L'ultime aide-mémoire de comparaison – Bases de mouvement du simulateur de vol – Mouvement hydraulique vs mouvement électrique

Les systèmes de mouvement électrique fonctionnent depuis environ dix à quinze ans. Pendant ce temps, plusieurs ont été remplacés par des systèmes hydrauliques pour de nombreuses applications portant des poids morts. Le nombre et le type de composants dans les conceptions d'actionneurs électriques est une préoccupation majeure. Les conceptions primaires actuelles utilisent des mécanismes à vis mère, à vis à billes ou à vis à rouleaux. Tous ces éléments utilisent une multitude de composants pour effectuer le mouvement rotatif à linéaire. Des combinaisons de plusieurs rouleaux planétaires, un nombre généreux de billes de roulement et des vis-mères d'usure constituent les caractéristiques de conception des différents mécanismes. Tous ces éléments nécessitent des quantités de lubrification appropriées et généralement généreuses. De plus, à des vitesses élevées, les conceptions de vis à rouleaux et de vis à billes entraînent un bruit important émanant du nombre de pièces mobiles chargées, à moins que des mesures importantes ne soient prises pour atténuer le bruit inhérent. L'usure des composants est une préoccupation majeure. La combinaison de plusieurs petites pièces mécaniques fortement chargées est une recette pour le contact et l'usure métal sur métal. Ces conceptions, bien qu'intelligentes, ne sont pas "simples" dans leur approche pour convertir un mouvement rotatif en translation linéaire.

Installation

Les systèmes électriques nécessitent des tensions élevées pour être amenées aux actionneurs du système de la plate-forme de mouvement, dans l'espace du personnel. Des précautions particulières doivent être prises pour s'assurer que ces systèmes sont sûrs et répondent aux exigences nationales et aux codes. Les systèmes hydrauliques, cependant, nécessitent uniquement que le service haute tension soit amené à l'emplacement HPU distant uniquement. Il est courant que le HPU hydraulique soit situé dans un endroit éloigné sous contrôle strict. Par conséquent, seules de faibles tensions de commande sont nécessaires directement sur la plate-forme de mouvement.

Les systèmes hydrauliques nécessitent des tuyaux sous pression reliés à chacun des actionneurs sous le contrôle d'une servovalve. Généralement, des pressions de système entre 1000 psig et 1500 psig sont utilisées. Ces pressions sont gérées facilement et en toute sécurité par des tuyaux tressés à deux fils généralement conçus pour des pressions supérieures à 3 000 psi. Les fuites appartiennent pratiquement au passé avec les joints toriques modernes SAE, JIC et autres configurations de raccords. De même, les huiles hydrauliques peuvent être remplacées par des huiles minérales « de qualité alimentaire » dans les situations où cela est nécessaire. La description des systèmes hydrauliques modernes à haute performance comparables à ceux utilisés dans les équipements commerciaux et industriels est trompeuse. Les systèmes hydrauliques modernes n'ont pas les problèmes de fuite et de rupture associés aux équipements d'outils à faible coût.

Simplicité / Complexité

Les systèmes hydrauliques sont assez simples :actionneurs, servovalves, contrôleur et ordinateur. Les actionneurs hydrauliques sont conçus pour absorber l'énergie totale du système, en cas de conditions d'emballement « pire cas ». Ceci est accompli via l'utilisation de coussins intégrés à chaque extrémité de la course de l'actionneur. Cette caractéristique de conception de cylindre très simple est intégrée au cylindre pour protéger contre toutes les pannes de commande, électriques et hydrauliques. Essentiellement, lorsqu'une condition de défaillance se produit, c'est-à-dire ; une erreur d'ordinateur, de contrôleur, d'électricité, de servovalve et même d'opérateur entraîne une panne ; les coussins intégrés dans les cylindres protégeront à la fois la plate-forme de mouvement et la charge utile contre les dommages.

Les systèmes électriques, en revanche, reposent généralement sur une combinaison de « commutateurs » et de logique de commande pour protéger le système. De nombreux systèmes électriques reposent sur un système de « freinage » pour arrêter violemment le mouvement. Bien que ceux-ci puissent être efficaces dans leur mise en œuvre, la programmation et la complexité supplémentaire entraînent un coût d'installation beaucoup plus élevé et un potentiel de défaillance du système qui peut entraîner des dommages à la plate-forme de mouvement ou à la charge utile. Il convient de noter que si tous ces systèmes électriques de secours tombent en panne, l'actionneur claquera simplement dans l'un des arrêts durs avec un verrouillage instantané de l'actionneur. Il s'agit généralement d'un bourrage qui nécessite des moyens mécaniques pour se déverrouiller, à moins que des systèmes et des équipements plus compliqués ne soient ajoutés pour limiter la décélération à des limites raisonnables.

Entretien

Les systèmes hydrauliques nécessitent généralement une maintenance environ toutes les 1000 heures de fonctionnement. Cela revient généralement à vérifier le filtre HPU, la lubrification (selon le fabricant) et le nettoyage général et à vérifier les réponses de performance. Ces vérifications de système "low tech" sont assez faciles à entretenir avec des techniques et du personnel de maintenance standard. De tels systèmes fonctionnent depuis de nombreuses années avec un entretien minimal.

Les systèmes électriques, en revanche, nécessitent généralement une lubrification environ toutes les 80 heures de fonctionnement, ainsi qu'une vérification du câblage d'alimentation et d'une multitude d'interrupteurs de fin de course, une vérification de la logique de commande et des vérifications opérationnelles du codeur/résolveur. Leur fiabilité repose sur le bon fonctionnement d'une combinaison de composants disposés en « série ». N'importe lequel des composants surveillés entraînera l'arrêt du système, augmentant ainsi le temps d'arrêt et les dépenses associées.

Bruit de fonctionnement

Les actionneurs hydrauliques utilisés dans l'espace de l'équipement sont extrêmement silencieux avec des niveaux sonores inférieurs à 50 dbA. La question du bruit du système hydraulique associé à la HPU est d'une importance significative. Ceci est généralement résolu en le localisant à distance de la plate-forme de mouvement. Ceci est avantageux pour deux raisons principales :réduction du bruit et rejet de chaleur contrôlé et réduit.

Les systèmes de plate-forme de mouvement électrique peuvent être bruyants en raison des nombreuses petites pièces mobiles dans les actionneurs en raison de leur conception particulière. Il y a un son "précipitant" significatif qui est très distinct et peut ou non interférer avec le contenu programmé sur la platine mobile. Cela peut être particulièrement préoccupant dans les applications de "simulation de vol".

Par J.F. Samicola et G.P. Kokalis