léger couple qui entraîne une rotation du moteur sur ses supports et provoque une pression sur un ressort. Ce mouvement est relié à un micro-interrupteur, dont le signal peut être utilisé pour allumer un témoin d'avertissement ou pour déclencher le fonctionnement d'un système de dégivrage ou anti-givrage. Cet appareil est capable de fonctionner en continu ou peut être activé ou désactivé à la discrétion du pilote. La tête de collecte est autonettoyante et ne nécessite aucun chauffage.
Détecteur par vibrations
Le détecteur de glace par vibrations est le plus moderne des systèmes de détection de glace. Il utilise une technologie magnétostrictive (déformation d'un matériau ferromagnétique lors de son aimantation) qui conduit la sonde de détection à résonner à une certaine fréquence. Il se compose d'un boîtier d'unité de détection à l'intérieur du fuselage et d'une tige qui fait saillie dans le flux d'air.
La sonde vibre à une fréquence de 40 kHz. Dans les conditions de non-givrage, la tige maintient cette fréquence lorsque la glace s'accumule sur la tige, sa masse augmente et la fréquence des vibrations diminue. Le circuit du détecteur de glace détecte la variation de fréquence et lorsque la fréquence de résonance atteint un certain degré, un signal lumineux est activé ainsi que le réchauffage de la tige. Le réchauffage sonde reste actif pendant un temps prédéterminé pour s'assurer que la glace est bien enlevée et revenir au mode de détection. La tige continue de vibrer à 40 kHz jusqu'à ce que la glace se forme de nouveau sur la tige. La gravité du givrage est déterminée par la fréquence à laquelle le témoin lumineux s'allume. Le détecteur peut être également utilisé pour activer le circuit de dégivrage cellule et moteur.
