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TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT.

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1 TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

2 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

3 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions I-2 Composition générale des hélicoptères

4 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions Jodel D112 1: Hélice2: Moteur à piston3: Verrière ou canopy4: Cokpit ou cabine5: Extrados de laile6: Saumon daile7: Aileron8: Empennage horizontal9: Empennage vertical10: Gouverne de profondeur11: Gouverne de direction12: Roulette de queue13: Queue de lavion14: fuselage15: Bord de fuite de laile16: Ailes17: Bord dattaque18: Train principal19: Intrados de laile20: Nez de lavion

5 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions AIRBUS A : Cokpit2: Cabine3: Réacteurs4: Pylône dattache5: Wynglet6: Bord de fuite 7 : Empennage h. monobloc 8: Empennage vertical9: Auxilary Power Unit 10: Aileron11: Volets de bord de fuite 12: Becs de bord dattaque 13: Aile en flèche14: Train principal15: Emplanture daile16: Train auxiliaire

6 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions Mirage 2000C : Tube de pitot2: Entrée dair3: Becs de bord dattaque4: Saumon daile5: Gouvernes de profondeur et gauchissement6: Tuyère du réacteur7: Gouverne de direction8: Empennage vertical9: Aile delta10: Siège éjectable11: Cokpit12: Perche de ravitaillement en vol

7 permet daccueillir léquipage et le chargement de lavion. permettent dobtenir la vitesse nécessaire au vol STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun 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 - lempennage - les moteurs - Le fuselage créent la portance et permettent le contrôle en roulis assure la stabilité et le contrôle en tangage et en lacet

8 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions Certains avions sont optimisés pour des décollages et atterrissages courts, on les qualifie de ADAC ou STOL (Short Take Off and Landing), voire verticaux, on les qualifie alors de ADAV ou VTOL. ADAC STOL ADAVVTOL

9 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -1 Composition générale des avions I-2 Composition générale des hélicoptères

10 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -2 Composition générale des hélicoptères Gazelle : Cokpit2: Cabine passagers3: Patins4: Fuselage5: Empennage horizontal6: Rotor de queue7: Empennage vertical8: Tuyère9: Pale10: Turbine11: Rotor principal

11 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef I -2 Composition générale des hélicoptères La portance des hélicoptères est assurée par. Les jouent le rôle des ailes dun avion. Le permet de compenser la rotation parasite du rotor principal. Sans lui lhélicoptère ne serait pas pilotable ! le rotor principal pâles rotor de queue

12 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

13 STRUCTURE DES AERONEFS 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

14 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Piper Cub Ailes droites

15 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Ailes en flèche Angle de flèche Alphajet

16 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Ailes trapézoïdales Ju-52

17 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Mirage 2000 Ailes delta

18 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Spitfire Ailes elliptiques

19 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Biplan Staggerwing

20 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Dièdre positif Jet Provost Angle de dièdre

21 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Fiat G-22 Dièdre nul

22 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Dièdre négatif Alphajet

23 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Broussard Aile haute

24 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Aile basse

25 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ailes Aile médiane Fouga Magister

26 STRUCTURE DES AERONEFS 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 lenvergure de l aile et S sa surface (y compris la partie traversant le fuselage).

27 STRUCTURE DES AERONEFS 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

28 STRUCTURE DES AERONEFS 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 Le fuselage doit permettre

29 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Fuselage cylindrique A-330

30 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Section carrée A-10 Thumderbolt II

31 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Section en 8 AIRBUS A ST Belouga

32 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Fuselage en coque de bateau CL315T Canadair

33 STRUCTURE DES AERONEFS 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

34 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage SF260 Empennage classique

35 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage Empennage en T

36 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage Bi-dérive F 18 E

37 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage Empennage vertical uniquement Mirage 2000

38 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage Canadair CL415T Empennage cruciforme

39 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d empennage Empennage papillon CM170 Fouga Magister

40 STRUCTURE DES AERONEFS 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

41 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

42 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Savage Ailes hautes, droites, dièdre nul. Empennage classique.

43 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques DR400 Ailes basses, droites, dièdre nul. Empennage classique.

44 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Les planeurs: DG500 Ailes médianes, droites, dièdre nul. Empennage en T.

45 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques CAP 232 Ailes basses, trapézoïdales, dièdre nul. Empennage classique.

46 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Yak 55M Ailes médianes, trapézoïdales, dièdre nul. Empennage classique.

47 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Airbus A Ailes basses, en flèche, dièdre légèrement positif. Empennage classique.

48 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Airbus A380 Ailes basses, en flèche, dièdre positif. Empennage classique.

49 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Le parapente: Aile haute, elliptique, dièdre négatif. Sans empennage.

50 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Le deltaplane: Ailes hautes, en delta, dièdre négatif. Sans empennage.

51 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Ailes basses, en delta, dièdre nul. Empennage canard. Rafale B

52 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Ailes médianes, en flèche, dièdre nul. Empennage double dérive. SU30 Flanker

53 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

54 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs Décollage et atterrissage: recherche dune vitesse minimale : distance nécessaires plus courtes manœuvre plus facile utilisation de dispositifs hypersustentateurs = dispositif augmentant la portance On recherche pour: Le décollage: Latterrissage: Compromis entre bonne portance et faible traînée Meilleure portance possible

55 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite III-2 Les dispositifs de bord d attaque

56 STRUCTURE DES AERONEFS 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

57 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Dispositifs les plus courants.

58 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Utilisation normale des volets: Décollage effets recherchés: solution: Atterrissage effet recherché: solution: diminuer la vitesse de décollage garder une bonne accélération Braquage limité des volets (1 er cran) diminution de la vitesse d approche Braquage maximum des volets selon le vent.

59 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets simplesDR400

60 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets FowlerA380

61 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets à double fente EMB312

62 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets FowlerA340

63 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite III-2 Les dispositifs de bord d attaque

64 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d attaque Les becs de bord dattaque augmentent la portance en modifiant la cambrure de laile 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

65 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d attaque Dispositifs les plus courants.

66 STRUCTURE DES AERONEFS 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: solution: Déploiement maximum des becs. diminution de la vitesse d approche

67 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d attaque Becs de bord dattaque

68 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d attaque Bec de bord d attaque d un Mirage 2000

69 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

70 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

71 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-1 Les différents types de trains d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur

72 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-1 Les différents types de train d atterrissage Le train classique: Le plus répandu aux débuts de laviation. Sensible au vent et visibilité limitée vers l avant plus difficile au sol et à l atterrissage. 2 jambes de train principal et 1 roulette de queue CAP 230 G Langle de garde est dune vingtaine de degrés pour éviter le basculement sur le nez (mise en pylône).

73 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-1 Les différents types de train d atterrissage Train tricycle: Meilleure visibilité vers lavant et moins sensible au vent. 2 jambes de train principal et 1 roulette de nez Yak 18T G Langle de garde est dune quinzaine de degrés pour éviter le basculement sur la queue.

74 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-1 Les différents types de train d atterrissage Il existe bien dautres types de trains pour des applications particulières: flotteurs ou coque (hydravions) skis… Ci-dessous un exemple de train monotrace avec des balancines. Harrier Gr7

75 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-1 Les différents types de trains d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur

76 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur Un train est caractérisé par son empattement et sa voie: Lempattement La voie est la distance entre le train principal et le train auxiliaire. est la distance entre les deux jambes du train principal.

77 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur : Vérin hydraulique 2: Jambe de train 3: Triangle anti-vrillage 4: Amortisseur 5: Roues Train auxiliaire de Mirage 2000

78 STRUCTURE DES AERONEFS 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

79 STRUCTURE DES AERONEFS 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

80 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur Train à 2 roues: diabolo Train auxiliaire dEmbraer 175

81 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d atterrissage IV-2 Constitution d un atterrisseur Boogie 4 et 6 roues Train principal dA380

82 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

83 STRUCTURE DES AERONEFS 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

84 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-1 Les axes du mouvement Axe de tangage Axe de roulis Axe de lacet

85 STRUCTURE DES AERONEFS 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

86 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-2 Le contrôle en tangage Le contrôle en tangage est assuré par lintermédiaire du manche ou du volant que lon actionne Si on pousse le manche, lavion pique. Si on tire le manche, lavion cabre. Le braquage de élévateurs est toujours symétrique. davant en arrière.

87 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-2 Le contrôle en tangage Gouverne de profondeur ou élévateur CAP 10B

88 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-2 Le contrôle en tangage Elévateurs

89 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

90 STRUCTURE DES AERONEFS 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

91 Le contrôle en roulis est assuré par lintermédiaire du manche ou du volant que lon actionne STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-3 Le contrôle en roulis Si on incline le manche à gauche, lavion sincline à gauche. Si on incline le manche à droite, lavion sincline à droite. de gauche à droite.

92 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-3 Le contrôle en roulis Les gouvernes correspondantes sappellent des ailerons. Le braquage des ailerons est dissymétrique CAP 10B

93 STRUCTURE DES AERONEFS 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 laile sur toute lenvergure. L aileron est levé du côté de laile qui descend et il est abaissé du côté de laile qui monte.

94 STRUCTURE DES AERONEFS 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

95 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-4 Le contrôle en lacet Le contrôle en lacet est assuré par lintermédiaire du palonnier que lon actionne au pied La gouverne de direction se trouve sur la dérive. On lappelle parfois drapeau de la dérive. en poussant à gauche ou à droite.

96 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-4 Le contrôle en lacet Si on met du pied à gauche, le nez part à gauche. Si on met du pied à droite, le nez part à droite.

97 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-4 Le contrôle en lacet Les avions de voltige ont des gouvernes de grande taille pour assurer une bonne manœuvrabili té. CAP 10B

98 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

99 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

100 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

101 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-5 Les surfaces hybrides Elévateur + volet Elévateur + aileron = élevon Mirage 2000

102 STRUCTURE DES AERONEFS 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

103 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-6 Les effets secondaires des commandes LA PROFONDEUR: Effets primaires: Effets secondaires: Si on tire sur le manche, le nez de lavion monte et la vitesse diminue. Si on pousse sur le manche, le nez de lavion descend et la vitesse augmente. le nez monte ou descend la vitesse augmente ou diminue Aucun

104 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-6 Les effets secondaires des commandes LE GAUCHISSEMENT: Effets primaires: Effets secondaires: Si on incline le manche à gauche, lavion sincline à gauche et le nez part à droite. lavion sincline à droite ou à gauche le nez part en sens inverse de linclinaison = lacet inverse

105 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-6 Les effets secondaires des commandes LA DIRECTION: Effets primaires: Effets secondaires: Si on met du pied à gauche, le nez de lavion part à gauche et les ailes sinclinent à gauche. le nez de lavion part à droite ou à gauche les ailes sinclinent dans le même sens que le déplacement du nez = roulis induit

106 STRUCTURE DES AERONEFS 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

107 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

108 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-7 Le contrôle de la vitesse Aérofrein de F86 Sabre

109 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-7 Le contrôle de la vitesse Spoiler de Falcon 7X

110 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

111 STRUCTURE DES AERONEFS 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

112 STRUCTURE DES AERONEFS 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 dévolutions). Elle peut permettre également dannuler le efforts pour maintenir une attitude donnée (utilisation de trims = compensateurs de régime).

113 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-8 La compensation statique des gouvernes Exemples de dispositifs de compensation statique des gouvernes. Compensateur dévolutions Compensateur de régime

114 STRUCTURE DES AERONEFS 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

115 STRUCTURE DES AERONEFS 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

116 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

117 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Transmission directe par câble pour la profondeur: commande gouverne Manche ou volant Elévateurs

118 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Transmission directe par câble pour le gauchissement: commande gouverne Manche ou volant Ailerons

119 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Transmission directe par câble pour la direction: commande gouverne Palonnier Gouverne de direction

120 STRUCTURE DES AERONEFS 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 lénergie hydraulique. L action aux commandes est transmise par des bielles jusquà des servocommandes qui actionnent les gouvernes.

121 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Servocommande Bielle Gouverne

122 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Il faut assister le pilote à laide d un ordinateur. Cela s appelle des commandes de vol électriques (CDVE) ou fly by wire (FBW). 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.

123 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Pilote Commandes (Manche et palonnier) Ordinateur avec modèle de vol Moteur électrique Servo- commande Gouvernes Principe d une chaîne de commandes de vol électriques Effort physique Signaux électriques Action hydraulique

124 STRUCTURE DES AERONEFS 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.

125 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission Servocommandes Vérin hydraulique Gouverne

126 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale dun aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train datterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

127 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction VI-2 Structure d un fuselage VI-3 Structure d une aile

128 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction Les principaux efforts auxquels est soumise la structure d un aéronef:

129 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction Compression Traction Flexion des ailes d un planeur sous l effet de la portance.

130 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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

131 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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 sassemble par collage Inconvénients: sensible à l humidité évolue dans le temps le revêtement doit être régulièrement refait

132 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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 contre- plaqué afin daugmenter la rigidité de lensemble de la structure et de limiter les déformations aux grandes vitesses. Le bois résiste deux fois mieux à la traction quà la compression. Les semelles dextrados des longerons sont donc plus épaisses que les semelles dintrados.

133 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction Sopwith Triplane

134 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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 sassemble par boulonnage, rivetage ou collage Inconvénients: plus ou moins sensible à la corrosion se déforme irréversiblement sous forte contrainte relativement lourd

135 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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).

136 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction CM 170 Fouga Magister

137 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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

138 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun 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.

139 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

140

141 Structures mixtes: Les raisons de lemploi dune structure mixte (alliant plusieurs des types vus précédemment) peuvent être diverses: coût disponibilité des matériaux difficultés d usinage ou d assemblage …. Beaucoup davions de transport ou de combat modernes ont des structures mixtes métal - matériaux composites.

142 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction Voilure et empennages en matériaux composites Fuselage métallique

143 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction VI-2 Structure dun fuselage VI-3 Structure dune aile

144 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun 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 lavion de la queue jusquau nez sont appelées longerons. Les autres sont appelées traverses. Lensemble est recouvert dun revêtement non travaillant.

145 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Longeron Traverses

146 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Longeron Traverses

147 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Structure Monocoque: Dans cette structure on réalise un assemblage de cadres par lintermédiaire dun revêtement travaillant. Les cadres sont des éléments de structure perpendiculaires à laxe longitudinal (ligne de foi) de lavion. Ils donnent la forme d une coupe du fuselage perpendiculairement à cet axe. Les revêtement est dit travaillant parce quil participe de façon importante à la rigidité du fuselage.

148 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Cadres Revêtement travaillant

149 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Cadres Revêtement travaillant

150 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun 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 quil ne participe pas de façon importante à la rigidité du fuselage.

151 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Cadres Longerons Lisses

152 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-2 Structure dun fuselage Longerons Cadre Lisses

153 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction VI-2 Structure dun fuselage VI-3 Structure dune aile

154 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-3 Structure dune aile La structure la plus classique sapparente 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 laile 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.

155 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-3 Structure dune aile Longeron Nervure

156 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef VI-3 Structure dune aile Longeron Nervure

157 STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure dun aéronef Montage dun Airbus A

158 TECNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Fin


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