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CHARGEMENT & CENTRAGE Version 5 Version 5 – juin 2010.

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2 CHARGEMENT & CENTRAGE Version 5 Version 5 – juin 2010

3 Introduction Lutilisation de planeurs abondamment ballastable, le soucis doptimiser la charge alaire, la recherche de centrage le mieux adapté aux souhaits du pilote sont déjà de bonnes raisons pour ne pus se satisfaire dapproximations Mais cest aussi et surtout pour des raisons de sécurité que le pilote doit parfaitement connaître les limites de chargement de sa machine et lévolution de leur comportement quand son centrage varie Lobjectif et de présenter au vélivole dune manière aussi simple et complète que possible ce qui est essentiel de connaitre et de pratiquer en matière de chargement et de centrage des planeurs.

4 LIMITATIONS STRUCTURALES

5 Efforts sur la voilure n.mg Rz/2 forces massiques forces de portance

6 Contraintes résultantes effort tranchant flexion le long de lenvergure ; maximal à lemplanture. contrainte de flexion effort tranchant

7 Chargement du fuselage Si la charge du fuselage augmente, elle doit être équilibrée par une augmentation des forces de portance : contraintes de torsion et effort tranchant augmentent. Il est donc nécessaire de définir une masse max. pour le fuselage chargé ; le constructeur spécifie la masse maximum des éléments non-portants (fuselage + empennage).

8 Chargement des ailes Si la charge des ailes augmente, la masse totale du planeur augmente, mais … contraintes de torsion et effort tranchant naugmentent pas. «donc je peux ballaster mon planeur à linfini ? » le constructeur spécifie : la masse max. des éléments non-portants (MMENP) la masse max. autorisée pour le planeur complet (MMA)

9 QUELQUES DÉFINITIONS

10 Masse à vide équipé - MVE Masse de la cellule complète + Masse de linstrumentation standard + Masse de léquipement optionnel fixe ( radio, batterie…) Masse à vide des éléments non-portants - ENP Masse du Fuselage équipé + Masse de lempennages Ou Masse de lensemble du planeur – Masse des ailes Charge utile - CU Ensemble des masses constituées par le chargement des éléments non-portants : Le(s) pilote(s) équipé(s) + les gueuses + équipements perso (cartes, doc…) + Eau du ballast de queue + essence Masse totale des éléments non-portants - MTENP Masse des éléments non-portants + leur chargement (CU) Charge offerte - CO Charge utile + eau des ballasts

11 Masse max autorisée - MMA Masse max. autorisée pour le planeur avec les ballasts totalement ou partiellement pleins. Masse max des éléments non-portants - MMENP Masse max admissible pour les éléments non-portants dotés de leur chargement. Données Constructeur

12 CALCUL DE CHARGEMENT

13 Posons le problème… On connaît : la masse max. autorisée pour le planeur complet (MMA) la masse max. des éléments non-portants (MMENP) la masse à vide équipé (MVE) la masse à vide des éléments non-portants (MVENP) la masse du pilote la masse du lest amovible la contenance des water ballasts

14 Calcul de la masse au décollage MVENP + CU 1. Vérification du chargement des éléments non-portants : = MTENP < MMENP MVE + CO 2. Vérification de la masse au décollage : = MDEC < MMA où [ CO = CU + WB ]

15 Calcul de la masse au décollage MVENP + CU 1. Vérification du chargement des éléments non-portants : = MTENP < MMENP MVE + CO 2. Vérification de la masse au décollage : = MDEC < MMA où [ CO = CU + WB ] EXEMPLE MMA = 450kg MMENP = 230 kg MVENP = 120 kg MVE = 260 kg Pilote = 68 kg Gueuses = 3kg WB = 80l deau CU = = 71 kg MTENP= MVENP + CU = = 191 kg MTENP < MMENP OK ! CO= CU + WB = = 151 kg MDEC= MVE + CO = = 411 kg MDEC < MMA OK !

16 Détermination de la CU max EXEMPLE MMENP = 240 kg MVENP = 125 kg CU max = MMENP – MVENP masse max des éléments non-portants (MMENP) - masse à vide des éléments non-portants (MVENP) = charge utile maximum (CU max ) CU max = MMENP - MVENP = 240 – 125 = 115 kg

17 CNVV CNVV – juillet 2006 Remplissage des water-ballasts EXEMPLE MMA = 600 kg Capacité WB = 80l MVE = 396 kg CU = 156 kg WB max = MMA – (MVE + CU) masse max autorisée (MMA) - masse à vide équipé (MVE) = Remplissage max des water-ballasts (WB max ) WB max = MMA – (MVE + CU) = 600 – ( ) = 48 kg - charge utile

18 CALCUL DU CENTRAGE

19 Méthode des moments P référence x M t = P. x Le poids P exerce par rapport à la référence un moment M t, tel que :

20 Méthode des moments Par convention : Poids à vide référence xPxP BRAS DE LEVIER NÉGATIFS BRAS DE LEVIER positifs pour les charges placées en avant de la référence, les bras de levier et moments sont comptés négativement ; pour les charges placées en arrière de la référence, les bras de levier et moments sont comptés positivement. Cas de la référence en bord dattaque du planeur

21 Méthode des moments (suite) Cas de la référence en avant du planeur: Poids à vide référence xPxP BRAS DE LEVIER positifs pour les charges placées en arrière de la référence, les bras de levier et moments sont comptés positivement.

22 Méthode des moments référence P x P xPxP xBxB PBPB - + CHARGESPOIDSBRAS DE LEVIERMOMENTS Planeur à vide P + x + M t piloteP - x P - M t P ballasts PBPB + x B + M t B PLANEUR CHARGÉ P + P P + P B SOMME DES MOMENTS M t +( - M t P )+ M t B bras de levier résultant = somme des moments somme des masses Il indique la position du centre de gravité par rapport à la référence. Cas de la référence en bord dattaque du planeur

23 Méthode des moments référence P x P xPxP xBxB PBPB + CHARGESPOIDSBRAS DE LEVIERMOMENTS Planeur à vide P + x + M t piloteP +xP+xP + M t P ballasts PBPB + x B + M t B PLANEUR CHARGÉ P + P P + P B SOMME DES MOMENTS M t +(+ M t P )+ M t B bras de levier résultant = somme des moments somme des masses Il indique la position du centre de gravité par rapport à la référence. Cas de la référence en avant du planeur

24 CORRECTION DU CENTRAGE

25 Correction dun centrage trop avant Le centrage x centrage est en avant de la plage de centrage préconisée. référence Mtot=MVE+Mpilotes x centrage Limite AV Limite AR Mtot

26 Correction dun centrage trop avant Pour ramener le centrage à la position x R, on installe un lest fixe au point x LF. référence Mtot x centrage xRxR Limite AV Limite AR MVC = MVE + LF LF x LF Il faut que : LF ( x LF - x R ) = Mtot ( x R - x centrage )donc : LF = Mtot ( x R - x centrage ) ( x LF - x R )

27 Correction dun centrage trop arrière Le centrage x centrage est en arrière de la plage de centrage préconisée. référence Mtot x centrage Limite AV Limite AR

28 Correction dun centrage trop arrière Pour ramener le centrage à la position x R, on installe un lest fixe au point x LF dans le nez. référence Mtot x centrage xRxR Limite AV Limite AR MVC = Mtot + LF LF x LF Il faut que : LF ( x LF + x R ) = Mtot ( x centrage - x R ) donc : LF = Mtot ( x centrage - x R ) ( x LF + x R )

29 CALCUL DES MASSES MAXI ET MINI DU PILOTE

30 Masse mini du pilote équipé La limite arrière de centrage est atteinte si : référence MVE x0x0 MVE + P mini P mini xPxP Limite AV Limite AR x AR xPxP x0x0 P mini ( x P + x AR ) = MVE ( x 0 - x AR ) doù : P mini = MVE ( x 0 - x AR ) ( x P + x AR )

31 Masse maxi du pilote équipé La limite avant de centrage est atteinte si : référence MVE x0x0 MVE + P maxi P maxi xPxP Limite AV Limite AR x AV xPxP x0x0 P maxi ( x P + x AV ) = MVE ( x 0 - x AV ) doù : P maxi = MVE ( x 0 - x AV ) ( x P + x AV )

32 LA PESEE PHYSIQUE

33 Masse des ENP Avant de monter le planeur peser séparément les éléments du planeur: Aile droite Aile gauche Fuselage complet avec tableau de bord équipé Empennage arrière Batteries

34 Mise à niveau du planeur Après le montage du planeur, mettre à niveau, en ligne de vol sur les balances La méthode et la valeur est décrite dans le manuel dentretien constructeur du planeur

35 Mise à niveau du planeur

36 Relever les valeurs des balances P1: masse sur lappui P1 P2: masse sur lappui P2 Pour une plus grande précision, comme ici sur un patin, noter la position du point de contact avec la balance

37 Mesure des distances des appuis Retirer les balances et remettre le planeur en ligne de vol référence

38 Mesure des distances des appuis Avec un fil à plomb, faire des projections sur le sol pour: La référence lappui P1 lappui P2

39 Mesure des distances des appuis Ce qui nous donne après mesures: A: distance de la référence à P1 D: distance de P1 à P2

40 LA FICHE DE PESEE

41 Fiche de pesée et de centrage Masse des élément du planeur Masse Total (MVE) Masse des ENP Limitations de masses Limites de centrage Bras de leviers

42 Fiche de pesée et de centrage Référence de la pesée physique Valeur des poids mesurés P1 et P2 Limites de centrage

43 Fiche de pesée et de centrage Calcul de la Masse mini pilote: Calcul du Xo suivant formule des moments Calcul de la Masse maxi pilote: (mini des 4 limitations) * ENP= MMENP- Masse ENP (dans ce cas limitation ENP) *Masse Maxi aéronef= MMWBV – MVE * Limitation ceintures: 110 Kg Dans ce cas: P mini = MVE ( x 0 - C R ) (Bras levier pilote+ C R ) * Masse maxiPilote: = MVE ( x 0 - C a ) (Bras levier pilote+ C a )

44 Fin


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