La professeure de l'Illinois Naira Hovakimyan est sur le point de participer à une troisième série de tests en vol sans précédent en utilisant son système de contrôle adaptatif L1.

Le contrôle adaptatif L1 de Hovakimyan est une nouvelle théorie qu'elle et son équipe de recherche développent depuis 2005 pour la conception d'architectures de contrôle adaptatif robustes utilisant des schémas d'adaptation rapide. L'objectif du système L1 pionnier est de maintenir les performances et la maniabilité de l'avion même en présence de pannes graves, augmentant ainsi la sécurité de l'avion, résilience aux défaillances critiques, et la facilité d'utilisation pour les pilotes humains, ainsi que les pilotes automatiques, dans des conditions extrêmes.

Les systèmes de commande de vol des avions d'aujourd'hui ont été testés et mis au point pendant des décennies et sont considérés comme extrêmement sûrs pour leur redondance. Malgré leur sécurité, cependant, il y a encore un grand besoin de nouvelles technologies qui pourraient empêcher plus d'accidents. Hovakimyan et ses ingénieurs de contrôle, les étudiants diplômés Javier Puig-Navarro et Kasey Ackerman, a déclaré que l'objectif est que les avionneurs explorent des architectures de contrôle qui peuvent prévenir les accidents d'avion dans les situations les plus extrêmes. Cette troisième série de tests pousse la technologie L1 toujours plus près de la commercialisation.

Début 2015, l'équipe a commencé à tester à Edwards Air Force Base en Californie. Piloté par des étudiants de l'Air Force Test Pilot School (TPS), les essais en vol ont été effectués avec succès pour la première fois sur un avion piloté, un Learjet 25 équipé d'un système de stabilité variable. Un an plus tard, les tests ont été effectués sur un VISTA-F16, un avion de chasse avec une dynamique plus rapide et plus difficile. Tout au long de ces essais en vol, les échecs artificiels ont été injectés avec et sans L1 pour évaluer son efficacité. Sur les deux avions, lorsque L1 était engagé, les qualités de maniement et de vol souhaitées ont été récupérées de manière cohérente dans toutes les configurations de défaillance, ce qui prouve que l'architecture de contrôle L1 est prévisible, fiable, répétable, et en sécurité, une réalisation remarquable pour un système de commandes de vol.

Début mars, L1 subira des tests plus avancés dans le cadre d'un projet appelé Advanced L1 Airborne Superiority (ALIAS). Les essais en vol auront lieu à la base aérienne Edwards et seront effectués par des étudiants du TPS et de l'Illinois aux commandes d'un Learjet 25. Le rétablissement des exigences militaires strictes concernant la sécurité et les performances des systèmes de commandes de vol en présence de pannes sera l'objectif principal. Des vérifications au sol et des répétitions de simulation sont prévues pour la première semaine de mars, avec des tests habités ayant lieu dans les deuxième et troisième semaines de mars.

« Nous nous sommes beaucoup améliorés par rapport aux vols précédents avec le Learjet, " a déclaré Puig-Navarro. " Une chose sur laquelle nous avons travaillé est de tirer parti de L1 pour découpler davantage la dynamique latérale et directionnelle de l'avion. "

Le couplage se produit, par exemple, lorsqu'un pilote appuie sur une commande de pédale pour induire un changement d'angle de cap (mouvement horizontal du nez) et subit simultanément un roulis (mouvement des ailes). Souvent, ce mouvement n'est pas sollicité, et perçu par le pilote comme indésirable. Hovakimyan et son équipe ont travaillé pour combiner L1 avec des mécanismes de découplage traditionnels, les pilotes n'ont donc plus à compenser cet effet, rendant leur travail plus sûr et plus facile.

"Le contrôle adaptatif L1 a surmonté certaines des principales limitations des systèmes de contrôle adaptatifs conventionnels, en fournissant des garanties de robustesse prévisibles en présence d'une large classe d'incertitudes. Ses caractéristiques ont été validées dans une variété d'applications et de tests en vol difficiles, menant à des opportunités de commercialisation dans quelques industries. Les essais en vol à Edwards AFB nous ont donné l'occasion de faire la démonstration d'un vol habité unique en son genre avec un contrôleur adaptatif à bord. Il est louable que l'ensemble du logiciel ait été écrit et développé par mes étudiants de l'Illinois, " a déclaré Hovakimyan.

En plus des capacités de découplage du système, ALIAS démontrera son adhésion aux spécifications militaires de niveau 1, les exigences les plus strictes pour un système de commandes de vol de ce type, ainsi que les commentaires et suggestions des pilotes.

L1 a le potentiel de révolutionner la sécurité des aéronefs en diminuant considérablement la possibilité d'erreur du pilote lors de manœuvres à forte charge de travail. Cependant, ses effets transcendent la dynamique du vol. Ses applications sont diverses, et la technologie a suscité l'intérêt de diverses industries.

"Nous avons prouvé que la L1 fonctionne mathématiquement et nous montrons qu'elle fonctionne aussi en application, " a déclaré Puig-Navarro. " Sa plus grande contribution à la société et au monde de l'ingénierie est de garantir que les systèmes à temps critique comme ceux des avions bénéficient de garanties de performance et de robustesse. "