Commandes de Vol Chapitre 04

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1 PRINCIPE DE VOL Commandes de Vol Chapitre 04 SABENA TECHNICS MONASTIR HELMI TOUEL, ENGINEERING MANAGER

2 Sommaire Rappel Les surfaces de commandes de vol: Commandes long terme Décollage: Slats \ bec Atterrissage: Flaps \ volets Commande cours terme Tangage Roulis Lacet Le virage REF: cours IMA AERODYNAMIQUE 2

3 RAPPEL Axe de l avion L avion possède trois degrés de liberté. 1: Yaw / Lacet: c est l axe verticale qui permet à l avion de tourner à droite ou à gauche. 2: Roll / Roulis: c est l axe qui traverse l avion dans le sens de la longueur. Il permet à l avion de faire un mouvement de «balancement des ailes) 3:Pitch / Tangage: c est l axe horizontal / transverse à l avion. Il permet un balancement du nez de l avion vers le haut et vers le bas 3

4 RAPPEL Fuselage arrondi adapter à un vol en altitude (avion sous pression / pression externe faible) Dérive: assure la stabilité (axe de lacet) Moteur: génèrent la poussée nécessaire pour compenser la traînée 4 Ailes principales: génèrent la portance nécessaire pour maintenir l avion en vol THS: assure l équilibre autour du centre de gravité

5 DECOLLAGE Données: L avion part d une vitesse et d une portance nulle. Objectif: Faire décoller l avion: générer une portance suffisante pour compenser le poids Contraintes: la langueur de la piste limitée et donc la vitesse de décollage est limitée Rappel Portance=0,5. ρ.c z (α,c,e) S.V 2 Portance=0,5. ρ.c z (α,c,e) S.V 2 Solution: augmenter l angle d attaque α et la cambrure relative c augmenter légèrement S 5

6 Mais quand l angle d attaque augment, on a un décollement de l écoulement. La portance chute. Pour stabiliser l écoulement, il faut modifier le profil: La partie contenant le bord d attaque se courbe vers le bas, pour accrocher les filets d air et stabiliser l écoulement. Ce dispositif s appelle BECS Les becs permettent d augmenter l angle d attaque et d avoir un Cz plus important avec un Cx acceptable 6

7 7 Les becs d un 747 au décollage

8 Bec basculant : Ce bec dispositif en basculant augmente le Cz maxi en infléchissant la trajectoire des filets d air. C est une augmentation de la courbure. Volet KRUGER : Bec à fente (comme pour A320): Ce bec en se déployant accélère l écoulement de l air sur l extrados. Cette énergie cinétique se transmet à la couche limite et repousse vers l arrière le point de décollement. 8

9 ATTERRISSAGE Données: L avion part d une vitesse très importante Objectif: Faire atterrir l avion avec une vitesse faible toute en gardant une portance suffisante pour compenser le poids Contraintes: langueur de piste limité, la décélération est limitée Rappel Portance=0,5. ρ.c z z.s.v 2 9 Traînée=0,5. ρ.c x x.s.v 2 Solution: augmenter S pour augmenter la traînée -> faire chuter la vitesse augmenter c pour -> garder une portance suffisante

10 La solution technologique consiste à utiliser des volets: surface mobile permettant de se déployer pour «freiner l avion» en générant la même portance. P P S plus importante C z Avec les volets Sans les volets C x Les Les volets volets permettent d augmenter la la surface surface et et la la courbure des des ailes ailes et et d avoir d avoir un un C x plus avec x plus important avec le le C z z nécessaire. 10 Polaire

11 Le volet de courbure ordinaire : En accentuant la courbure du profil initial de l'aile par un braquage vers le bas, engendre vers l'arrière un effet de succion et améliore la sustentation. Le volet de courbure à fente : Le volet de courbure à fente accroît la variation de Cz par le braquage et par l'effet de fente. Les volets à fentes multiples : Les volets multiples réalisent une sorte d'aile à fentes multiples, en même temps qu'ils majorent la surface dans une certaine proportion.le Cz maxi peut augmenter de 100 % par rapport au Cz maxi volets rentrés. 11

12 Volets internes (Inboard flaps) Volets externes (outboard flaps) 12

13 Résumé: Décollage Atterrissage Augmenter l angle d attaque, sans créer trop de traînée: -> Utiliser les becs, -> un cran de volet Augmenter traînée en maintenant la portance: -> Utiliser les volets (full), -> un cran de bec Il y a un seul dispositif pour commander les becs et les volets. Il permet de sélectionner une configuration: décollage ou atterrissage. Ce sont des configurations / commandes long terme. Elles restent stables pendant une phase donnée. 13 En croisières : configuration lisse: ni becs ni volets

14 Remarque: Au décollage : Cz pour diminuer la distance de décollage Cx avec modération car néfaste pendant une accélération. A l atterrissage : Cx pour ralentir l avion: diminuer la distance de freinage. Cz pour compenser la chute de la vitesse 14

15 Gouverne de profondeur : Mouvement de tangage Problème: On a besoin de générer un moment de tangage (vers le haut ou vers le bas) pour pouvoir monter ou descendre. Solution: Générer un moment autour de l axe de tangage. Pour avoir un moment efficace, il faut être loin de l axe du tangage. On installe des surfaces mobiles au niveau du THS. On pare de gouverne de profondeur ou Elevators. 15

16 Elevators: Mouvement de tangage 16

17 Gouverne de lacet: Mouvement de lacet Problème: On a besoin de générer un moment de lacet (vers la droite ou vers la gauche) pour pouvoir tourner l avion. Solution: Générer un moment autour de l axe de lacet. Pour avoir un moment efficace, il faut être loin de l axe de lacet. On installe une surface mobile au niveau la dérive. On pare de gouverne de lacet ou Rudder. 17

18 Gouverne de lacet: Mouvement de lacet 18 Lacet à droite, rudder à droite Lacet à gauche rudder à gauche

19 ailerons : Mouvement de roulis Problème: On a besoin de générer un moment de roulis (vers la droite ou vers la gauche) pour pouvoir tourner. Solution: Générer un moment autour de l axe de lacet. Pour avoir un moment efficace, il faut être loin de l axe du lacet. On installe des surfaces mobiles en bout d aile. On parle de d ailerons. 19

20 Ailerons: Mouvement de roulis Ailerons vers le haut Ailerons vers le bas Ailerons vers le bas Ailerons vers le haut Roulis Roulis à droite: droite: Portance à gauche gauche > Portance à droite droite Roulis Roulis à gauche: Portance à droite droite > Portance à gauche gauche 20

21 Spoilers : Mouvement de roulis Spoilers déployés sur l aile droite: Portance diminue: roulis à droite Spoiler déployé: 21

22 Les spoilers au sol, au moment de l atterrissage ont une double fonctions: 1. Réduire la portance pour «plaquer l avion au sol» et rendre les freins plus efficaces 2. Générer de la traîner: ils jouent le rôle d aérofrein. 22 Chute de la vitesse Distance de freinage plus courte