TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aronefs Frdric WILLOT

TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -1 Composition générale des avions 2 1 20 17 19 5 3 4 6 7 9 8 16 15 18 20: Nez de l’avion 19: Intrados de l’aile 18: Train principal 17: Bord d’attaque 16: Ailes 15: Bord de fuite de l’aile 14: fuselage 13: Queue de l’avion 12: Roulette de queue 11: Gouverne de direction 10: Gouverne de profondeur 9: Empennage vertical 8: Empennage horizontal 7: Aileron 6: Saumon d’aile 5: Extrados de l’aile 4: Cokpit ou cabine 3: Verrière ou canopy 2: Moteur à piston 1: Hélice 14 10 11 13 12 Jodel D 112

STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -1 Composition générale des avions 5 11: 12: 6: Bord de fuite 5: Wynglet 4: Pylône d’attache 3: Réacteurs 2: Cabine 1: Cokpit 9: 8: Empennage vertical 10: Aileron 16: Train auxiliaire 15: Emplanture d’aile 14: Train principal Auxilary Power Unit Volets de bord de fuite Becs de bord d’attaque 713: Aile en flèche : Empennage h. monobloc 6 8 4 7 3 9 2 1 15 14 11 16 13 10 12 AIRBUS A 380

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

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. eur - toujours sensiblement la même : - les ailes créent la portance et permettent le contrôle en roulis - l’empennage assure la stabilité et le contrôle en tangage et en lacet - les moteurs permettent d’obtenir la vitesse nécessaire au vol - Le fuselage permet d’accueillir l’équipage et le chargement de l’avion.

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.

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef I -2 Composition générale des hélicoptères La portance des hélicoptères est assurée par . le rotor principal Les pâles jouent le rôle des ailes d’un avion. rotor de queue

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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).

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

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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Section en 8 AIRBUS A 300 -600 ST Belouga

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -2 Les différentes formes de fuselage Fuselage en coque de bateau CL 315 T Canadair

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d ’empennage Empennage classique SF 260

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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d ’empennage Empennage cruciforme Canadair CL 415 T

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -3 Les différentes formes d ’empennage Empennage papillon CM 170 Fouga Magister

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

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.

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Ailes basses, droites, dièdre nul. Empennage classique. DR 400

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Les planeurs: Ailes médianes, droites, dièdre nul. Empennage en T. DG 500

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Airbus A 340 -600 Ailes basses, en flèche, dièdre légèrement positif. Empennage classique.

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques Ailes basses, en flèche, dièdre positif. Empennage classique. Airbus A 380

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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques II -4 Quelques configurations aérodynamiques SU 30 Flanker Ailes médianes, en flèche, dièdre nul. Empennage double dérive.

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

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: ØLe décollage: Compromis entre bonne portance et faible traînée ØL’atterrissage: Meilleure portance possible

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

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets simples DR 400

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets Fowler A 380

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets à double fente EMB 312

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs III-1 Les volets de bord de fuite Volets Fowler A 340

STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs • III-1 Les volets de bord de fuite • III-2 Les dispositifs 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

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

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: • diminution de la vitesse d ’approche solution: Déploiement maximum des becs.

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

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

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.

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-1 Les différents types de train d ’atterrissage Le train classique: 2 jambes de train principal et 1 roulette de queue 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. L’angle de garde est d’une vingtaine de degrés pour éviter le basculement sur le nez (mise en pylône). G CAP 230

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

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 Gr 7

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

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 est la distance entre le train principal et le train auxiliaire. La voie est la distance entre les deux jambes du train principal.

STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur 11: Vérin hydraulique 22: Jambe de train Train auxiliaire de Mirage 2000 33: Triangle anti-vrillage 44: Amortisseur 5 5: Roues

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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage IV-2 Constitution d ’un atterrisseur Train principal d’A 380 Boogie 4 et 6 roues

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

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

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-2 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.

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

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

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.

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

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-3 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.

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

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.

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

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-4 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.

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.

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

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

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

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.

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-6 Les effets secondaires des commandes LA PROFONDEUR: Effets primaires: • le nez monte ou descend • la vitesse augmente ou diminue Effets secondaires: • Aucun 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.

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-6 Les effets secondaires des commandes LE GAUCHISSEMENT: Effets primaires: • l’avion s’incline à droite ou à gauche Effets secondaires: • le nez part en sens inverse de l’inclinaison = lacet inverse Si on incline le manche à gauche, l’avion s’incline à gauche et le nez part à droite.

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

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

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.

STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol V-7 Le contrôle de la vitesse Aérofrein de F 86 Sabre

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

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.

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

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).

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

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

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

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.

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

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

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

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.

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

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).

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

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.

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

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

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

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:

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

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

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

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 contreplaqué 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.

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

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

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).

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

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

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.

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

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

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.

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

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

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.

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

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

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.

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

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

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.

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

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

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

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.

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

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

STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef Montage d’un Airbus A 340 -600

TECNOLOGIE DES AERONEFS Fin Structure des aéronefs