TECHNOLOGIE DES AERONEFS

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1 TECHNOLOGIE DES AERONEFS
Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

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

3 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions I-2 Composition générale des hélicoptères

4 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -1 Composition générale des avions
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 17 18 19 20 16 14: fuselage 13: Queue de l’avion 12: Roulette de queue 15: Bord de fuite de l’aile 17: Bord d’attaque 20: Nez de l’avion 19: Intrados de l’aile 18: Train principal 11: Gouverne de direction 16: Ailes 10: Gouverne de profondeur 3: Verrière ou canopy 2: Moteur à piston 1: Hélice 4: Cokpit ou cabine 5: Extrados de l’aile 8: Empennage horizontal 9: Empennage vertical 7: Aileron 6: Saumon d’aile Jodel D112

5 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -1 Composition générale des avions
AIRBUS A380 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 13 11 14 15 16 11: Volets de bord de fuite 10: Aileron 12: Becs de bord d’attaque 13: Aile en flèche 15: Emplanture d’aile 14: Train principal 9: Auxilary Power Unit 16: Train auxiliaire 2: Cabine 1: Cokpit 3: Réacteurs 4: Pylône d’attache 6: Bord de fuite 5: Wynglet 8: Empennage vertical 7: Empennage h. monobloc

6 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -1 Composition générale des avions
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8: Empennage vertical 9: Aile delta 11: Cokpit 12: Perche de ravitaillement en vol 7: Gouverne de direction 10: Siège éjectable 5: Gouvernes de profondeur et gauchissement 1: Tube de pitot 2: Entrée d’air 3: Becs de bord d’attaque 6: Tuyère du réacteur 4: Saumon d’aile Mirage 2000C

7 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un 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   -            l’empennage   -            les moteurs   -            Le fuselage créent la portance et permettent le contrôle en roulis assure la stabilité et le contrôle en tangage et en lacet permettent d’obtenir la vitesse nécessaire au vol permet d’accueillir l’équipage et le chargement de l’avion.

8 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un 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 ADAV VTOL

9 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef
I -1 Composition générale des avions I-2 Composition générale des hélicoptères

10 STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -2 Composition générale des hélicoptères Gazelle 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8: Tuyère 9: Pale 10: Turbine 11: Rotor principal 7: Empennage vertical 5: Empennage horizontal 1: Cokpit 2: Cabine passagers 3: Patins 4: Fuselage 6: Rotor de queue

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

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

13 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 II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ’ailes Piper Cub Ailes droites

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

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

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

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

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

20 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 II Les différentes formules aérodynamiques II -1 Les différentes formes d ’ailes Fiat G-22 Dièdre nul

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

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

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

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

26 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 l’envergure de l ’aile et S sa surface (y compris la partie traversant le fuselage).

27 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 Le fuselage doit permettre
STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Le fuselage doit permettre 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

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

30 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 II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Section en 8 AIRBUS A ST Belouga

32 Fuselage en coque de bateau
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 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 II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d ’empennage Empennage classique SF260

35 STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d ’empennage Empennage en T

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

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

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

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

40 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 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 II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Ailes hautes, droites, dièdre nul. Empennage classique. Savage

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

56 Les effets des volets de bord de fuite:
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 III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite
Dispositifs les plus courants.

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

59 STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite
Volets simples DR400

60 STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite
Volets Fowler A380

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

62 STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite
Volets Fowler A340

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

64 Les effets des becs de bord d ’attaque:
STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque Les becs de bord d’attaque augmentent la portance en modifiant la cambrure de l’aile 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 III Les dispositifs hypersustentateurs III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque Dispositifs les plus courants.

66 Utilisation normale des becs de bord d ’attaque:
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: diminution de la vitesse d ’approche Déploiement maximum des becs.

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

68 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 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 d’un aéronef II Les différentes formules aérodynamiques III Les dispositifs hypersustentateurs IV Le train d’atterrissage V Les commandes de vol VI Structure de la cellule

71 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 IV Le train d ’atterrissage IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage Le train classique: Le plus répandu aux débuts de l’aviation. 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 L’angle de garde est d’une vingtaine de degrés pour éviter le basculement sur le nez (mise en pylône). G CAP 230

73 STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage Train tricycle: Meilleure visibilité vers l’avant et moins sensible au vent. 2 jambes de train principal et 1 roulette de nez L’angle de garde est d’une quinzaine de degrés pour éviter le basculement sur la queue. G Yak 18T

74 STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage Il existe bien d’autres 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 IV Le train d ’atterrissage
IV-1 Les différents types de trains d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

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

77 1 2 3 4 5 STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur 1: Vérin hydraulique 2: Jambe de train Train auxiliaire de Mirage 2000 3: Triangle anti-vrillage 4: Amortisseur 5: Roues

78 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 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 IV Le train d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Train à 2 roues: diabolo Train auxiliaire d’Embraer 175

81 STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur
Boogie 4 et 6 roues Train principal d’A380

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

83 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 V Les commandes de vol V-1 Les axes du mouvement
Axe de lacet Axe de roulis Axe de tangage

85 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 Le braquage de élévateurs est toujours symétrique.
STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-2 Le contrôle en tangage Le contrôle en tangage est assuré par l’intermédiaire du manche ou du volant que l’on actionne d’avant en arrière. Si on pousse le manche, l’avion pique. Si on tire le manche, l’avion cabre. Le braquage de élévateurs est toujours symétrique.

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

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

89 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 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 STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-3 Le contrôle en roulis
Le contrôle en roulis est assuré par l’intermédiaire du manche ou du volant que l’on actionne de gauche à droite. Si on incline le manche à gauche, l’avion s’incline à gauche. Si on incline le manche à droite, l’avion s’incline à droite.

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

93 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 l’aile sur toute l’envergure. L ’aileron est levé du côté de l’aile qui descend et il est abaissé du côté de l’aile qui monte.

94 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 V Les commandes de vol V-4 Le contrôle en lacet
Le contrôle en lacet est assuré par l’intermédiaire du palonnier que l’on actionne au pied en poussant à gauche ou à droite. La gouverne de direction se trouve sur la dérive. On l’appelle parfois drapeau de la dérive.

96 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 V Les commandes de vol V-4 Le contrôle en lacet
CAP 10B Les avions de voltige ont des gouvernes de grande taille pour assurer une bonne manœuvrabilité.

98 STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

99 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

100 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 V Les commandes de vol V-5 Les surfaces hybrides
Mirage 2000 Elévateur + volet Elévateur + aileron = élevon

102 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 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 l’avion monte et la vitesse diminue. Si on pousse sur le manche, le nez de l’avion descend et la vitesse augmente. le nez monte ou descend la vitesse augmente ou diminue Aucun

104 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, l’avion s’incline à gauche et le nez part à droite. l’avion s’incline à droite ou à gauche le nez part en sens inverse de l’inclinaison = lacet inverse

105 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 l’avion part à gauche et les ailes s’inclinent à gauche. le nez de l’avion part à droite ou à gauche les ailes s’inclinent dans le même sens que le déplacement du nez = roulis induit

106 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 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 V Les commandes de vol V-7 Le contrôle de la vitesse
Aérofrein de F86 Sabre

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

110 Les aérofreins du Su 25 Frogfoot sont situés au bout des ailes.
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 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 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 d’évolutions). Elle peut permettre également d’annuler le efforts pour maintenir une attitude donnée (utilisation de trims = compensateurs de régime).

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

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

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

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

120 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 l’énergie hydraulique. L ’action aux commandes est transmise par des bielles jusqu’à des servocommandes qui actionnent les gouvernes.

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

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

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

124 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 V Les commandes de vol V-9 Les dispositifs de transmission
Servocommandes Vérin hydraulique Gouverne

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

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

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

130 bois recouvert de contre-plaqué structure métallique
STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un 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 VI Structure d’un 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 s’assemble par collage Inconvénients: sensible à l ’humidité évolue dans le temps le revêtement doit être régulièrement refait

132 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un 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 d’augmenter la rigidité de l’ensemble de la structure et de limiter les déformations aux grandes vitesses. Le bois résiste deux fois mieux à la traction qu’à la compression. Les semelles d’extrados des longerons sont donc plus épaisses que les semelles d’intrados.

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

134 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un 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 s’assemble 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 VI Structure d’un 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 VI Structure d’un aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction CM 170 Fouga Magister

137 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un 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 VI Structure d’un 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 VI Structure d’un aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

140 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

141 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction Structures mixtes: Les raisons de l’emploi d’une structure mixte (alliant plusieurs des types vus précédemment) peuvent être diverses: coût disponibilité des matériaux difficultés d ’usinage ou d ’assemblage …. Beaucoup d’avions de transport ou de combat modernes ont des structures mixtes métal - matériaux composites.

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

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

144 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un 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 l’avion de la queue jusqu’au nez sont appelées longerons. Les autres sont appelées traverses. L’ensemble est recouvert d’un revêtement non travaillant.

145 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Longeron Traverses

146 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Traverses Longeron

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

148 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Revêtement travaillant Cadres

149 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Revêtement travaillant Cadres

150 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un 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 qu’il ne participe pas de façon importante à la rigidité du fuselage.

151 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Lisses Longerons Cadres

152 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-2 Structure d’un fuselage
Lisses Cadre Longerons

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

154 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-3 Structure d’une aile
La structure la plus classique s’apparente 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 l’aile 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 VI Structure d’un aéronef VI-3 Structure d’une aile
Nervure Longeron

156 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef VI-3 Structure d’une aile
Nervure Longeron

157 STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef Montage d’un Airbus A340-600

158 TECNOLOGIE DES AERONEFS
Fin Structure des aéronefs