Épreuve U41: Étude de modifications pluritechnologiques

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1 Épreuve U41: Étude de modifications pluritechnologiques
Cette sous épreuve d’une durée de 6 heures permet d’apprécier l’aptitude du candidat à mobiliser ses connaissances pour : décoder des documents techniques définissant des ensembles pluri techniques (parties d’aéronef, outillages, installations, …) ou des procédures d’assemblage, de maintenance, de contrôle ou d’essais de tout ou partie d’aéronef ; analyser le fonctionnement et l’organisation de ces ensembles ; justifier des solutions constructives au regard des fonctions d’usage à assurer ; proposer et justifier des évolutions de solutions techniques ou de procédures au regard d’aléas ou d’imperfections ; élaborer une partie d’un cahier des charges fonctionnel.

2 Contenu de l’épreuve Le support de l’épreuve est constitué par un dossier technique relatif à des ensembles pluri techniques (parties d’aéronef, outillages, installations, …) ou des procédures d’assemblage, de maintenance, de contrôle ou d’essais de tout ou partie d’aéronef. Le contexte de production est précisé (type d’entreprise, type de production, contexte éventuel de co-traitance ou de sous-traitance, moyens disponibles…). Le questionnement est relatif à des problèmes techniques réels. Le contenu de l’épreuve s’appuiera sur tout ou partie des données et des compétences détaillées définissant, dans le référentiel de certification, les compétences :

3 Compétences visées par l’unité U41
C01. Identifier les fonctions et l’architecture d'ensembles pluri techniques étude d’un SYSTÈME D’AÉRONEF C02. Concevoir des évolutions de solutions techniques et de procédures Tout ou partie des compétences sont évaluées sur une épreuve de 6 heures C05. Définir les spécifications techniques d’un cahier des charges.

4 U41 Étude de modifications
pluri technologiques SITUATION PROBLÈME (d’assemblage, d’exploitation, de maintenance) un aléa, une amélioration, un aménagement, une création, une exigence, … TRAME D’ETUDE Analyse fonctionnelle du système Analyse structurelle Analyses comportementales / situation problème (caractérisation) Recherche de solution(s) Choix de solution(s) Mise en forme d’une solution Conclusion, préconisations / situation problème SYSTÈME D’AÉRONEF DOSSIER RESSOURCE (lié au système et à la situation problème)

5 Exemple de support technique
Présentation du système aéronef La RAT Ram Air Turbine Lancer l’animation Lire le dossier ressource au début de l'épreuve

6 Analyses comportementales / situation problème
Plusieurs problématiques et pistes de sujets à partir de ce thème Sujet « 0 » développé Un aléa de fonctionnement… Vérification des paramètres de pression , débit, fréquence sur la RAT…. Un aménagement… Adaptation d’une RAT plus grande Une exigence… Renforcer les zones susceptibles de recevoir un éclat de pale

7 Problématique du sujet
Lors d’un essai de déploiement et de fonctionnement de la RAT, on constate un dysfonctionnement… En effet la génération hydraulique n’est pas conforme, les valeurs mesurées dépassent l’intervalle de tolérance fixé par le cahier des charges. Après avoir lu le dossier ressource et assimilé le fonctionnement, le but de l’étude est de déterminer les éléments qui peuvent être incriminés, puis de préciser les actions à effectuer pour y remédier.

8 U41 Étude de modifications
pluritechnologiques Ébauche de sujet « 0 » sur la R.A.T Analyse fonctionnelle du système Description des chaînes d’énergie Analyse structurelle et comportementale Vérification de la cinématique de déploiement De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique La transformation en énergie hydraulique Conclusion Autres pistes de sujet

9 Sujet « O » Analyse fonctionnelle externe
Exprimer le besoin d’une RAT Compléter le schéma suivant A qui le système rend-il service ? Sur quoi agit-il ? A l’ensemble des passagers et de l’équipage, bien sûr! Sur le circuit hydraulique de secours de l’aéronef Aux systèmes vitaux de vol et d’atterrissage: Les commandes de vol Les pompes carburants Les moteurs électrique de bec d’aile Le train d’atterrissage Groupe RAT Générer de l’énergie hydraulique d’urgence

10 Analyse fonctionnelle
Compléter l’actigramme de niveau A-O suivant: Action du ressort Déclenchement automatique énergie hydraulique pour le vérin Ordre de déclenchement manuel «  Emer ELEC » Réarmement manuel (au sol) Visualisations au cockpit Bruit Vibration Perturbations aérodynamiques Fournir une puissance de secours en cas de défaillance des moteurs flux d’air suffisant Puissance hydraulique transmise au réseau de secours A-O Groupe Ram air turbine

11 Générer une puissance de secours Zone en rapport avec la problématique
Sujet « O » F.a.s.t partiel Compléter le FAST pour la partie étudiée Fonctions complémentaires Solutions techniques Assurer le verrouillage en position dans l’aile F1 Électro-aimant Assurer un guidage précis de rotation F21 Crochet de verrouillage S’adapter à une zone restreinte dans l’aile F2 Limiter la taille des pales et des organes F22 Liaison pivot Éviter les perturbations aérodynamiques en position rentrée F3 Trappe profilée Fonction principale Déployer la RAT F4 Ressort Générer une puissance de secours Zone en rapport avec la problématique Vérin Transformer une énergie mécanique en énergie hydraulique F55 Pompe à barillet autorégulée Avoir une vitesse avion de 135 Knot mini F5 Augmenter la vitesse de rotation de l’arbre Hélice F52 Gear box conique Régler l’angle de pas des pales F53 Governor assembly Assurer un guidage en rotation F54 Roulements à billes Dégivrer le cône F51 Aimant + plaque alu

12 Sujet « O » Description des chaînes d’énergie
Compléter la chaîne d’énergie Évolution de la puissance transmise énergie mécanique de rotation Augmentation du couple transmis énergie hydraulique Flux d’air Transformer l’énergie Adapter la vitesse de rotation Transformer l’énergie Multiplicateur à roues coniques Pompe hydraulique Hélice à pas variable

13 Vérification de la cinématique de déploiement
Étude des différentes trajectoires et vérification des positions fermée et ouverte de la RAT Calcul du temps de sortie Calcul de la vitesse et des accélérations Proposition de procédure pour vérifier les paramètres

14 De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique
Partons du dessin d’ensemble…

15 De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique
Compléter le schéma cinématique avec les liaisons aux points B,C,D,F Structure avion Hélice à pas variable Gear box Vérin + amortisseur B F E D C A Pompe

16 De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique
Schéma cinématique partiel complété B F E D C A A partir de la vitesse de l’hélice Détermination des variations de pression et de débit

17 La transformation en énergie hydraulique
D’un point de vue hydraulique, la plage de fréquence d’entrée étant connue… A partir des fréquences mini et maxi sur l’arbre principal, déterminer la fréquence de rotation en entrée de la pompe Expliquer le principe de fonctionnement global Étudier les circuits hydrauliques Repérer les différents éléments constituant le circuit Expliquer le rôle et le fonctionnement de la pompe à barillet Déterminer la relation entre la course des pistons et l’angle d’inclinaison du plateau de pompe Déterminer la pression, le débit et la cylindrée de la pompe Constater les écarts par rapport au valeurs relevées.

18 Réponses à la problématique posée
Conclusion Réponses à la problématique posée Un aléa de fonctionnement… Vérification des paramètres de pression débit, fréquence sur la RAT…. Les écarts constatés nécessitent des interventions en respectant : le cahier des charges constructeur le manuel de maintenance. la réglementation en vigueur

19 D’autres pistes de sujets sont envisageables …

20 Scénario 1… Avant Après sur A380
Adaptation d’une nouvelle RAT sur un appareil de génération tout électrique… Avant Après sur A380 Weight and Overall Dimensions sur A330 Weight (including 2.77 kg for stow Panel) KG Height : 1220 mm Width : 178 mm Length : 660 mm Turbine Diameter : 749.3mm Cette adaptation nécessite des modifications de: structure performance dimension et donc de modifier le cahier des charges...

21 Scénario 2… Renforcer les zones susceptibles de recevoir un éclat de pale… Identification des zones impactées et des risques encourus par les câbles, les circuits hydrauliques, les circuits carburants… Identification des matériaux et des traitements de surfaces dans les zones impactées Renforcement des zones où il y a risque de coupure ou de « lacération » : En multipliant les épaisseurs En choisissant des matériaux plus résistants

22 Merci de votre attention
Fin Merci de votre attention S.D