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LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES ET BAROMETRIQUES 1.LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES 2.LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES.

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1 LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES ET BAROMETRIQUES 1.LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES 2.LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES

2 LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES Propriétés théoriques fondamentales des gyroscopes: Elles résultent de linertie du rotor. Garder une direction constante. Cependant, ils subissent : - Les frottements mécaniques, - la rotation terrestres, - Les accélérations de lavion. RECALAGE PERIODIQUE NECESSAIRE

3 Perturbations : Effet de la rotation terrestre Effet de la rotation terrestre Effet du déplacement Effet du déplacement sur la terre LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES Exemple de leffet de la rotation terrestre :

4 LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES Perturbations : Perturbations :Précession Application : le recalage de laxe Gyro sur une référence résulte des : - Frottements - Effets des balourds - Des mouvements.

5 LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES Couple gyroscopique : Si on sollicite un gyroscope par une rotation « obligée », exercée suivant une direction différente de celle de H, sa réaction est un couple appelé « couple gyroscopique » provoquant un mouvement de H vers. Exemple: le couple gyroscopique engendré par lhélice dun avion fortement motorisé Sollicitation du pilote Rotation obligée Effet obtenu Lacet à gaucheDirigée vers le hautCouple cabreur Lacet à droiteDirigée vers le basCouple piqueur Rotation à piquerDirigée vers la gauche Embardée à gauche Rotation à cabrerDirigée vers la droite Embardée à droite

6 Différents modes dentraînement Différents modes dentraînement Pneumatique : Vitesse de rotation : 6000 à t/min. Electrique: Toupie gyroscopique constituant le rotor dun moteur Vitesse de rotation : à t/min En cas de panne dalimentation totale : En cas de panne dalimentation totale : le gyro conserve un moment dinertie de : 4 à 6 minutes, pour un moteur électrique 4 à 6 minutes, pour un moteur électrique 2 à 3 minutes, pour une turbine à air. 2 à 3 minutes, pour une turbine à air. LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES

7 Le directionnel : Gyroscope à 2° de liberté Le boîtier est placé sur la planche de bord de telle sorte que laxe vertical zz soit // axe de lacet avion. Erreurs : La dérive = f(couples de frottement Sur laxe darticulation des deux cadres)

8 Indicateur dattitude ou horizon artificiel : LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES 1 – But : Visualiser lattitude de lavion, cest à dire les angles de roulis et de tangage pour permettre le vol en IMC. Angle : assiette longitudinale Angle : inclinaison latérale 2 Constitution : Gyroscope 2° de liberté à axe vertical Pendule matérialisant la verticale + Système érecteur assurant le recalage du gyro sur le pendule.

9 3 – Erreurs Erreur en virage : Elle vient du fait que la pesanteur g se combine Avec laccélération centrifuge du virage. Angle de virage Indication de la barre dhorizon 0Assiette correcte Inclinaison correcte 90Assiette trop cabrée Inclinaison trop faible 180Assiette trop cabrée Inclinaison correcte 270Assiette trop cabrée Inclinaison trop grande 360Assiette correcte Inclinaison correcte LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES mΩRmΩR mg Verticale apparente Erreur max = 2 Ke/Ω La vitesse de correction ne doit pas être trop forte

10 Erreur due à une accélération longitudinale : Elle vient du fait que la pesanteur g se combine avec laccélération centrifuge du virage. - Faux cabré lors dun décollage - Faux piqué lors dune décélération LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES φ Erreur max au D/L de lordre de 4° 4 – Précision : De lordre de +/-1° en tangage et 0.5° en roulis.

11 LES INSTRUMENTS GYROSCOPIQUES Indicateur de virage et dinclinaison latérale: 1 But : Mesurer le taux de virage de lavion ( en °/min) Indiquer linclinaison latérale de lavion/horizontale. ( Le taux de virage standard appelé taux 1 est de 180°/min ). 2 Constitution Gyroscope à 1° de liberté (aiguille) à axe // axe de tangage Indicateur de dérapage (bille)

12 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES les prises totales et statiques : Prise statique : De chaque côté du fuselage pour minimiser le dérapage.

13 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES les prises totales et statiques : Prise totale (Pitot) : Prises destinées à capter la pression totale ou pression darrêt Pt ; tubes éloignés de la « peau » de lavion, et réchauffés électriquement.

14 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES laltimètre : 1 – But et Principe: Mesurer l altitude pour sécurité vis à vis des obstacles et des aéronefs. Un altimètre est un baromètre gradué en altitude suivant latmosphère standard. 1: une ou plusieurs capsules (anéroïde) dans lesquelles règne une pression très faible. 2: boîtier étanche soumis à Ps 3: mécanisme damplification 4: aiguille et tambour 5: dispositif de calage

15 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES 2 – Calages : 1020 hPa 1013,25 hpa 1000 hPa 500 ft à 1020 hpa 290 ft à 1013,25 hpa

16 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES 3 Erreurs : Erreurs de principe : Air froid = DANGER

17 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES Erreur dinstallation = captation de Ps : Fonction de lincidence et nombre de Mach Longueur de la canalisation Erreurs instrumentales 4 - Tolérances : 500ft avions légers 20ft altimètres asservis

18 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES Lanémomètre : 1 – But Mesurer la vitesse de lavion par rapport à lair ou vit. aérodynamique ou vitesse vraie Vv (TAS). Manomètre mesurant la pression dynamique = Pt – Ps ( pression différentielle ) ; Ps Pt Vv 2 – Constitution Graduation: en 1948 on a décidé de fixer conventionnellement Les paramètres :- densité = 1 - pression = 1013,25 hPa - température = 15 °C Pour la graduation des altimètres.

19 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES 3 – La chaîne des vitesses Vi= vitesse lue sur linstrument Vi IAS Ki = correction instrumentale - étalonnage inst => Vi corrigée CIAS Ka = coef dantenne ou dinstallation (statique) => V conventionnelle CAS Kp = correction de compressibilité =>Equivalent Vitesse EAS correction de densité =>Vitesse vraie (3D) TAS Pente =>Vitesse propre TAS Vent =>Vitesse sol GS Formules

20 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES Arc blanc : utilisation particulière VS0 VFE Arc vert = V normale dutilisation VS1 VNO (vitesse à ne pas dépasser en atmosphère agitée) Arc jaune : vitesses exceptionnelles = Interdites en atmosphères turbulentes VNO VNE Plages des vitesse indiquées par arcs sur linstrument: KVe = (Vent max – 10)/2 avec un maximum de 10 kts Majoration de vitesse en cas de fort vent et de rafales :

21 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES En cas dobturation de la prise de pression statique: Au décollage ou en montée, Pt - Ps Vi < valeur réelle. En descente Pt - Ps Vi > valeur réelle !!! En cas dobturation de la prise de pression totale (ex : défaillance du réchauffage pitot ) : Pt – Ps Vi 4 - Problèmes engendrés par obturation des prise totale ou statique:

22 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES Vv Vp Vz Le variomètre 1 – But 2 – Principe de la mesure Le principe du vario est basé sur la mesure du taux de variation de la pression statique / temps au moyen dun manomètre différentiel soumis à: Ps(t): pression statique instantanée Ps( t – Δt): pression statique dun instant antérieur

23 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES 5. Tube capillaire permettant à lair de pénétrer avec un certain retard et constituant lélément retardateur. 3 – Réalisation

24 LES INSTRUMENTS BAROMETRIQUES 4 – Défauts inhérents au principe de la mesure Influence de la viscosité et de la température de lair. Quand Z augmente, au niveau de lorifice capillaire le débit augmente car la viscosité diminue. Retard du variomètre 5 – Influence de la pression statique Mise en viragesortie de virage Début de ressource Vz 0 Palier accéléréPalier décéléré

25 SECURITE


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