Transcript Diaporama Technologie aéro-structures en PPS

TECHNOLOGIE DES
AERONEFS
Structure des aéronefs
Frédéric WILLOT
STRUCTURE DES AERONEFS
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I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
• I -1 Composition générale des avions
• I-2 Composition générale des hélicoptères
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions
6
2
1
5
34
7
9
20
17
19
8
16 15
18
1: Aileron
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
17:
18:
19:
20:
Verrière
Hélice
Moteur
Cokpit
Extrados
Saumon
Empennage
Ailes
Gouverne
Train
Roulette
Queue
fuselage
Bord
Intrados
Nez
de
de
d’attaque
principal
ou
àde
ou
d’aile
l’avion
de
piston
fuite
de
de
cabine
l’avion
de
canopy
horizontal
vertical
l’aile
l’aile
queue
direction
profondeur
de l’aile
10
11
14
13
12
Jodel D112
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions
5
11:
12:
1:
2:
3:
4:
5:
6:
8:
9:
10:
13:
14:
15:
Wynglet
Cokpit
Cabine
Réacteurs
Pylône
Bord
Empennage
Auxilary
Volets
Becs
Aileron
Aile
Train
Emplanture
de
de
en
de
principal
auxiliaire
d’attache
bord
Power
fuite
bord
flèche
d’attaque
vertical
de
d’aile
Unit
fuite
716:
: Empennage
h. monobloc
6
8
4
7
3
9
2
1
15 14
11
16
13
10
12
AIRBUS A380
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions
7
8
10 11
6
9
5
3
2
12
1
4
1: Aile
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
12:
Tube
Tuyère
Entrée
Becs
Saumon
Gouvernes
Gouverne
Empennage
Cokpit
Siège
Perche
delta
ded’air
éjectable
du
bord
pitot
de
d’aile
de
réacteur
de
ravitaillement
vertical
direction
d’attaque
profondeur en
et gauchissement
vol
Mirage 2000C
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions
Nous constatons que nous retrouvons les mêmes grandes
parties dans toutes les structures.
Leur forme et leur taille varient mais leur fonction reste
toujours sensiblement la même :
les ailes
créent la portance et permettent le contrôle en roulis
l’empennage
assure la stabilité et le contrôle en tangage et en lacet
les moteurs
permettent d’obtenir la vitesse nécessaire au vol
Le fuselage
permet d’accueillir l’équipage et le chargement de l’avion.
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions
Certains avions sont optimisés pour des décollages
et atterrissages courts, on les qualifie de ADAC
ADAC ou
STOL
STOL (Short Take Off and Landing), voire verticaux,
on les qualifie alors de ADAV ou VTOL
VTOL .
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
• I -1 Composition générale des avions
• I-2 Composition générale des hélicoptères
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -2 Composition générale des hélicoptères
1: Tuyère
2:
3:
4:
5:
6:
7:
8:
9:
10:
11:
Cokpit
Cabine
Patins
Fuselage
Rotor
Empennage
Pale
Rotor
Turbine
deprincipal
passagers
queue
horizontal
vertical
7
9
11
10
6
8
5
4
2
1
3
Gazelle
STRUCTURE DES AERONEFS
I Composition générale d’un aéronef
I -2 Composition générale des hélicoptères
La portance des hélicoptères est assurée par
.
le rotor principal
Les pâles jouent le rôle des ailes d’un avion.
Le rotor de queue permet de compenser la rotation
parasite du rotor principal. Sans lui l’hélicoptère ne
serait pas pilotable !
STRUCTURE DES AERONEFS
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I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
•
•
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•
II -1 Les différentes formes d ’ailes
II-2 Les différentes formes de fuselage
II-3 Les différentes formes d ’empennage
II-4 Quelques configurations aérodynamiques
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Piper Cub
Ailes droites
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Angle de flèche
Ailes en flèche
Alphajet
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Ju-52
Ailes
trapézoïdales
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Mirage 2000
Ailes delta
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Spitfire
Ailes elliptiques
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Biplan
Staggerwing
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Dièdre positif
Jet Provost
Angle de dièdre
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Fiat G-22
Dièdre nul
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Dièdre négatif
Alphajet
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Aile haute
Broussard
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Aile basse
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
Aile médiane
Fouga Magister
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -1 Les différentes formes d ’ailes
L ’allongement d ’une aile est un paramètre important pour ses
performances. Il est défini par le rapport suivant:
L est l’envergure de l ’aile et S sa surface (y compris la partie
traversant le fuselage).
L
L²

S
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
•
•
•
•
II -1 Les différentes formes d ’ailes
II-2 Les différentes formes de fuselage
II-3 Les différentes formes d ’empennage
II-4 Quelques configurations aérodynamiques
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -2 Les différentes formes de fuselage
Le fuselage doit permettre d'emporter
l'équipage, le carburant, la charge utile
(s'il y en a) et doit également permettre de
fixer les différentes parties de l'appareil
pour assurer la cohésion de l'ensemble
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -2 Les différentes formes de fuselage
Fuselage cylindrique
A-330
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -2 Les différentes formes de fuselage
Section carrée
A-10 Thumderbolt II
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -2 Les différentes formes de fuselage
Section en 8
AIRBUS A 300-600ST Belouga
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -2 Les différentes formes de fuselage
Fuselage en coque de bateau
CL315T
Canadair
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
•
•
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•
II -1 Les différentes formes d ’ailes
II-2 Les différentes formes de fuselage
II-3 Les différentes formes d ’empennage
II-4 Quelques configurations aérodynamiques
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Empennage classique
SF260
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Empennage en T
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Bi-dérive
F 18 E
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Empennage
vertical
uniquement
Mirage 2000
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Empennage cruciforme
Canadair CL415T
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -3 Les différentes formes d ’empennage
Empennage papillon
CM170 Fouga Magister
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
•
•
•
•
II -1 Les différentes formes d ’ailes
II-2 Les différentes formes de fuselage
II-3 Les différentes formes d ’empennage
II-4 Quelques configurations aérodynamiques
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Nous allons utiliser les connaissances acquises
pour décrire les avions sur les photos suivantes.
Nous en profiterons pour repérer quelques
particularités sur certains aéronefs.
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Ailes hautes, droites, dièdre nul.
Empennage classique.
Savage
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Ailes basses, droites, dièdre nul.
Empennage classique.
DR400
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Les planeurs:
Ailes médianes,
droites, dièdre nul.
Empennage en T.
DG500
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Ailes basses, trapézoïdales,
dièdre nul.
Empennage classique.
CAP 232
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Ailes médianes, trapézoïdales, dièdre nul.
Empennage classique.
Yak 55M
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Airbus A340-600
Ailes basses, en flèche, dièdre légèrement positif.
Empennage classique.
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Ailes basses, en flèche, dièdre positif.
Empennage classique.
Airbus A380
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Le parapente:
Aile haute, elliptique, dièdre négatif.
Sans empennage.
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Le deltaplane:
Ailes hautes, en delta, dièdre négatif.
Sans empennage.
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
Rafale B
Ailes basses, en delta, dièdre nul.
Empennage canard.
STRUCTURE DES AERONEFS
II Les différentes formules aérodynamiques
II -4 Quelques configurations aérodynamiques
SU30 Flanker
Ailes médianes, en flèche, dièdre nul.
Empennage double dérive.
STRUCTURE DES AERONEFS
•
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•
•
•
•
I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
Décollage et atterrissage: recherche d’une vitesse
minimale :
• distance nécessaires plus courtes
• manœuvre plus facile
 utilisation de dispositifs hypersustentateurs
= dispositif augmentant la portance
On recherche pour:
Le décollage:
L’atterrissage:
Compromis entre bonne portance et
faible traînée
Meilleure portance possible
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
• III-1 Les volets de bord de fuite
• III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Les volets de bord de fuite augmentent la portance en
modifiant la cambrure de l ’aile et parfois aussi sa surface.
Les effets des volets de bord de fuite:
• augmentation plus ou moins importante de la
portance (en fonction du braquage utilisé)
• augmentation importante de la traînée
• augmentation de la sensibilité au vent
 Réduction de la vitesse de décrochage
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Dispositifs les plus courants.
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Utilisation normale des volets:
Décollage
effets recherchés:
•diminuer
la vitesse de décollage
•
• garder une bonne accélération
solution: Braquage limité des volets (1er cran)
Atterrissage
effet recherché:
• diminution de la vitesse d ’approche
solution: Braquage maximum des volets selon le vent.
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Volets simples
DR400
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Volets Fowler
A380
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Volets à double fente EMB312
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-1 Les volets de bord de fuite
Volets Fowler
A340
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
• III-1 Les volets de bord de fuite
• III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Les becs de bord d’attaque augmentent la portance en
modifiant la cambrure de l’aile et parfois aussi sa surface.
Les effets des becs de bord d ’attaque:
• augmentation plus ou moins importante de la
portance (en fonction du type utilisé)
• augmentation de la traînée
• augmentation de la sensibilité au vent
 Réduction de la vitesse de décrochage
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Dispositifs les plus courants.
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Utilisation normale des becs de bord d ’attaque:
Décollage
Les dispositifs amovibles ne sont, en général, pas utilisés.
Atterrissage
effet recherché:
•diminution de la vitesse d ’approche
solution: Déploiement maximum des becs.
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Becs de bord
d’attaque
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Bec de bord d ’attaque
d ’un Mirage 2000
STRUCTURE DES AERONEFS
III Les dispositifs hypersustentateurs
III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque
Dent de scie sur le bord d ’attaque
d ’une aile d ’Alphajet.
STRUCTURE DES AERONEFS
•
•
•
•
•
•
I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
• IV-1 Les différents types de trains d ’atterrissage
• IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage
Le train classique: 2 jambes de train principal et 1 roulette de queue
Le plus répandu aux débuts de l’aviation. Sensible au vent et visibilité
limitée vers l ’avant  plus difficile au sol et à l ’atterrissage.
L’angle de garde est d’une vingtaine de degrés pour éviter le
basculement sur le nez (mise en pylône).
G
CAP 230
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage
Train tricycle: 2 jambes de train principal et 1 roulette de nez
Meilleure visibilité vers l’avant et moins sensible au vent.
L’angle de garde est d’une quinzaine de degrés pour éviter le
basculement sur la queue.
G
Yak 18T
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage
Il existe bien d’autres types de trains pour des applications particulières:
• flotteurs ou coque (hydravions)
• skis…
Ci-dessous un exemple de train monotrace avec des balancines.
Harrier Gr7
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
• IV-1 Les différents types de trains d ’atterrissage
• IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Un train est caractérisé par son empattement et sa voie:
L’empattement
est la distance entre le train principal et le train
auxiliaire.
La voie
est la distance entre les deux jambes du train
principal.
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
11: Vérin hydraulique
22: Jambe de train
Train auxiliaire de Mirage 2000
3
3: Triangle anti-vrillage
4
4: Amortisseur
5 Roues
5:
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
1: Vérin hydraulique
2: Jambe de train
3: Triangle anti-vrillage
4: Amortisseur
5: Roue
Train principal de Mirage 2000
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Le nombre de roues sur
une même Jambe de train
d ’atterrissage est variable.
Il peut aller de 1 à 6.
Train mono roue
Train principal de Mirage 2000
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Train à 2 roues:
diabolo
Train auxiliaire d’Embraer 175
STRUCTURE DES AERONEFS
IV Le train d ’atterrissage
IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Train principal d’A380
Boogie 4 et 6 roues
STRUCTURE DES AERONEFS
•
•
•
•
•
•
I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-1 Les axes du mouvement
Axe
Axe dede
lacetlacet
y
x
Axe dede
roulis
Axe
roulis
z
Axe
Axe de
de
tangage
tangage
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-2 Le contrôle en tangage
Le contrôle en tangage est assuré par l’intermédiaire du
manche ou du volant que l’on actionne
d’avant en arrière.
Si on pousse le manche,
l’avion pique.
Si on tire le manche,
l’avion cabre.
Le braquage de élévateurs est toujours symétrique.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-2 Le contrôle en tangage
CAP 10B
Gouverne de
profondeur
ou élévateur
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-2 Le contrôle en tangage
Elévateurs
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-2 Le contrôle en tangage
Le contrôle en profondeur
est assuré par un empennage
monobloc de type canard sur
le Rafale.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-3 Le contrôle en roulis
Le contrôle en roulis est assuré par l’intermédiaire du
manche ou du volant que l’on actionne
de gauche à droite.
Si on incline le manche à gauche,
l’avion s’incline à gauche.
Si on incline le manche à droite,
l’avion s’incline à droite.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-3 Le contrôle en roulis
Les gouvernes correspondantes s’appellent des ailerons.
CAP 10B
Le braquage des ailerons est dissymétrique
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-3 Le contrôle en roulis
Sur ce Junkers 52,les
ailerons occupent le bord
de fuite de l’aile sur toute
l’envergure.
L ’aileron est levé du
côté de l’aile qui
descend et il est abaissé
du côté de l’aile qui
monte.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-4 Le contrôle en lacet
Le contrôle en lacet est assuré par l’intermédiaire du
palonnier que l’on actionne au pied
en poussant à gauche ou à droite.
La gouverne de direction se trouve
sur la dérive.
On l’appelle parfois drapeau de la
dérive.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-4 Le contrôle en lacet
R
Si on met du pied à gauche,
le nez part à gauche.
R
Si on met du pied à droite,
le nez part à droite.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-4 Le contrôle en lacet
CAP 10B
Les avions de
voltige ont
des gouvernes
de grande
taille pour
assurer une
bonne
manœuvrabili
té.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-5 Les surfaces hybrides
Les gouvernes
ne sont pas
toujours
séparées sur les
trois axes.
Le contrôle en
tangage et en
roulis est assuré
par les mêmes
gouvernes sur
la dérive
papillon de ce
fouga magister.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-5 Les surfaces hybrides
Mirage 2000
Elévateur +
volet
Elévateur +
aileron =
élevon
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
•
•
•
•
•
•
•
•
V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-6 Les effets secondaires des commandes
LA PROFONDEUR:
Effets primaires:
•le
• nez monte ou descend
• la vitesse augmente ou
diminue
Effets secondaires:
••Aucun
Si on tire sur le manche,
le nez de l’avion monte
et la vitesse diminue.
Si on pousse sur le
manche, le nez de
l’avion descend et la
vitesse augmente.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-6 Les effets secondaires des commandes
LE GAUCHISSEMENT:
Effets primaires:
••l’avion s’incline à droite ou
à gauche
Effets secondaires:
••le nez part en sens inverse
de l’inclinaison = lacet
inverse
Si on incline le manche à
gauche, l’avion s’incline
à gauche et le nez part à
droite.
Si on incline le manche à
gauche, l’avion s’incline
à gauche et le nez part à
droite.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-6 Les effets secondaires des commandes
LA DIRECTION:
Effets primaires:
• le nez de l’avion part à
droite ou à gauche
Effets secondaires:
• les ailes s’inclinent dans le
même
sens
que
le
déplacement du nez = roulis
induit
Si on met du pied à
gauche, le nez de l’avion
part à gauche et les ailes
s’inclinent à gauche.
Si on met du pied à
gauche, le nez de l’avion
part à gauche et les ailes
s’inclinent à gauche.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
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V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-7 Le contrôle de la vitesse
La manette des gaz permet de contrôler la puissance du
moteur.
Pour accélérer on augmente la puissance et pour décélérer
on réduit la puissance.
Pour obtenir une décélération efficace il faut utiliser un
frein aérodynamique ou aérofrein.
On peut aussi utiliser des spoilers montés sur les ailes.
Ils sont utilisés sur les avions rapides et sur les planeurs.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-7 Le contrôle de la vitesse
Aérofrein
de
F86
Sabre
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-7 Le contrôle de la vitesse
Spoiler de Falcon 7X
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-7 Le contrôle de la vitesse
Les aérofreins du Su 25 Frogfoot sont situés au bout des ailes.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
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V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-8 La compensation statique des gouvernes
Sur les surfaces mobiles il y a des efforts aérodynamiques.
Si les gouvernes ne sont pas bien équilibrées, elles peuvent
osciller dangereusement autour de leur axe.
Pour éviter cela on les équilibre, avec des masselottes.
La compensation des gouvernes permet de soulager les
efforts du pilote pour les maintenir dans une position
donnée (utilisation de tabs ou gouvernes déportées =
compensateurs d’évolutions).
Elle peut permettre également d’annuler le efforts pour
maintenir une attitude donnée (utilisation de trims =
compensateurs de régime).
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-8 La compensation statique des gouvernes
Exemples de dispositifs de compensation statique des gouvernes.
Tab réglable au sol
Compensateur
d’évolutions
Tab réglable en vol
Compensateur
de régime
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
•
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V-1 Les axes du mouvement
V-2 Le Contrôle en tangage
V-3 Le Contrôle en roulis
V-4 Le Contrôle en lacet
V-5 Les surfaces hybrides
V-6 Les effets secondaires des commandes
V-7 Le contrôle de la vitesse
V-8 La compensation statique des gouvernes
V-9 Les dispositifs de transmission
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Il existe trois types de transmission classiques pour
les commandes de vol:
• les transmissions directes par câble ou par bielles
• les transmissions hydrauliques
• les transmissions électriques
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
La transmission directe par câble métallique ou
par bielle fut la première utilisée.
Elle est toujours employée pour les avions légers
est pas trop rapides.
Les efforts aux commandes pour ces aéronefs
restent raisonnables et une personne normalement
constituée peut piloter ses appareils sans
problème.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Transmission directe par câble pour la profondeur:
Manche ou
commande
volant
gouverne
Elévateurs
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Transmission directe par câble pour le gauchissement:
Manche ou
commande
volant
Ailerons
gouverne
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Transmission directe par câble pour la direction:
Gouverne degouverne
direction
commande
Palonnier
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
La taille, le poids et la vitesse des aéronefs ont
augmenté
 les efforts aux commandes aussi.
Il faut assister le pilote dans les efforts à
fournir
 on utilise l’énergie hydraulique.
L ’action aux commandes est transmise par des
bielles jusqu’à des servocommandes qui
actionnent les gouvernes.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Servocommande
Bielle
Gouverne
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Pour rendre les aéronefs plus manœuvrants
(avions de combat) ou pour économiser du
carburant (avions de ligne), il faut diminuer la
stabilité des aéronefs.
 le pilotage devient délicat, voir impossible.
Il faut assister le pilote à l’aide d ’un
ordinateur.
Cela s ’appelle des commandes de vol
électriques (CDVE) ou fly by wire (FBW).
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Principe d ’une chaîne de commandes de vol électriques
Ordinateur
avec
modèle
de vol
Commandes
(Manche et
palonnier)
Pilote
Effort physique
Signaux
électriques
Action hydraulique
Gouvernes
Servocommande
Moteur
électrique
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Les commandes de vol électriques apportent les avantages
suivants:
• rendre pilotables des avions instables
• optimiser les actions aux commandes du pilote
• supprimer la gestion des effets secondaires
• interdire les sorties du domaine de vol
• diminuer la consommation en croisière
Elles sont utilisées pour les avions de combat modernes et
pour les avions de ligne. Elles feront prochainement leur
apparition sur les jets d ’affaire.
STRUCTURE DES AERONEFS
V Les commandes de vol
V-9 Les dispositifs de transmission
Servocommandes
Vérin hydraulique
Gouverne
STRUCTURE DES AERONEFS
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•
•
•
I Composition générale d’un aéronef
II Les différentes formules aérodynamiques
III Les dispositifs hypersustentateurs
IV Le train d’atterrissage
V Les commandes de vol
VI Structure de la cellule
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux
de construction
• VI-2 Structure d ’un fuselage
• VI-3 Structure d ’une aile
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Les principaux efforts auxquels est soumise la structure
d ’un aéronef:
Traction
Compression
Cisaillement
Flexion
Torsion
Flexion + torsion
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Flexion des ailes d ’un planeur sous l ’effet de la portance.
Compression
Traction
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Historiquement :
• bois et toile
• bois recouvert de contre-plaqué
• structure métallique
• matériaux composites
• structures mixtes
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Structure en bois et toile:
Avantages:
• le bois est à la fois souple et résistant
• il est relativement facile à travailler
• il s’assemble par collage
Inconvénients:
• sensible à l ’humidité
• évolue dans le temps
• le revêtement doit être régulièrement refait
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Les bois utilisés:
• épicéa
• acajou
• frêne
• sapin …
Les toiles utilisées:
• lin
• coton
• dacron ...
Pour les avions rapides on remplace
le revêtement en toile par du contreplaqué afin d’augmenter la rigidité
de l’ensemble de la structure et de
limiter les déformations aux
grandes vitesses.
Le bois résiste deux fois mieux à la
traction qu’à la compression. Les
semelles d’extrados des longerons
sont donc plus épaisses que les
semelles d’intrados.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Sopwith Triplane
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Structure métallique:
Avantages:
• le métal est plus rigide et plus résistant
• peut former des alliages selon les propriétés voulues
• s’assemble par boulonnage, rivetage ou collage
Inconvénients:
• plus ou moins sensible à la corrosion
• se déforme irréversiblement sous forte contrainte
• relativement lourd
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Les métaux utilisés:
On utilise essentiellement des alliages pour obtenir
à la fois légèreté, bonne résistance mécanique et
résistance à la corrosion. Ils sont à base de:
• aluminium (léger et résistant à l ’oxydation)
• cuivre (résistant)
• titane (résiste aux haute températures et fortes
contraintes).
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
CM 170 Fouga Magister
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction
Structure en matériaux composites:
Avantages:
• encaissent de fortes contraintes sans rupture ni
déformations résiduelles
• permettent de réaliser n ’importe quelle forme
• insensibles à la corrosion
Inconvénients:
• plus ou moins difficiles à polymériser
• leur assemblage (collage, rivetage, boulonnage)
peut être problématique
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Les matériaux utilisés:
On utilise essentiellement des polymères (longues
chaînes de molécules identiques) ou des résines.
Les composants peuvent être divers: polyéthylène,
résines époxy, fibres de verre,….
Les composants de ces matériaux sont en général
très toxiques et leur manipulation n ’est pas sans
risques pour les opérateurs et pour
l ’environnement.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Structures mixtes:
Les raisons de l’emploi d’une structure mixte
(alliant plusieurs des types vus précédemment)
peuvent être diverses:
• coût
• disponibilité des matériaux
• difficultés d ’usinage ou d ’assemblage ….
Beaucoup d’avions de transport ou de combat
modernes ont des structures mixtes métal matériaux composites.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de
construction
Voilure et empennages en matériaux composites
Fuselage métallique
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux
de construction
• VI-2 Structure d’un fuselage
• VI-3 Structure d’une aile
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Structure en treillis:
Dans cette structure on constitue un squelette du fuselage
à l ’aide de poutres en bois ou de tubes métalliques.
Les poutres traversant l’avion de la queue jusqu’au nez
sont appelées longerons.
Les autres sont appelées traverses.
L’ensemble
travaillant.
est
recouvert
d’un
revêtement
non
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Longeron
Traverses
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Traverses
Longeron
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Structure Monocoque:
Dans cette structure on réalise un assemblage de cadres
par l’intermédiaire d’un revêtement travaillant.
Les cadres sont des éléments de structure perpendiculaires
à l’axe longitudinal (ligne de foi) de l’avion. Ils donnent la
forme d ’une coupe du fuselage perpendiculairement à cet
axe.
Les revêtement est dit travaillant parce qu’il participe de
façon importante à la rigidité du fuselage.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Revêtement
travaillant
Cadres
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
Revêtement
travaillant
VI-2 Structure d’un fuselage
Cadres
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Structure Semi-monocoque:
Dans cette structure on réalise un assemblage de cadres
par l ’intermédiaire de longerons et de lisses. Le tout étant
recouvert d ’un revêtement non travaillant.
Les lisses sont des tiges longitudinales reliant 2 ou
plusieurs cadres. Elles assistent les longerons pour assurer
la rigidité du fuselages mais elles sont bien plus petites.
Le revêtement est dit non travaillant parce qu’il ne
participe pas de façon importante à la rigidité du fuselage.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Lisses
Longerons
Cadres
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-2 Structure d’un fuselage
Cadre
Lisses
Longerons
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux
de construction
• VI-2 Structure d’un fuselage
• VI-3 Structure d’une aile
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-3 Structure d’une aile
La structure la plus classique s’apparente à la structure
semi-monocoque. Les cadres sont alors appelés des
nervures.
L ’aile peut-être alors mono-longeron ou multi-longerons.
Le revêtement de l’aile est alors en général non travaillant.
Une autre structure classique est dite en caisson : un
ensemble d ’éléments longitudinaux et transversaux forme
des caissons recouverts par un revêtement travaillant.
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-3 Structure d’une aile
Nervure
Longeron
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
VI-3 Structure d’une aile
Nervure
Longeron
STRUCTURE DES AERONEFS
VI Structure d’un aéronef
Montage d’un Airbus A340-600
TECNOLOGIE DES
AERONEFS
Fin
Structure des aéronefs