les manettes de gaz et volets, les trims


Les commandes moteur comprennent les manettes de gaz, les manettes de pas d'hélice et les manettes de débit de carburant. Le tout est regroupé sur un bloc de commande comprenant également le levier de commande des volets, une roue de trim de profondeur et deux gros boutons de réglage des tabs ailerons et dérive.

les commandes de gaz (Power Levers)

La particularité du Beech 200 est que ces commandes peuvent être tirées vers le haut, pour changer de mode d'action. Il y a trois secteurs de travail distincts pour les gaz: un secteur de 70° environ correspondant aux réglages de pleine puissance à ralenti, c'est la plage "Alpha" utilisable en vol, puis une zone de super ralenti dite "Beta" et une zone de "reverses" dite W. On ne peut passer d'un secteur à l'autre, en direction du ralenti, qu'en tirant les manettes de gaz vers le haut pour passer au secteur suivant. Les manettes seront donc en deux parties coulissantes, avec un ressort de rappel et un têton qui glissera dans une fente circulaire à trois étages pour déterminer quel effet on veut obtenir.

 

Dans la zone "Beta" le pas des hélices est inférieur au minimum requis pour voler, on ne doit donc utiliser cette position qu'au sol. Trois crans de "Beta" sont prévus dans le secteur de déplacement, avec des tractions faibles. Ces réglages sont utiles pour doser la traction nécessaire juste pour déplacer l'avion au sol à une vitesse inférieure à 25 Kts. On doit obligatoirement utiliser le secteur Beta au sol, sinon, en position plein ralenti l'avion va trop vite et on use les freins prématurément.

 

Dans notre cockpit on ne joue pas sur le calage des hélices, ce qui signifierait un potentiomètre de plus sur la manette des gaz, affecté à la voie "pas de l'hélice", mais on crée artificiellement une zone de super ralenti, en dessous du ralenti normal, en jouant sur l'étalonnage du potentiomètre normal des gaz.

 

La commande des reverses peut poser un petit problème.

Selon la liste de Peter Dowson, la variable $088C commandant les gaz prend une valeur négative de -4096 en position Reverse. Or, quand on donne cette valeur à la variable, il ne se passe rien... sur certains avions (sur le Beech d'Aeroworx, cela fonctionne normalement). Alain et Bob, au Canada et en Suisse, ont trouvé une solution: donner à cette variable la valeur -16384, et là, les reverses sont actives...

 

Autre solution, pour ceux qui n'ont pas affecté la variable $088C aux gaz, mais se servent d'une entrée analogique sur la carte USB Axes ou sur une carte Bodnar, mettre un micro-switch en fin de course des manettes de gaz, et faire générer un F2. Mais il faut un F2 à répétition, ce que la carte USB Keys ne sait pas faire. Dans ce cas on se doit d'affecter un bouton de joystick (un des 24 boutons de la carte USB Axes) à F2 dans FSUIPC ou mieux, avec LINDA, avec l'option répétition, ou de programmer SIOC avec répétition de touche (fonction Timer).

 

La séquence de démarrage est expliquée en détail sur la page concernant les interrupteurs de Starter.

 

Le code SIOC.

 

Brancher les gaz et les pas d'hélices sur une carte USB Axes ou une carte Bodnar est extrêmement simple: on calibre ce pseudo-joystick dans Flight Simulator, on peut régler les sensibilités , voire changer la courbe de réponse, pour privilégier les réglages fins du côté du ralenti, avec FSUIPC.

 

On peut faire la même chose avec SIOC, en utilisant les entrées analogiques de la carte d'expansion USB. Le potentiomètre de 10 kilohms utilisé est en quelque sorte divisé par le code en 255 "pas", Les variables à commander, $088C et $0924, ont une valeur de 0 à 16384. Par conséquent on divisera 16384 par 255, ce qui donne 64,25, coefficient multiplicateur du "pas" du potentiomètre pour faire varier la variable dans ses limites. Pour obtenir les Reverses, on ajoute au code une condition: si le potentiomètre a une valeur ohmique très faible, donc la manette dans la zone W, la variable prend la valeur -4096.

 

Dans le code, le potentiomètre est défini par trois valeurs: sa butée gauche PosL, normalement à 0, sa butée droite PosR normalement 255 et le point milieu de la course, PosC, normalement 127.

 

Si tout est parfait, on a alors le code suivant:

 

Var 0521, name R_ENG_POT, Link IOCARD_ANALOGIC, Input #1, PosL 0, PosC 127, PosR 255 // Potentiomètre gaz droite

{

IF &R_ENG_POT < 10

{

&R_ENG_THROTTLE = -4096

}

ELSE

{

L0 = &R_ENG_POT * 64.25

IF L0 > 16384

{

L0 = 16384

}

&R_ENG_THROTTLE = L0

}

}

 

Mais il arrive fréquemment que la course de la manette ne permette pas d'obtenir une course complète du potentiomètre. On y perd un peu en précision, mais dans ce cas on peut retoucher les valeurs extrêmes pour obtenir un Torque de 200 au plus ralenti , et 2000 à plein gaz. On peut également déplacer vers le haut le point milieu, pour plus de précision de réglage de mi-gaz à ralenti, ou pour corriger des manettes non symétriques, qui ne donneraient pas le même Torque pour une même position.

 

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Exemples pratiques:

 - une manette de gaz ne donne pas suffisamment de Torque à plein gaz: diminuer POS R.

 - Une manette donne un Torque ralenti trop élevé: augmenter (doucement) POS L

 - pour une même position, une manette ne donne pas assez de Torque à mi-course par rapport à l'autre: diminuer sa valeur de POS C

 Attention:     1°) si la programmation prévoit que les Reverses s'enclenchent par exemple pour POS L < 10, si vous mettez POS L à 15 pour diminuer le Torque, la position manette correspondant à <10 se trouve décalée, et les Reverses risquent de s'enclencher dès le ralenti. Bien vérifier ce qui se passe avec IOCP Console.

 2°) toujours faire ces réglages à plein petit pas.

 

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Les Reverses sont assortis à une alarme jaune: RVS NOT READY. Cette alarme a pour but d'avertir le pilote en configuration d'atterrissage (le train est sorti) que les hélices ne sont pas en plein petit pas (la variable est supérieure à 16000). Dans ce cas les Reverses ne fonctionneront pas normalement.

 

Les variables train et pas d'hélice comportent donc un appel à une sub-routine :

 

Var 0315, name RVS_NOT_READY, Link SUBRUTINE // alarme jaune RVS NOT READY

{

IF &GEAR = 16383 // train sorti

{

IF &L_PROP < 16000

{

&RVS_LED = 1 // alarme jaune RVS NOT READY

}

ELSE

{

&RVS_LED = 0

}

}

ELSE

{

&RVS_LED = 0

}

}

 

Il s'agit ici du pas de l'hélice gauche (L_PROP), rien n'empêche d'en faire autant pour l'hélice droite.


plan des manettes de gaz

Les manettes sont en acier de 2 x 20. L'ensemble des pièces tourne sur un axe A , tige filetée de 8 mm. Pour éviter l'usure, cet axe est enfilé dans un tube de 8 intérieur et 10 extérieur au passage des pièces mobiles.

Une rondelle B en Téflon protège le couple en médium M.

La pièce C est une roue dentée de 60 mm, (disponible chez GoTronic), elle fait tourner une roue dentée de 20 mm (non représentée ici pour simplifier le dessin), fixée sur l'axe d'un potentiomètre. Cette roue de 60 est vissée sur le support de poignée , D, en médium de 5 mm (voir photo).

 

La manette, F comporte un téton G de 5 mm , qui glisse de haut en bas dans une fente pratiquée dans E. Ce téton peut être une vis TH de 5, dépassant de chaque côté de la manette: elle peut alors remplacer le téton I, qui sert à accrocher un ressort ou des élastiques tirant la manette vers le bas. La manette est guidée par deux morceaux de plat d'acier de 2 x 10 mm, les frottements (très doux) se font sur une feuille de Téflon mince (voir photo).

 

Le téton G glisse dans les secteurs de 6 mm de large découpés à la scie Abrafile dans le couple M, et soigneusement poncés (voir le plan de ce secteur plus bas).

 

La manette de droite est représentée en position basse (secteur normal de réglage des gaz), celle de gauche est représentée dans la position extrême tirée vers le haut (position Reverses).

 

Le support de manettes D doit être freiné: c'est le rôle des écrous auto-bloquants et des 3 rondelles ressort fixés sur la tige filetée de 8. Pour répartir la pressions, ces rondelles serrent une rondelle d'acier épaisse et idéalement large de 60 mm, comme la roue dentée. A défaut, une rondelle de 10 large peut convenir. Remarquez que le tube de 8 x 10 est assez court pour que les rondelles ressort se serrent sur la grosse rondelle acier, et non sur ce tube. L'ensemble du mécanisme mesure 64 mm de large, les manettes de gaz sont chacune à 18 mm de l'axe de la cloison M.

 

La face extérieure de l'ensemble gaz-pas-fuel est en plexi de 2 mm. Sous ce plexi est collée une image imprimée en noir et blanc comportant les inscriptions.

Normalement le freinage des manettes sur le Beech 200 n'est pas obtenu par serrage, mais par une molette "friction" visible sur les photos de la console. On pourrait reproduire ce dispositif en ajoutant une poulie solidaire des manettes de gaz (et des autres aussi). Dans la gorge de cette poulie, on enroule deux ou trois tours de cordon nylon dont une extrémité est reliée à un point fixe et l'autre à une cosse soudée sur un écrou de 5.Cet écrou est vissé sur une tige filetée de 5 qu'on peut tourner avec les boutons "friction": par conséquent, l'écrou tire sur le cordon qui se serre plus ou moins sur la poulie et freine la manette comme on veut. Pour éviter l'usure, solution grand luxe, ce cordon peut être de la drisse en Kevlar pour planche à voile, absolument inusable et inextensible.

 

J'ai préféré monter des potentiomètres rotatifs plutôt que des rectilignes, car les Cermet sont de bien meilleure qualité, ils ne prennent pas la poussière, et l'installation est plus simple et sans aucun jeu. IOCards demande des potentiomètres de 10 kilohms.


plan du secteur de guidage des manettes de gaz avec ses trois étages


la construction en quelques images









Les manettes sont en plat d'acier 20 x 2, qui se plie facilement à froid.







De chaque côté de la cloison en médium de 10, un morceau de circuit imprimé évite l'usure du bois.

Le potentiomètre Cermet (10 Ko) est encastré à moitié de l'épaisseur.








Préparer deux supports de manette en médium de 5 de bonne qualité.

Pour plus de rigidité latérale, cette pièce pourrait être en métal.





Préparer 4 pièces d'acier 10 x 2 percées bien dans l'axe à 3.2. La manette sera guidée par ces pièces

bien parallèles, et glissera sur deux feuilles minces de Téflon.

On placera ensuite la manette, deux nouvelles feuilles de Téflon puis un couvercle.

 

 

 

 

Le couvercle, en acier de 2 mm ou époxy de circuit imprimé. La fente est assez large pour laisser passer l'écrou qui immobilise la vis TH de 5 dont la tête pénètre sur 4 mm dans le secteur cranté, et l'autre extrémité sert de support pour les deux ressorts de rappel au centre, fixés sur les vis à point rouge:








Une manette terminée. Le système de serrage de l'axe par rondelles-ressort est très efficace et progressif. L'ensemble a très peu de jeu.








Toutes les cloisons vont être enfilées verticalement sur deux axes de 6 mm. Elles seront de ce fait démontables individuellement.










Premier essayage en place.


















Il n'y a plus qu'à imprimer le capot de recouvrement, le coller sur un carton assez raide (intercalaire de classeur), et découper les fentes au cutter. Les trois instruments du haut sont faits comme indiqué au chapitre Tableau de bord.






















la face avant à imprimer

l'ensemble pedestal avant terminé
l'ensemble pedestal avant terminé

Sur le Beech Duke, à ma connaissance, les manettes Power ne se tirent pas vers le haut. Dans un simulateur,  elles pourront venir buter au ralenti sur un clip lyre. Quand on force en arrière, le clip s'ouvre, les manettes y entrent et viennent en fin de course appuyer sur un micro-switch pour les Reverses. Beaucoup plus simple à réaliser.


les manettes de pas d'hélices (Propeller Control Levers)

Très classiques, elles sont reliées comme les gaz à deux potentiomètres de 10 kilohms, branchés sur les deux dernières entrées analogiques de la carte USB, ou sur une carte USB Axes.

 

Les quatre fils pour les gaz et le pas d'hélice sont des fils blindés, reliés directement aux entrées analogiques de la carte USB, sans connecteur intermédiaire.

 

Le code SIOC:

 

Var 0522, name L_ENG_PROP_POT, Link IOCARD_ANALOGIC, Input 3, PosL 0, PosC 117, PosR 255 // Potentiomètre pas d'hélice moteur gauche

{

IF &L_ENG_PROP_POT <= 10

{

&L_PROP = -4096

}

ELSE

{

L0 = &L_ENG_PROP_POT * 64.25

IF L0 > 16384

{

L0 = 16384

}

&L_PROP = L0

}

}

 

Les variables à commander sont les $088E et $0926

 

Var 0050, name L_PROP, Link FSUIPC_INOUT, Offset $088E, Length 2 // Valeur du pas d'hélice gauche

 

{

CALL &RVS_NOT_READY

}

La position "Feathering" (mise en drapeau) ne peut être atteinte qu'en passant volontairement un point dur, la manette de pas bute sur un clip lyre, il faut pousser pour qu'elle y entre.

 

La mise en drapeau n'intervient que si certaines conditions sont réunies:

 

-micro switch de chaque manette d'hélice fermé,

- gaz au ralenti

- manette "condition lever" en position Low Idle

 

Le micro-switch appelle une sub-routine:

 

Var 0445, name L_FEATHER_SW, Link IOCARD_SW, Input 67 // mise en drapeau manuelle gauche

{

CALL &L_FEATHERING

}

 

qui fait appel aux trois conditions énumérées ci-dessus:

 

Var 0307, name L_FEATHERING, Link SUBRUTINE // mise en drapeau manuelle

{

IF &L_FEATHER_SW = 1 // micro-switch manette gauche

{

IF &L_ENG_THROTTLE < 2000 // moteur au ralenti

{

IF &L_ENG_FFLOW <= 7000 // Low Idle

{

&L_PROP = -4096 // mise en drapeau

}

}

}

}

 

et bien entendu les trois variables concernées comportent un CALL vers cette sub-routine.


les manettes de débit de carburant (Condition Levers)

la cloison manettes de carburant/volets
la cloison manettes de carburant/volets

Ces manettes ne sont pas un axe, mais de simples interrupteurs à trois positions: la première manette commande la variable Mixture 1 ($0890) et la deuxième Mixture 2 ($0928). En position Fuel Cut Off, ces variables ont une valeur = 0. En position Low Idle la valeur est 6768 (pour mon Beech), et en valeur High Idle la valeur est le maximum soit 16384. La mixture n'a pas grand chose à voir avec un turbo-propulseur, mais cela permet de sélectionner un degré de ralenti dans FS, qui s'ajoute aux zones Alpha et Beta des commandes de gaz.

 

Les interrupteurs commandant ces valeurs sont des morceaux de circuit imprimé sur lesquels viennent frotter des lames de ressorts fixées sur les manettes. Bien entendu, c'est la masse qui est reliée aux manettes. On aurait pu ne mettre que deux contacts, comme pour les volets, mais le contact du milieu est intéressant mécaniquement, il forme un crantage facilitant le positionnement de la manette.

 

Des manettes de carburant sortent 6 fils + 1 masse commune, soit 7 fils branchés sur le connecteur J3-4.

 

Ce système est satisfaisant si on accepte de démonter périodiquement ces manettes pour nettoyer les plaquettes de circuit imprimé, qui s'encrassent et font des faux contacts. L'autre option est de mettre deux micro-switches en butée, avec un code comme celui des trois positions de volets.

Note concernant le démarrage des moteurs:

 

Il faut toujours démarrer les moteurs avec le levier de fuel sur CUT OFF. Lorsque N1 atteint 11%, mettre le levier sur LOW IDLE. Si le levier était sur LOW IDLE pendant le démarrage, un démarrage "chaud" (Hot Start) est probable, ce qui endommage les turbines, et dans le cas du B200 d'Aeroworx nécessite une réparation (retour à l'atelier , voir le Pilot Operating Handbook).


la commande de trim

La roue de trim me posait bien des problèmes, jusqu'à ce qu'un ami m'offre une vraie roue de trim de 190 mm de diamètre, tout à fait adaptée à un Beech 200....

Cette roue comporte sur sa face intérieure une rainure en spirale, si bien que lorsqu'on tourne la roue, un objet à bout rond placé dans cette spirale se déplace le long d'un rayon de la roue en 9 tours et sur 45 mm. La solution idéale était donc en apparence de reprendre ce principe et de faire en sorte que la spirale guide le curseur d'un potentiomètre rectiligne. La commande de trim dans Flight Simulator peut être attribuée à un "axe" dans les Options/Commandes/Epreuves, il suffirait donc de sélectionner une voie dans un pseudo joystick et le tour est joué.

Le pseudo-joystick en question peut être la carte USB Axes de IOCards, qui comprend 5 axes , le tout étant branché directement en USB sans aucun driver ni logiciel complémentaire (pas besoin des autres cartes IOCards).

Le problème est que ce système impose au trim une position déterminée par la valeur du potentiomètre, on ne peut donc pas, sauf à commuter l'un ou l'autre système, utiliser en même temps les boutons de trim situés sur le manche.

Après beaucoup de cogitations, j'ai finalement décidé que le manche et la roue de trim délivreraient des impulsions identiques, ce sera tantôt l'un tantôt l'autre, et la roue de trim peut ainsi corriger une position déterminée par le manche, et réciproquement. On retrouve alors le principe des encodeurs, et le système le plus simple et le plus fiable que je connaisse: la pince à linge. Voir le chapitre Encodeurs pour les détails. Les impulsions sont tout simplement données par les bosses extérieures de la roue, qui ferment un micro-switch à roulette caché à la partie inférieure de la roue. Il est possible, dans les Options de FS d'attribuer à "Compensateur de profondeur vers le bas" un bouton du joystick (commande par le manche) et un équivalent clavier comme CTRL+B pour la commande par la roue de trim, par l'intermédiaire de la carte USB Keys.

L'axe de la roue est solidement fixé sur le couple 1 du Pedestal.

 

Le seul inconvénient de ce système est qu'il faut tourner la roue un bon moment avant de passer par exemple de trim 0 à trim +3: le nombre d'impulsions nécessaire est important et de ce fait la commande classique sur le manche est plus efficace.

 

Quand l'installation le permet, on peut aussi bien entendu utiliser un encodeur, un vrai, et dans ce cas on lui fait accélérer le mouvement en mettant +50 ou -50 dans Cte.Inc/+K de l'onglet Encoder de Config IOCards.

 

L'affichage de la position du trim se fait par des LEDs, commandées par la variable $0BC0. L'analyse avec la fonction READ du Controlador permet de noter les valeurs de la variable pour différentes positions de trim, par contre leur transposition dans Config IOCards Outputs n'est pas évidente, car si on met la valeur 2065 pour Trim = +1, la diode s'allume à 2065 et s'éteint à 2066... Même en élargissant la plage entre ON et OFF, je ne suis pas arrivé à un affichage satisfaisant, ce n'est pourtant pas bien différent de l'affichage de la position des volets qui, lui, fonctionne bien.


construction de la commande de trim de profondeur

La roue de trim porte une pince à linge 1 serrée sur son axe. Cette pince passera entre la butée 2 et le micro-switch 3. Le micro-switch 4 génèrera les impulsions.

Chacune des 7 LEDs 5 s'allume successivement pour indiquer la position du trim, information fournie par Flight Simulator. Ces LEDs, placées assez près du plexi imprimé 6, n'éclairent qu'un seul chiffre à la fois.

L'axe de la roue de trim était muni d'origine d'un pignon 7 pour chaîne. Une lame de ressort 8 placée au même niveau entre entre les dents, si bien que lorsqu'on tourne la roue on entend un clic-clic caractéristique. C'est incontestablement ce que j'ai fait de mieux dans ce cockpit :-)

le micro-switch générateur d'impulsions
le micro-switch générateur d'impulsions
la roue de trim terminée
la roue de trim terminée

la commande de volets

Très simple, c'est une palette reliée à un commutateur à 3 positions, se déplaçant donc sur un angle de 60°. Sur le Beech 200, les volets ont leur position désignée en pourcentage: 0%, 30% et 100% du déplacement. Normalement la palette de commande se déplace sur trois crans en échelle: il faut la pousser latéralement pour passer d'une position à une autre.

 

La commande de volets demande deux fils (et non pas trois, voir le code SIOC), plus un fil de masse. Chaque élément est démontable indépendamment.




La commande des volets: une grosse rondelle est percée à 6,1 mm et glissée sur l'axe du commutateur rotatif 3 positions. L'ensemble rondelle et axe plastique est percé à 2,3 mm et un gros clou immobilise le tout. On ne peut pas enfoncer à force une rondelle de ce type sur l'axe, le commutateur se casse. La rondelle frottera sur une pièce de caoutchouc pour freiner le tout.

 

Le code SIOC:

 

Var 0452, name FLAPS_UP_SW, Link IOCARD_SW, Input 63 // Volets position UP

{

IF &FLAPS_UP_SW = 1 // inter volets sur UP

{

&FLAPS = 0 // volets rentrés

&FLAPS_UP_LED = DELAY 1 ,650

&FLAPS_APPR_LED = 0

&FLAPS_DN_LED = 0

}

ELSE

{

&FLAPS = 8191 // Volets sur Approche

&FLAPS_APPR_LED = DELAY 1 ,650

&FLAPS_UP_LED = 0

&FLAPS_DN_LED = 0

}

}

 

Var 0453, name FLAPS_DN_SW, Link IOCARD_SW, Input 64 // Volets position DOWN

{

IF &FLAPS_DN_SW = 1

{

&FLAPS = 16383 // Volets sortis

&FLAPS_DN_LED = DELAY 1 ,1000

&FLAPS_UP_LED = 0

&FLAPS_APPR_LED = 0

}

ELSE

{

&FLAPS = 8191

&FLAPS_APPR_LED = DELAY 1 ,650

&FLAPS_UP_LED = 0

&FLAPS_DN_LED = 0

}

}

 

Var 0454, name L_HIGH_IDLE, Link IOCARD_SW, Input 16 // Cde High et Low Idle gauche

{

IF &L_HIGH_IDLE = 1

{

&L_ENG_FFLOW = 16384 // High Idle

}

ELSE

{

&L_ENG_FFLOW = 10400 // Low Idle

}

}