Le Defence Science and Technology Group (DSTG) d’Australie exploite les techniques de contrôle avancées de MTS et l’expertise en ingénierie basée sur des modèles pour accélérer les essais de cellules d’hélicoptères, hautement complexes et dynamiques.
Les chercheurs du Defence Science and Technology Group (DSTG) d’Australie ont mené à bien un effort de six ans visant à construire un banc d’essai prototype capable d’exécuter un essai de fatigue à grande échelle (FSFT) sur une cellule d’hélicoptère dans un délai accéléré, comparable à celui d’un essai sur avion à voilure fixe. Connu sous le nom de programme Helicopter Advanced Fatigue Test - Technology Demonstrator (HAFT-TD), son objectif était de développer les moyens d’appliquer deux durées de vie de charges de vol dynamiques à un article d’essai d’hélicoptère à grande échelle en 2,5 ans ou moins. Afin de réduire les risques, d’adapter et d’intégrer les diverses technologies nécessaires pour atteindre les objectifs du programme, le DSTG s’est associé à la Royal Australian Navy (RAN), à l’United States Navy (USN), au Mercer Engineering Research Center (MERC) et à MTS Systems.
Compensation assistée par modèle (MAC)
Pour développer un système de contrôle capable de gérer les cadences de cycles accélérées, la haute précision et les multiples degrés de liberté requis pour le programme HAFT-TD, le DSTG a collaboré avec les ingénieurs de MTS afin de mettre au point une méthodologie avancée de contrôle assisté par modèle pour l’actionnement servohydraulique. Conçue pour minimiser les erreurs de contrôle afin que des essais complexes et dynamiques puissent être exécutés beaucoup plus rapidement, la Compensation assistée par modèle (MAC) utilise un modèle d’analyse en temps réel, comprenant un modèle réduit de l’éprouvette et un banc d’essai virtuel, fonctionnant en synchronisation avec un banc d’essai servohydraulique physique via une mémoire réfléchie partagée à haute vitesse. Les commandes de soupape nécessaires pour atteindre les forces prescrites proviennent du modèle d’analyse et s’exécutent sur le banc d’essai. Les signaux de force et de déplacement circulent du banc vers le modèle, et le processus se répète à chaque cycle d’horloge.
Les charges d’essai utilisées tout au long du programme HAFT-TD représentaient les conditions les plus dommageables en termes de fatigue ainsi que les charges et déplacements les plus élevés dans le spectre d’utilisation de conception (DUS) de l’hélicoptère MH-60R Seahawk de l’U.S. Navy.
Les chercheurs du DSTG et de MTS ont utilisé, aux premières étapes du programme HAFT-TD, un démonstrateur dynamique à 6 canaux et 6 degrés de liberté (6DDD) afin de développer et de valider la méthodologie de contrôle « model-in-the-loop » qui allait devenir l’AeroPro MAC.
La cellule du MH-60R installée sur le banc d’essai HAFT-TD à 16 canaux en grandeur réelle : le DSTG a démontré sa capacité à atteindre les cadences cycliques d’essai, la précision des charges et les déformations de la cellule nécessaires à la reproduction accélérée d’un ensemble de conditions de vol du MH-60R.
