Minimanche

Introduction

Vue du cockpit d'un A380 montrant le minimanche

Le minimanche (en anglais side-stick pour manette latérale) est une manette permettant de contrôler les mouvements d'un avion équipé de commandes de vol électriques[1] sur les axes de roulis et tangage. Il remplace le manche à balai qui équipe les avions à commandes de vol traditionnelles.

Sa désignation officielle est control column (colonne de commande).

Description

Dans un avion monoplace, le minimanche est généralement situé à droite du pilote, la main gauche étant utilisée pour la manette de commande des moteurs.

Dans un cockpit à deux places, le minimanche est situé à l'extérieur (gauche pour le pilote, droite pour le copilote), les commandes des moteurs étant communes aux deux pilotes et situées au centre.

L'introduction du minimanche sur les avions civils permet de dégager l'espace face au pilote, espace qui peut être utilisé pour une tablette de travail. Sur un avion militaire, cet espace peut permettre de placer un écran radar plus important.

La manipulation du minimanche nécessite des efforts très réduits de la part du pilote. Il existe néanmoins généralement un effort de rappel vers la position manche centré, pouvant être réalisé au moyen de ressorts, ainsi qu'un système d'amortissement. Sur certains avions, le manche peut être motorisé et est capable de se déplacer sans manipulation par le pilote : on parle alors d'un manche "actif".

Cockpit du F16 avec minimanche latéral

La position du manche est mesurée au moyen de capteurs internes. Sur le F-16, le manche est presque fixe (et l'était entièrement dans le YF-16[2]) et la pression appliquée par le pilote est déterminée par des jauges de déformation[3].

Le minimanche, comme le manche classique, peut être équipé de boutons commandant les fonctions les plus utiles : radio, déconnexion du pilote automatique, ou encore commande de tir sur avion militaire.

Fonctionnement

Les ordres appliqués par le pilote sur le minimanche sont mesurés par des capteurs internes, convertis en signaux électriques et transmis aux calculateurs de commandes de vol.

A l'opposé d'un manche traditionnel dont la position commande directement le braquage des gouvernes aérodynamiques (notamment la profondeur et les ailerons), l'ordre du minimanche est interprété par les calculateurs de commandes de vol comme une consigne sur la trajectoire de l'avion, qui s'exprime classiquement en facteur de charge (pour l'axe longitudinal) et en vitesse de roulis (pour l'axe latéral). Les calculateurs réalisent un asservissement de l'avion autour de cette consigne, et déterminent pour cela le braquage à appliquer à chacune des gouvernes aérodynamiques. Le gain entre l'ordre manche et l'ordre envoyé à la gouverne est variable selon le point de vol (vitesse, altitude, configuration), des fonctions de stabilisation et de protection du domaine de vol pouvant également intervenir.

Sur un avion bi-pilote, dans la mesure où il n'y a pas de lien mécanique entre les deux minimanches, il existe un risque que pilote et copilote appliquent simultanément un ordre, pouvant être différent. Différentes solutions peuvent être prévues pour limiter le risque associé :

Une alarme audio ("Dual input"), une alarme lumineuse[4] ou une vibration du manche peuvent s'activer
Un système de minimanches actifs (c'est-à-dire motorisés) permet sur certains avions de reconstituer le couplage entre les deux manches. Cette solution a été retenue par Gulfstream sur les G500/G600[5].

Dans tous les cas, il revient aux calculateurs de commandes de vol de déterminer l'ordre résultant d'une entrée simultanée sur les deux manches. Par exemple, sur Airbus A320, lorsqu'un pilotage simultané est détecté les ordres des minimanches pilote et copilote sont algébriquement sommés[6].

Par ailleurs, il existe généralement une possibilité pour chacun des pilotes de prendre la priorité en rendant inactif le manche de l'autre pilote, ceci par un bouton dédié pouvant être commun avec la déconnexion du pilote automatique[6].

Historique

Les avions d'Airbus (depuis l'A320) ont été les premiers à être dotés d'un minimanche latéral et permettant de dégager totalement l'espace situé entre le pilote et le tableau de bord. A l'inverse, aucun des avions Boeing n'est à ce jour équipé de minimanche.

Le minimanche a été retenu sur plusieurs avions d'affaires : c'est notamment le cas des Dassault Falcon 7X, 8X et 6X, des Gulfstream G500 et G600, des Bombardier Global 7500 et Global 8000.

Le minimanche équipe également des avions militaires tels que les General Dynamics F-16 Fighting Falcon, Mitsubishi F-2, Dassault Rafale et Lockheed Martin F-22 Raptor.

Notes et références

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Side-stick » (voir la liste des auteurs).

Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 463. Aviation Supplies & Academics, 1997. (ISBN 1-56027-287-2)
(en) L. F. E. Coombs, Fighting Cockpits 1914-2000 : Design and Development of Military Aircraft Cockpits, Airlife, 1999, 185 p. (ISBN 978-1-85310-915-7, lire en ligne), p. 136
(en) J. C. Gibson, The definition, understanding and design of aircraft handling qualities, Delft University Press, 1997 (lire en ligne), p. 46
(en) F Combes, « Dual Side Sticks inputs », Safety First,‎ décembre 2006 (lire en ligne)
(en) Sakae Yamamoto et Hirohiko Mori, Human Interface and the Management of Information. Information in Applications and Services: 20th International Conference, HIMI 2018, Held as Part of HCI International 2018, Las Vegas, NV, USA, July 15-20, 2018, Proceedings, Part II, Springer, 9 juillet 2018 (ISBN 978-3-319-92046-7, lire en ligne)
Bureau Enquêtes et Analyses, « Approche non stabilisée, déclenchement d’alarmes GPWS et MSAW, double pilotage, approche interrompue, de nuit, en instruction », sur bea.aero, novembre 2014 (consulté le 9 mai 2022)

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[Crane-1] Crane, Dale: Dictionary of Aeronautical Terms, third edition, page 463. Aviation Supplies & Academics, 1997. (ISBN 1-56027-287-2)

[2] (en) L. F. E. Coombs, Fighting Cockpits 1914-2000 : Design and Development of Military Aircraft Cockpits, Airlife, 1999, 185 p. (ISBN 978-1-85310-915-7, lire en ligne), p. 136

[3] (en) J. C. Gibson, The definition, understanding and design of aircraft handling qualities, Delft University Press, 1997 (lire en ligne), p. 46

[4] (en) F Combes, « Dual Side Sticks inputs », Safety First,‎ décembre 2006 (lire en ligne)

[5] (en) Sakae Yamamoto et Hirohiko Mori, Human Interface and the Management of Information. Information in Applications and Services: 20th International Conference, HIMI 2018, Held as Part of HCI International 2018, Las Vegas, NV, USA, July 15-20, 2018, Proceedings, Part II, Springer, 9 juillet 2018 (ISBN 978-3-319-92046-7, lire en ligne)

[:0-6] Bureau Enquêtes et Analyses, « Approche non stabilisée, déclenchement d’alarmes GPWS et MSAW, double pilotage, approche interrompue, de nuit, en instruction », sur bea.aero, novembre 2014 (consulté le 9 mai 2022)