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Manoeuvrabilité extraordinaire

Comme sur Mirage 2000, le choix des commandes de vol électriques répond en premier lieu à un besoin opérationnel : dans l’environnement du champ de bataille, la charge de travail que l’équipage d’un avion de combat doit consacrer à la conduite tactique de la mission impose qu’il soit déchargé au maximum des contraintes de pilotage de base de son avion. La solution du pilotage automatique, appliquée très tôt dans l’aviation de transport et transposée aux chasseurs des années 70, répondait partiellement au besoin. Mais la technique de pilotage électrohydraulique de l’époque n’était pas applicable aux limites du domaine de vol sans se passer du contrôle de la trajectoire par le pilote.

Le principe appliqué au Rafale consiste à utiliser l’instabilité « naturelle » de l’avion et à confier à plusieurs calculateurs électroniques le pilotage des gouvernes pour forcer la stabilité et la prise en compte du pilote dans la boucle. Ceci explique la manœuvrabilité extraordinaire obtenue sur Rafale, même dans des configurations très chargées. La science de l’industriel concepteur intervient dans la maîtrise du phénomène afin qu’il ne devienne pas divergent, et dans les protections automatiques en incidence et en facteur de charge qui permettent au pilote d’explorer sans risque le domaine de vol aux limites de résistance de la structure. Les progrès réalisés depuis le Mirage 2000 permettent aujourd’hui de travailler en parallèle sur trois chaînes entièrement numériques, secourues par une chaîne analogique, avec une redondance accrue et un niveau de sécurité plus élevé.
Les commandes de vol électriques ont, par nature, des retombées sur l’utilisation opérationnelle de l’ensemble du système d’armes. Au travers de ce qu’il est convenu d’appeler « les modes supérieurs de pilotage », elles permettent en effet un couplage très efficace entre les gouvernes et les capteurs ou équipements du système qui ont une influence sur la trajectoire de l’avion : le radar ou le fichier numérique en suivi de terrain, la radio sonde, les calculateurs des conduites de tir, les centrales inertielles, les moteurs, pour ne citer que les principaux éléments concernés.

Fonctions principales du système de commandes de vol (SCDV)

L’optimisation du système a conduit à modifier la tâche initiale dévolue jusqu’à présent aux commandes de vol, notamment en lui confiant certaines fonctions habituellement assurées par d’autres sous-systèmes. Succinctement, on peut distinguer six fonctions techniques fondamentales, assurées par le SCDV.

La fonction de contrôle de configuration aérodynamique optimise cette dernière vis-à-vis de certains critères (accélération supersonique, portance maximale...). La seconde fonction de contrôle, de comportement non piloté, stabilise statiquement et dynamiquement l’avion. Elle permet de faire voler un avion instable en de nombreux points de son domaine de vol. C’est surtout cette fonction qui assure la gestion des gouvernes. La fonction de contrôle du comportement piloté assure l’adaptation optimale de la réponse de la plate-forme aux ordres du pilote : c’est d’elle que dépendent essentiellement les qualités de pilotabilité de l’avion.
La fonction de pilotage automatique de base regroupe toutes les fonctions primaires classiques de tenue de vitesse et Mach, tenue de virage... Quant à la fonction de couplage avec le système de navigation et d’armement, elle permet entre autres d’assurer un asservissement précis de l’avion à une trajectoire élaborée par ce système. Enfin, l’élaboration sécurisée des informations de vitesse, de Mach, de pression statique est assurée par la fonction anémo-clinométrique.

La mise au point du SCDV est délicate et s’effectue dans le secret des bureaux d’étude de la société Dassault, qui tient à réaliser elle-même l’intégralité du système, des « manches et manettes » aux actionneurs de gouvernes. La validation nécessite le passage au banc de l’ensemble des pilotes d’essais du programme, avant de se risquer en essais en vol. Chaque étape de réalisation est proposée au verdict du CEV, puis en évaluation opérationnelle par les utilisateurs de l’armée de l’air et de la marine. Le résultat est à la hauteur des efforts, puisque les quatre prototypes Rafale et l’ACX ont cumulé plus de 3000 vols sans incident majeur.

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