Électricité pour aéronefs
Compléments – Normes AC 43-13 © Andrei Radulescu 2002
10-2 NORMES AC 43-13
Généralités
Contenu du chapitre
Câblage électrique
Choix du calibre
Installation du câblage
Appareillage de connexion
Cosses
Barrettes de connexions
Connecteurs
Électricité pour aéronefs
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Généralités
Le bon fonctionnement d’un aéronef dépend de plus en plus de la fiabilité de son réseau électrique, laquelle est normalement proportionnelle à la qualité de la maintenance du réseau et donc des techniciens(nes) qui en sont chargés(es)
il est essentiel qu’on mette en œuvre les meilleures techniques et pratiques connues afin de minimiser les risques de panne
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Câblage électrique
Le câblage électrique utilisé dans les aéronefs est généralement soumis à diverses conditions
Les principales conditions que doit respecter le câblage sont :
conditions de milieu ambiant
• température
• milieu corrosif, hydrocarbure, etc
conditions mécaniques
• poids
• flexibilité
• résistance à l’abrasion
• résistance à la traction
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Câblage électrique
principales conditions
électriques
• type d’isolation
• résistance électrique
• tension maximale admissible
• intensité de courant maximal admissible
L’analyse de ces différentes conditions, permet de choisir le type de câblage que l’on doit installer dans les aéronefs
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Câblage électrique
La plupart des conducteurs que l’on utilise présentement dans les aéronefs sont fait à partir des torons (brins) de cuivre :
de 7 à 19 torons pour les petits fils
à partir de 19 pour les plus gros fils
Les torons offrent la flexibilité nécessaire aux fils
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Câblage électrique Pour mieux résister à l’oxydation et pour faciliter la soudure, les fils sont recouverts avec des différents matériaux, fonction de la température à laquelle ils doivent être utilisés.
fil temperature isolant
cuivre étamé 105C (221F) isolation PVC
caoutchouc
cuivre argenté 200C (392F) silicone
fluorocarbonne
cuivre nickelé 260C (500F) Téflon/amiante
fibre de verre
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Câblage électriqueLes torons en cuivre recouvert sont entourés d’une isolation, devenant ainsi un fil Un groupement de deux ou plusieurs fils en faisceau est appelé câble ou harnais
À part l’isolation de chaque fil, les câbles sont introduits dans des manchons ou des conduits qui les protégent contre la température et l’abrasion
Les manchons sont fait en fibre de verre qui a de bonnes qualités de résistance à la chaleur et à l’usure’ par frottement On utilise de serre câbles et des œillets passe-fil quand on traverse des cadres ou des murs des compartiments
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Procédure de choix Pour choisir le calibre des conducteurs deux conditions critiques doivent être satisfaites :
la chute de tension ne doit pas dépasser une certaine valeur, fonction du courant et de la longueur du fil l’échauffement du fil ne doit pas dépasser une certaine valeur
Aussi on doit connaître : la longueur totale du fil entre la barre et l’équipement (jusqu’à la masse)le courant que le conducteur doit supporter la tension d’alimentation le régime de fonctionnement (permanent ou intermittent – 2 min max.) comment le fil (unique, à l’air libre, en faisceaux sous canalisation et matériau)
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Vérifier les résultats
Après avoir trouvé, à l’aide du graphique, le calibre du conducteur on doit vérifier la chute de tension causée par le conducteur-même dans le circuit
Pour chaque calibre on trouve tablée la résistance du fil par 1000 pieds de longueur
On peut déterminer ainsi la résistance totale du conducteur choisi
En connaissant le courant dans le circuit on peut appliquer la loi d’Ohm et trouver la chute de tension provoquée par le fil et la comparer à la chute maximale admissible dans le circuit
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Dimensionner les éléments du circuit
Selon le type de charge du circuit on trouve la valeur maximale du courant que doit supporter l’interrupteur
Selon le calibre du fil on trouve la valeur de l’élément de protection (disjoncteur ou fusible)
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Example (1)
DONNÉESlongueur totale :
– FB1 + FB2 + FB3 + FB4 = 48”+48”+14”+0”=110”=~10 piedsCourant :
– I = 10 ATension :
– E = 14 Vrégime de fonctionnement :
– Opération continuecomment le fil :
– En harnais - cuivre
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Vérifier les résultats
Rconducteur= (4.76 x 10)/1000 =0.0476
Calibre du fil( MIL-W-5086)
Intensité nominale(Fil seul dans l’air)
Intensité nominale (Harnais ou conduit)
Résistance max.(/1000pi à 20C)
Section du fil(Circular mills)
AN-20 11 7,5 10,25 1.119
AN-18 16 10 6,44 1.779
AN-16 22 13 4,76 2.409
AN-14 32 17 2,99 3.830
AN-12 41 23 1,88 6.088
AN-10 55 33 1,10 10.443
AN-8 73 46 0,70 16.864
AN-6 101 60 0,436 26.813
AN-4 135 80 0,274 42.613
AN-2 181 100 0,179 66.832
AN-1 211 125 0,146 81.807
AN-0 245 150 0,114 104.118
AN-00 283 175 0,090 133.665
AN-000 328 200 0,072 167.332
AN-0000 380 225 0,057 211.954
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Vérifier les résultats
Vconducteur = Rconducteur x I = 0.0476 x 10 A =0.476 V
Tension nominaledu système électrique
Chute de tension permise
(Opération continue)
Chute de tension permise
(Opération intermittente)
14 V 0,5 V 1 V
28 V 1 V 2 V
115 V 4 V 8 V
200 V 7 V 14 V
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Dimensionner les éléments du circuit
Iinterrupteur = Inominal x 1 = 10 A
Tension nominaledu système électrique
Type de Charge (load)
Facteur de Dérogation
28 V.D.C. Lampe 8
28 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
4
28 V.D.C. Résistive (Chauffage) 2
28 V.D.C. Moteur 3
14 V.D.C. Lampe 5
14 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
2
14 V.D.C. Résistive (Chauffage) 1
14 V.D.C. Moteur 2
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Dimensionner les éléments du circuit
Le disjoncteur du circuit sera de 15 A
Calibre du fil de cuivre Intensité du disjoncteur (A) Intensité du fusible (A)
22 5 5
20 7,5 5
18 10 10
16 15 10
14 20 15
12 25 (30) 20
10 35 (40) 30
8 50 50
6 80 70
4 100 70
2 125 100
1 150
0 150
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Exemple (2)
DONNÉESlongueur totale :
– 3 m =~ 10 piedsCourant :
– I = 50 ATension :
– E = 28 Vrégime de fonctionnement :
– Opération continuecomment le fil :
– Unique – cuivreType de charge :
– moteur
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Vérifier les résultats
Rconducteur= (1.1 x 10)/1000 =0.011
Calibre du fil( MIL-W-5086)
Intensité nominale(Fil seul dans l’air)
Intensité nominale (Harnais ou conduit)
Résistance max.(/1000pi à 20C)
Section du fil(Circular mills)
AN-20 11 7,5 10,25 1.119
AN-18 16 10 6,44 1.779
AN-16 22 13 4,76 2.409
AN-14 32 17 2,99 3.830
AN-12 41 23 1,88 6.088
AN-10 55 33 1,10 10.443
AN-8 73 46 0,70 16.864
AN-6 101 60 0,436 26.813
AN-4 135 80 0,274 42.613
AN-2 181 100 0,179 66.832
AN-1 211 125 0,146 81.807
AN-0 245 150 0,114 104.118
AN-00 283 175 0,090 133.665
AN-000 328 200 0,072 167.332
AN-0000 380 225 0,057 211.954
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Vérifier les résultats
Vconducteur = Rconducteur x I = 0.011 x 50 A =0.55 V
Tension nominaledu système électrique
Chute de tension permise
(Opération continue)
Chute de tension permise
(Opération intermittente)
14 V 0,5 V 1 V
28 V 1 V 2 V
115 V 4 V 8 V
200 V 7 V 14 V
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Dimensionner les éléments du circuit
Iinterrupteur = Inominal x 3 = 150 A
Tension nominaledu système électrique
Type de Charge (load)
Facteur de Dérogation
28 V.D.C. Lampe 8
28 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
4
28 V.D.C. Résistive (Chauffage) 2
28 V.D.C. Moteur 3
14 V.D.C. Lampe 5
14 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
2
14 V.D.C. Résistive (Chauffage) 1
14 V.D.C. Moteur 2
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Dimensionner les éléments du circuit
Le disjoncteur du circuit sera de 35 A
Calibre du fil de cuivre Intensité du disjoncteur (A) Intensité du fusible (A)
22 5 5
20 7,5 5
18 10 10
16 15 10
14 20 15
12 25 (30) 20
10 35 (40) 30
8 50 50
6 80 70
4 100 70
2 125 100
1 150
0 150
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Exemple (3)
DONNÉESlongueur totale :
– 120 piedsCourant :
– I = 20 ATension :
– E = 115 Vrégime de fonctionnement :
– Opération intermittentecomment le fil :
– CuivreType de charge :
– moteur
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Vérifier les résultats
Rconducteur= (2.99 x 120)/1000 =0.3588
Calibre du fil( MIL-W-5086)
Intensité nominale(Fil seul dans l’air)
Intensité nominale (Harnais ou conduit)
Résistance max.(/1000pi à 20C)
Section du fil(Circular mills)
AN-20 11 7,5 10,25 1.119
AN-18 16 10 6,44 1.779
AN-16 22 13 4,76 2.409
AN-14 32 17 2,99 3.830
AN-12 41 23 1,88 6.088
AN-10 55 33 1,10 10.443
AN-8 73 46 0,70 16.864
AN-6 101 60 0,436 26.813
AN-4 135 80 0,274 42.613
AN-2 181 100 0,179 66.832
AN-1 211 125 0,146 81.807
AN-0 245 150 0,114 104.118
AN-00 283 175 0,090 133.665
AN-000 328 200 0,072 167.332
AN-0000 380 225 0,057 211.954
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Vérifier les résultats
Vconducteur = Rconducteur x I = 0.3588 x 20 A =7.176 V
Tension nominaledu système électrique
Chute de tension permise
(Opération continue)
Chute de tension permise
(Opération intermittente)
14 V 0,5 V 1 V
28 V 1 V 2 V
115 V 4 V 8 V
200 V 7 V 14 V
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Dimensionner les éléments du circuit
Iinterrupteur = Inominal x 3 = 60 A
Tension nominaledu système électrique
Type de Charge (load)
Facteur de Dérogation
28 V.D.C. Lampe 8
28 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
4
28 V.D.C. Résistive (Chauffage) 2
28 V.D.C. Moteur 3
14 V.D.C. Lampe 5
14 V.D.C. Inductive (Relais, solénoïde)
2
14 V.D.C. Résistive (Chauffage) 1
14 V.D.C. Moteur 2
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Dimensionner les éléments du circuit
Le disjoncteur du circuit sera de 20 A
Calibre du fil de cuivre Intensité du disjoncteur (A) Intensité du fusible (A)
22 5 5
20 7,5 5
18 10 10
16 15 10
14 20 15
12 25 (30) 20
10 35 (40) 30
8 50 50
6 80 70
4 100 70
2 125 100
1 150
0 150
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Installation du câblage
Les harnais et les conduits doivent être installés de telle manière à empêcher leur déplacement par rapport à la structure pour les protéger contre le frottement
L’installation doit assurer
l’intégrité
• électrique
• mécanique
un aspect esthétique
Le rayon de courbure R > 10 x le diamètre externe du câble
Exception : R > 3 x le diamètre externe auprès des barrettes de connexions
Le câble doit être soutenu avant et après le coude
Voir photo
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Installation du câblage
Les harnais se trouvant dans les puits de roue et sur les atterrisseurs doivent être bien protégés et bien fixés
Pour la protection contre les acides, les solvants et les différents liquides on utilise des manchons, des gaines plastiques avec trous de drainage
Contre les hautes températures on utilise l’amiante ou la fibre de verre et on garde des distances de sécurité
Dans les compartiments accessibles au personnel et/ou fret les harnais doivent avoir une garde mécanique pour ne pas être utilisés comme des appuis
Voir photo mauvais exemple
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Installation du câblage
Dans la proximité des câbles des commandes de vol on doit garder une distance de sécurité de 3 " (7.5 cm)
Pour prévenir les effets des vibrations et des efforts mécaniques auprès des équipements, les câbles doivent avoir un mou après le dernier serre-câble.
Voir photo mauvais exemple
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Installation du câblage
Les conduits lectrices peuvent être métalliques et non métalliques
Les buts des conduits sont d’assurer une protection mécanique aussi qu’une protection électrostatique pour les câbles radio
Les conduits métalliques sont faits en aluminium très fin, parfois recouvert en caoutchouc
Le calibre du conduit doit être ainsi choisi que son diamètre interne soit avec 25% plus grand que le diamètre du harnais qu’il protège
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Appareillage de connexion
Puisque les fils électriques sont rarement faits d’un seul tronçon, mais à partir de plusieurs segments connectés ensemble, l’utilisation de l’appareillage de connexion est devenu nécessaire.
Des divers segments appartenant à des différents circuits sont reliés en des câbles qui finissent avec des cosses ou des connecteurs
La fonction de cet appareillage est de connecter les fils à d’autres points terminaux qui se trouvent soit aux extrémités d’autres câbles, soit sur les équipements qui doivent être reliés aux circuits
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Appareillage de connexion
La connexion des fils à d’autres fils ou aux équipements peut être démontable ou permanente
Les connexions non démontables sont rarement utilisées sur les avions à cause des motifs pratiques de remplacement et maintenance
Deux grandes catégories d’appareillage de connexion sont utilisées :
les cosses
les connecteurs
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Dénudage des conducteurs
Avant de raccorder les conducteurs à l’appareillage de connexion on doit enlever l’isolant pour créer la possibilité d’un contact électrique parfait
Pour chaque type d’appareillage il y a des prescriptions spécifiques pour la longueur du dénudage
Il y a quand même des principes valables pour n’importe quelle situation :
éviter d’entailler, de couper ou d’endommager les brins métalliques qui composent le conducteur
respecter les normes spécifiant les dégâts admissibles
vérifier fréquemment le tranchant des outils coupants
Voir pince à dénuder
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Les cosses
Les cosses sont utilisées pour raccorder les fils aux barrettes de connexion ou aux bornes des équipements
On les utilise aussi pour faire des points de métallisation
Le raccordement des fils aux cosses doit respecter deux principes :
la résistance à la traction du conducteur au niveau de la cosse doit être au moins égale à celle du conducteur seul
la résistance électrique au niveau de la cosse doit être négligeable par rapport à la résistance électrique du conducteur seul
Voir image
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Barrettes de connexions
Ce sont des barrettes à plusieurs bornes de contact
Entre les bornes voisines il y a de cloisons isolants pour éviter le contact électrique
Si on désire avoir un contact ferme entre deux bornes voisines on installe un cavalier métallique
Il est recommandable de prévoir des bornes supplémentaires sur une barrette en vue d’une extension future des circuits ou d’un remplacement de toute borne que s’avérerait défectueuse
Plusieurs barrettes sont installées dans une boite de connexions pour prévenir la possibilité d’un contact accidentel
Voir images
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Connecteurs
L’ensemble connecteur consiste en fait de deux parties – les réceptacles mâle et femelle
Le contact entre les deux est fait entre les broches du réceptacle mâle et les alvéoles du celui femelle
Le réceptacle femelle est toujours placé du coté du circuit qui fournit l’énergie afin d’éviter toute possibilité de court – circuit entre les broches mâles et la masse lors du branchement ou débranchement
Voir images
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Connecteurs
Les standards qui règlent la fabrication et l’utilisation des connecteurs sont les MIL-SPECS et l’identification se fait avec les lettres MS
Les types plus anciens sont marqués AN parce que les normes utilisées était ARMY-NAVY
Chaque connecteur est identifié dans les système du quel il fait part par un code numérique ou alphanumérique
Chaque contact est identifié lui aussi par une lettre ou un nombre