Revue de Définition Lundi 12 Décembre 2005 V-1. Revue de définition Introduction Quelques plans Aménagement – Equipements divers Aérodynamique Centrage.

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1 Revue de Définition Lundi 12 Décembre 2005 V-1

2 Revue de définition Introduction Quelques plans Aménagement – Equipements divers Aérodynamique Centrage Voilure Fuselage – Plancher Empennage Volets – Aérofreins – Ailerons Motorisation Circuits fluides Commande de vol Circuit électrique Performances Maquette CATIA Budget Industrialisation – Fournisseurs Essais – Certification

3 EAC 12-déc.-05 3 Introduction.Suite à la revue d’architecture..Définition plus pointue des choix tech..Début de la campagne d’essais.Welcome on Board…

4 EAC 12-déc.-05 4 Organisation Organisation hiérarchique Chef de projet Simon ROBERT Assistant chef de projet (RH, logistique) Emmanuel DIVAN Direction technique David MARTIN Direction industrielle Fabien GARNIER Direction financière Morgan JACOB Direction achat Alexandre NIVAULT Direction marketing David SEZNEC Direction commerciale Romain CHANA SDF, qualité Daniel STALPH

5 EAC 12-déc.-05 5 Planning Lien vers le planning -> PlanningPlanning

6 Les équipements: APU (Auxiliary Power Unit) Portes et issues de secours Soutes et zone de Fret Aménagement de la cabine Equipements de secours

7 EAC 12-déc.-05 7 APU Auxiliary Power Unit APS 3200 Hamilton Sundstrand Fonctionnement jusqu’à 41 000ft Respect normes ICAO sur le bruit. Prix: 150 000 USD

8 EAC 12-déc.-05 8 Portes et issues de secours – EAC 50/100 4 Portes de Type A et 2 issues de Type C Type A: 1.83x1.07m Type C: 1.22x0.76m Evacuation 90sec avec 50% des issues

9 EAC 12-déc.-05 9 Portes et issues de secours – EAC 100C 2 Portes de Type A et 4 issues de Type C Type A: 1.83x1.07m Type C: 1.22x0.76m Evacuation 90sec avec 50% des issues

10 EAC 12-déc.-05 10 Soutes et zone de Fret – EAC 50/100/100C 2 Portes de soute 1.25x1.80m cote droit Porte Fret 2.2mx3.40m EAC 50: 2/1 LD3-46 Fret Max PAX:2.3T EAC 100: 4/3 LD3-46 Fret Max PAX:4.5T EAC 100C: 4/3 LD3-46 Fret Max PAX:9.5T Zone cargo: 2 palettes 125x96x65’’

11 EAC 12-déc.-05 11 Aménagement intérieur – EAC 50/100/100C EAC 50: 12 Business 54 Economie 66 Passagers EAC 100: 16 Business 90 Economie 106 Passagers (+6) EAC 100C: 0 Business 54 Passagers (+4)

12 EAC 12-déc.-05 12 Sièges EAC 50/100/100C Sièges techniques et classe économie Sicma Aero Seat Classe Affaires Recaro Aircraft Seating 15 000 USD 7500USD 2500USD

13 EAC 12-déc.-05 13 Galleys – EAC 50/100/100C Galley arrière: 3.1x2.2m 200 000USD 4 Fours 9 chariots repas Galley avant:2.18x2.2m 100 000USD 2 Fours 4 chariots repas

14 EAC 12-déc.-05 14 Equipements de secours – EAC 50/100/100C Détecteur de fumée JAMCO 200 USD Toboggans/radeau Aerazur (Zodiac) 80 Kg Goodrich / Intertechnique 420 USD / PSU

15 EAC 12-déc.-05 15 Aérodynamique

16 Pré dimensionnement (abaques) ESSAIS EN VOL Essais en soufflerie Maquette numérique Les premières caractéristiques aérodynamiques Aérodynamique

17 EAC 12-déc.-05 17  Calage de l’aile de 4° à l’emplanture jusqu’à -1° au saumon  EAC 100 → Début de croisière : Cz = 0,47 avec une assiette de 1,1° ;  et fin de croisière: Cz = 0,37 avec assiette nulle. NACA 23014 NACA 23012 Répartition elliptique de la portance Pré dimensionnement de la trainée du fuselage, des trains d’atterrissage, des nacelles et des mâts. Aérodynamique

18 EAC 12-déc.-05 18 AERODYNAMIQUE ΔCx = 0,004 ΔCz = 0,02 Estimation nécessaire pour connaître la trainée de:  mât moteur  nacelles  Train d’atterrissage +10% La polaire ne prend pas en compte les intéractions La solution: Un modèle numérique complet

19 CALCUL CFD

20 EAC 12-déc.-05 20

21 EAC 12-déc.-05 21

22 EAC 12-déc.-05 22

23 EAC 12-déc.-05 23

24 EAC 12-déc.-05 24  Quadrangles  +10% pour les imperfections de surfaces  + Trainée des nacelles, et mâts

25 EAC 12-déc.-05 25 Masse & centrage Masse de la structure et de la voilure connues avec précision Masse des réacteurs connue avec précision Charge de fret déterminée par le dimensionnement des soutes Capacité en carburant connue avec précision OEW, MZFW et MTOW déterminés

26 EAC 12-déc.-05 26 Données de masses EAC 100 OEW32.6 T MZFW47.0 T MTOW58.0 T ou 62.0 T MLW50.0 T EAC 100C OEW31.7 T MZFW47.0 T MTOW58.0 T ou 62 T MLW50.0 T EAC 50 OEW29.8 T MZFW38.7 T MTOW52.0 T MLW50.0 T

27 EAC 12-déc.-05 27 Répartition des masses

28 EAC 12-déc.-05 28 Centrage Détermination du centrage Positionnements de tous les équipements du fuselage en fonction de l’aménagement de l’appareil Centrage du fuselage seul Positionnement de la voilure et de ses équipements de manière itérative Vérification du respect des limites de centrage avant et arrière Pour l’EAC 100 et l’EAC 100C, le bord d’attaque à l’emplanture à l’emplanture est disposé à 10.85 m du nez de l’appareil Pour l’EAC 50, le bord d’attaque à l’emplanture de la voilure est disposé à 8 m du nez de l’appareil

29 EAC 12-déc.-05 29 Vues de l’EAC 100 et l’EAC 50

30 EAC 12-déc.-05 30 Etude du centrage Limite arrière Cas défavorable de centrage arrière 90 pax en classe éco containers bagages + fret en soute arrière Voilure pleine de carburant Centrage à 30.8 % de MAC Chargement des containers en soute avant Centrage à 11.3 % de MAC

31 EAC 12-déc.-05 31 Etude du centrage Limite avant La limite est fixé par l’effort maximal dans l’empennage horizontal M: masse de l’appareil en kg g: accélération du champ de pesanteur terrestre Marge: distance entre le foyer et le centre de gravité d: distance entre le centre de gravité de l’empennage et le centrage de l’appareil F = 24 kN A vide, limite de centrage avant à 1.5 % de MAC A la masse maximale, limite de centrage avant à 10 % de MAC A vide, la gestion de l’utilisation des soutes permet de ramener le centrage à l’intérieur des limites A la masse maximale, le centrage est à 11.3 % de MAC et la gestion du gestion du chargement des soutes permet de reculer encore ce centrage si besoin.

32 EAC 12-déc.-05 32 Commentaires Le dimensionnement plus précis ainsi que la modélisation sous Catia de notre appareil a permis d’évaluer plus précisément sa masse. Les même études de centrage ont été réalisées sur l’EAC 100C et l’EAC 50. La souplesse d’utilisation de notre appareil, notamment dans son chargement nous permet d’assurer un centrage à l’intérieur des limites quelque soit le chargement. Il est possible de varier le chargement de l’appareil afin d’optimiser son centrage.

33 EAC 12-déc.-05 33 Tenue à la pressurisation Épaisseur de revêtement e=4,4mm Pression ΔP σ 2

34 EAC 12-déc.-05 34 Détermination des cadres et des lisses équilibre des forces longitudinales : π R² 1,5 ΔP = 2 π R e σ 1 + n σ lisse S lisse équilibre des forces transversales : 1,5 ΔP R a = σ 2 a e + σ cadre S cadre égalité des allongements revêtement/cadre : σ 1 – ν σ 2 = σ cadre σ 1 ab σ 2 Cadre Lisses

35 EAC 12-déc.-05 35 Détermination des cadres et des lisses Prise en compte de la flexion des lisses: Pression Cadres σtotale-lisse = σf + σ lisse < 400 Mpa

36 EAC 12-déc.-05 36 Détermination des cadres et des lisses Section cadres Section lisses (40 lisses) 4 mm 100 mm 65 mm 2 mm 20 mm 4 mm 30 mm

37 EAC 12-déc.-05 37 Estimation de la masse

38 EAC 12-déc.-05 38 Estimation de la masse l’EAC 50 est constitué des éléments suivants : Cockpit, partie centrale, queue : 1057.4 + 1606 + 1217.6 = 3881.6 kg Les EAC 100 & 100 C sont constitués des éléments suivants : Cockpit, « rallonge », partie centrale, « rallonge », queue: 1057.4 + 574.2 + 1606 + 574.2 + 1217.6 = 5030 kg

39 EAC 12-déc.-05 39 Vérification de la tenue du fuselage aux autres cas de charge les contraintes normales dues à la flexion : les contraintes de cisaillement dues à l’effort tranchant :

40 EAC 12-déc.-05 40 Fonds de pressurisation et plancher Fond de pressurisation avant: 5,6 kg Fond de pressurisation arrière: 34,5kg Plancher Vue en coupe de la cabine 3 m0.5 m

41 EAC 12-déc.-05 41 Plancher Insertion de lisses dans le plancher Masse totale du plancher: 760kg et 1027kg pour les EAC 50 et 100 Poutre plancher Lisse plancher

42 EAC 12-déc.-05 42 Insertion de composite Section des poutres du plancher: Section du plancher: 100 mm 2 mm 50 mm 20 mm2 mm 20 mm 800 mm 10 mm 20 mm 4 mm

43 EAC 12-déc.-05 43 Conclusion sur le fuselage Masse totale du tout en aluminium: EAC 50: 4840kg EAC 100: 6330kg Masse totale avec plancher en composite: EAC 50: 4490kg EAC 100: 5842kg Gain de 7,4 %

44 EAC 12-déc.-05 44 Géométrie de la voilure Dièdre : recalculé à partir de la garde au sol Surface alaire redéfinie : 114 m2

45 EAC 12-déc.-05 45 Système de carburant Choix de l’architecture des réservoirs : 5 réservoirs indépendants Détermination du volume carburant disponible: Inner tank : 6,264m3 soit 5,011 T Outer tank : 2,572m3 soit 2,057 T Central tank : 9,7m3 brut soit 6,98 T Système de circuit du carburant et de ventilation des réservoirs

46 EAC 12-déc.-05 46 Dimensionnement de la voilure Dimensionnement à partir de la règlementation JAR 25 : Cl=3,56 (2,3 précédemment) Hypothèse de répartition de la portance Hypothèses de masses surfaciques et de masses uniformément réparties Démarche : Ces éléments nous permettent de dimensionner le revêtement intrados à la contrainte de rupture et le revêtement extrados au flambage local et général Nous arrivons à une masse voilure (uniquement la structure) de 3320 kg

47 EAC 12-déc.-05 47 L’empennage Configuration : « Classique » Les surfaces – Profil NACA 0009 Dérive : 24 m²……………………..…..Surface mobile : 6 m² (25%) Empennage : 2 x 15.3 = 30.6 m²………Surfaces Mobiles : 2 x 3.8 = 7.6 m² (25%)

48 EAC 12-déc.-05 48 L’empennage 3 méthodes évolutives en fonction de l’avancement Pré dimensionnement 1 (Formule + Bras levier estimé) Pré dimensionnement 2 (Formule + Bras de levier calculé) Pré dimensionnement 3 (Considération de situations particulières de l’avion) Situation considérée pour la dérive EAC 50 au décollage Panne moteur Possibilité de contrer le lacet à VMCG < V1 Situation considérée pour l’empennage horizontal EAC 50 en palier Vstall Incidence < 15° Prochaine étape : Étude dynamique

49 EAC 12-déc.-05 49 L’empennage Dessins Flèche : 52° 3 servos 2 attaches Flèche : 40 2 x 2 servos Caisson central Incidence -10° - 10

50 EAC 12-déc.-05 50 Ailerons 25% des cordes et de la longueur aile Surface : 2 x 1.45 m² Débattement : 15° Nervure 21 à 27 7 attaches 2 servo Futur : Taux roulis à baisse vitesse 0.56 m 0.4 m 3 m

51 EAC 12-déc.-05 51 Spoiler aérofrein 4 Spoilers (Roulis + Aérofrein) Depuis nervure 20 jusqu’à cassure Débattement 80° 1 servo par spoiler Largeur 0.6 m (25% corde Nervure 20, Longueur 1.5m (40% aile) 1 Spoiler Roulis identique depuis Cassure Futur : Phase atterrissage, Modélisation aérodynamique + efficacité freinage roue

52 EAC 12-déc.-05 52 Définition des volets 3 types de volets: Simple fente Double fente Fowler D’autres types existent….

53 EAC 12-déc.-05 53 Définition des volets Le Fowler Système très performant Permet d’agrandir de façon considérable la surface alaire Système complexe

54 EAC 12-déc.-05 54 Définition des volets Le volet simple Procure une portance suffisante avec des becs. Mécanisme simple.

55 EAC 12-déc.-05 55 Définition des volets Le volet double Mécanisme efficace Mécanisme complexe Comme le volet simple, il dépend des paramètres de fente.

56 EAC 12-déc.-05 56 Définition des volets Matrice multi critères: Choix du volet Fowler On définie 3 braquages de volets: »5° en éco à M=0.75 »10° au décollage »30° à l’atterrissage

57 EAC 12-déc.-05 57 Motorisation EAC 100 / 100 CEAC 50 CFM 56 – 7B22: 2 X 101 KN CFM 56 – 7B18 : 2 X 87 KN Critères déterminants : coûts de maintenance diamètre soufflante compatibilité « effet famille » + Présence de Snecma Services à Chengdu

58 EAC 12-déc.-05 58 Le système hydraulique - circuit I Réacteur gauche Pressurisé par: PTU Alimentation aéroportuaire Alimente: Train d‘atterrissage Freins Reverseur de poussée (g) Servocommandes Réservoir PTU

59 EAC 12-déc.-05 59 Le système hydraulique - circuit II Réacteur droit Pressurisé par: PTU Alimentation aéroportuaire Alimente: Frein de stationnement ABS Reverseur de poussée (d) Servocommandes Reservoir Portes de frêt Pompe à la main PTU Pompe électrique

60 EAC 12-déc.-05 60 Le système hydraulique - circuit III Pompe électrique Pressurisé par: RAT Alimente: CSM/G Servocommandes Réservoir

61 EAC 12-déc.-05 61 Le système hydraulique - composants EDP Pompe électrique RAT PTU Réservoirs Système de ramassage de l’huile collecteurs valve de priorité valve coupant valve de soulagement indicateur de quantité indicateur de fuite filtres tubes

62 EAC 12-déc.-05 62 Le système hydraulique Implantation des systèmes circuit I : compartiment du train (avec PTU) circuit II: latéral droit, devant le train circuit III: latéral gauche, devant le train Implantation des panneaux de service circuit I et III latéral droit circuit II latéral gauche

63 EAC 12-déc.-05 63 Conditionnement d’air Le cycle à air. Source de prélèvement d’air: A: Les réacteurs B: L’APU C: Groupe sol Éléments à approvisionner en air: 1: Pressurisation 2: Climatisation 3: Baie avionique 4: Démarrage des réacteurs 5: Système de pressurisation hydraulique 6: Système de pressurisation de l’eau. Le système de dégivrage sera électrique A1 A2 B C 1 2 3 4 5 6

64 EAC 12-déc.-05 64 Vanne air Réacteur 1 Vanne de régulation APU Vanne Air HP du Groupe sol Dégivrage des ailes Vanne de régulation Pack valve Pack de conditionnement d’air Vanne de test (soupape) Pack de conditionnement d’air Vanne de test (soupape) Mélangeur Trim régulation temp Filtre Soute Ext par DP CABINE PAX Poste pilotage Galley & toilettes Soute avio Circuit chaud Circuit froid Circuit après régulation

65 EAC 12-déc.-05 65 Conditionnement d’air Intégrer au maximum le conditionnement d’air à la cabine Utiliser la géométrie de la cabine pour mélanger l’air d’aération. 3 buses individuelles de distribution. Rappel des règles de confort: Température de 20 à 26°C Vitesse de l’air inférieur à 0.15 m/s en refroidissement. Vitesse de l’air inférieur à 0.25 m/s en chauffage. Taux d’humidité entre 30% et 60%

66 EAC 12-déc.-05 66 Conditionnement d’air Modélisation de la cabine Choix de l’emplacement des aérateurs Modélisation Fluent de la cabine Débit d’air nécessaire pour la régulation Modélisation du système sous AMeSim Volume d’air à prélever sur les moteurs Impact sur les performances On obtiens un cahier des charges à définir avec un fournisseur. Zodiac ou Liebher

67 EAC 12-déc.-05 67 Commande de vol

68 EAC 12-déc.-05 68 Circuit électrique

69 EAC 12-déc.-05 69 Performances EAC 100 Payload Range EAC 100 / 100 C : Version « standard » : MTOW = 58 t 18 t de fuel pour 2700 nm avec un taux de remplissage de 70 % (sans fret) Distance de décollage de 1650 m Version « long range » : MTOW peut être augmentée à 62 t Max Fuel = 20.57 t2700 nm parcourus avec un taux de remplissage de 95 % (sans fret) Distance de décollage de 1900 m

70 EAC 12-déc.-05 70 Performances EAC 100/100 C

71 EAC 12-déc.-05 71 Performances EAC 50 Payload Range EAC 50 : MTOW = 48 t 15 t de fuel pour 2700 nm avec un taux de remplissage de seulement 54 % (sans fret) Distance de décollage de 1350 m De plus : capacité réservoir = 20.57 t OEW = 29.8 timpossible de faire les pleins sans dépasser la MTOW Solution : MTOW augmentée à 52 t 2700 nm parcourus avec un taux de remplissage de 92% Distance de décollage de 1550 m

72 EAC 12-déc.-05 72 Performances EAC 50

73 EAC 12-déc.-05 73 CATIA

74 EAC 12-déc.-05 74 Dimensions

75 EAC 12-déc.-05 75 Budget

76 EAC 12-déc.-05 76 Budget

77 EAC 12-déc.-05 77 Budget Avant-projet (Dev)117 239 k$ Etudes (Dev)296 721 k$ Essais-Certif (Dev)60 981 k$ Fabrication des 6 proto (Prod)211 207 k$ Industrialisation (Prod)12 095 993 k$ 12 782 141 k$

78 EAC 12-déc.-05 78 Vue d’ensemble du site d’EAC Centre d’essais statiques Centre d’essais en vol Peinture Poste d’assemblage modulaire principal Poste d’assemblage secondaire si augmentation des commandes Zone décharge camions Centre logistique ( répertorier pièces + contrôle qualité ) Espace de tests + finitions Espace de tests supplémentaires Zone aménagement cabine Parking essais extérieurs Parking essais extérieurs Parking essais extérieurs Parking essais extérieurs Centre d’essai moteur Espace livraison avion Resto VIP Resto Station service Pompiers Arrivée des camions Flux principal Flux secondaire

79 EAC 12-déc.-05 79 TCTARTA Principe d’assemblage

80 EAC 12-déc.-05 80 1 er mois2 eme mois3 eme mois 243132411432 Struct Finitions Tests intérieurs Pose moteur Tests extérieurs Réception + contrôle qualité Essais sol Essais vol PeintureCabineLivraison Tests vol Planning de livraison avion

81 EAC 12-déc.-05 81 Liste provisoire des fournisseurs SYSTÈMESFOURNISSEURS MoteursSnecma NacellesAircelle (filiale Snecma) AvioniqueTalhès & Chengdu Aero-Instrument Corp APUHamilton Sundstrand Circuit carburantZodiac (Intertechnique) & Beijing Changkong Machinery Compagny Conditionnement d'airZodiac (Intertechnique) Aménagement intérieurSicma Aero Seat & Jianghan Aviation Life-Support Industries Système distraction à bordHoneywell Trains d'atterissageMessier Dowty FuselageA déterminer VoilureKawasaki EmpennagesA déterminer Système hydrauliqueGoodrich & Shimadzu BâtimentsBouygues Construction

82 EAC 12-déc.-05 82 A venir Modélisation complète du hall d’assemblage principal (taille du bâtiment, aménagement intérieur détaillé…) Détermination définitive des principaux fournisseurs

83 EAC 12-déc.-05 83 Aérodynamique expérimentale  Soufflerie F1 de Fauga-Mauzac (Mach variable entre 0,05 et 0,36). Une grande soufflerie « basses vitesses ». la soufflerie est particulièrement adaptée aux essais de configurations hypersustentées Grandes maquettes d'avions de transport (plus de 3 m d'envergure) effets de sol (planché soufflé) ONERA grandes maquettes (4 m d'envergure ou demi- envergure) d'avions de transport ; interactions mât / nacelle / voilure (jets soufflés - turbines)  Soufflerie transsonique S1MA  Soufflerie à rafale S3MA (profil d’aile)  Soufflerie CEPRA19 Aéroacoustique

84 EAC 12-déc.-05 84 Aérodynamique expérimentale Maquette de la version courte de l’avion Maquette de la version longue (chacune de 3m environ) → Configurations décollage-atterissage à basse vitesse dans la soufflerie F1(+effet sol) → Les profils d’aile seront testés dans la soufflerie S3MA. → Interaction mât-aile-nacelle dans la soufflerie S1MA. De plus, dans cette soufflerie, nous pourrons tester l’aérodynamique en entier de l’avion. → L’aéroacoustique se fera dans la soufflerie CEPRA 19 L’entrée d’air du moteur (nacelle) sera testée en bas subsonique dans la soufflerie F1 et en subsonique et transsonique dans la soufflerie S1MA.

85 EAC 12-déc.-05 85 Simulation / Integration Accélérer les essais d’intégration et les essais en vol Repérer en avance les erreurs de spécification gain de temps de développement et donc de coûts Simulateur de développement : interface homme / machine et lois des systèmes avioniques (CDVE…) : spécification pour fournisseur (Thales Avionics …) Simulateur d’intégration : validation de l’intégration des systèmes. Simulateur type « desktop » : évolutions de spécifications au moment du développement et tout au long de la vie de l’avion Bancs partiel pour valider des groupes d’équipement Budget : 10M€ sur 18 à 24 mois de développement

86 EAC 12-déc.-05 86 Essais structuraux Essais statiques au CEAT de Toulouse : Essais de rupture à charge extrême : - 1 voilure - 2 fuselages ( 1 court + 1 long) Calendrier : EAC 100 de déc 2007 à déc 2008 EAC 50 de jan 2009 à jan 2010 Essais de fatigue à l’IABG (Allemagne) : Simuler les cycle de pressurisation et de dépressurisation que subira l’avion au cours de sa vie : - 2 fuselages ( 1 court + 1 long) Budget total essais structuraux : 200 M€

87 EAC 12-déc.-05 87 Essais en Vol au CEV d’Istres Pour chaque version (long & court), 1200 heures d’essais réparties sur 3 prototypes 6 avions au total EAC 100-1 : 600 heures d’essais avec cabine non équipée, avion non vendu EAC 100 C : 600 heures d’essais avec cabine non équipée EAC 100-2 : 500 heures d’essais avec cabine passagers 1 er vol : janvier 2008 Certification : novembre 2009 EAC 50 -1 : 600 heures d’essais avec cabine non équipée, avion non vendu EAC 50 -2 : 600 heures d’essais avec cabine non équipée EAC 50 -3 : 400 heures d’essais avec cabine passagers. 1 er vol : février 2009 Certification EASA EAC 50 : septembre 2010

88 EAC 12-déc.-05 88