04/03/2009

Le silence au bout des ailes

Le silence au bout des ailes

Condition nécessaire à la santé économique, le trafic aérien d’Heathrow (UK) (premier aéroport européen en nombre de passagers) a connu une croissance de plus de 65% entre 1980 et 2003. Heureusement, les avions sont aussi plus silencieux : sur la même période, le nombre de victimes du bruit (dans la zone exposée à un niveau supérieur à 57dB) a presque été divisé par 4. Et la chasse aux décibels n’est pas prête de s’arrêter.

Derrière la vitre, le ballet ne cesse pas. Les condors d’acier attendent leur tour sur le taxiway. Avant de prendre leur envol pour Pékin, les passagers voient atterrir un long courrier d’une compagnie d’Amérique latine. En 2006, l’aéroport d’Heathrow, à 25 km à l’ouest de Londres, opérait plus de 1300 mouvements (décollages et atterrissages) par jour.

Le bruit comme prix
Ces dernières décennies, le transport aérien a rapproché les régions de la planète. Chaque année, 2 milliards de passagers empruntent les voies aériennes via un réseau mondial reliant peuples, pays et cultures. Ces échanges sont aussi économiques et la globalisation des marchés trouve ses racines dans le sillage des couloirs aériens. L’aviation crée, en effet, des opportunités en permettant les rencontres et en acheminant rapidement des produits et services sur de grandes distances. À tel point que la hausse du trafic aérien est une des conditions indispensables au développement des régions d’Europe comme au maintien de la compétitivité de son industrie aérospatiale.
Mais, au dos de la médaille, les nuisances sonores sont le revers le plus ressenti, avec des pics d’intensité répétés autour des aéroports. Leurs graves impacts sur la santé des riverains vont de l’endommagement de l’appareil auditif aux effets psycho-patho-physiologiques des troubles du sommeil, comme l’hypertension.

Chasse aux décibels
La problématique ne date pas d’hier. Les moteurs à double flux apparaissent dans le courant des années 1970 et réduisent déjà l’intensité sonore de 20dB, ce qui revient à diviser par quatre le bruit perçu. En effet, l’échelle des décibels suit une courbe exponentielle, comme l’appareil auditif humain. Dans ces moteurs, en ceinturant les gaz chauds du flux primaire par un flux secondaire, on réduit la vitesse des gaz en sortie et le bruit issu de leur mélange avec l’air ambiant.
Mais ces avancées ne suffisent plus aujourd’hui. Économiquement parlant, le tribut européen à la pollution sonore équivaut à une perte financière annuelle estimée à 24 milliards d'euros. Par ailleurs l’OACI (Organisation de l’Aviation Civile Internationale) a édicté les normes du « Chapitre 4 », nouvelle catégorie acoustique des avions, entrée en vigueur en 2006. Cette nouvelle donne force les acteurs publics et privés à poursuivre la chasse aux décibels.
Ce qu’ils ont fait pendant plus de six ans, notamment dans le cadre du programme Silence(R), le plus grand projet européen consacré aux nuisances sonores de l’aviation, dont le budget global dépasse 110 millions d'euros, financé à 50 % par la Communauté Européenne. Eugène Kors, coordinateur du projet chez Snecma, en dévoile les tenants et aboutissants : « Silence(R) a validé des technologies pour réduire le bruit à la source. Ce fut une véritable réussite : avec les activités de recherche sur les procédures opérationnelles, le projet atteint une réduction du bruit de 5dB, remplissant les objectifs à moyen terme de la Vision 2020.»

De l’aérodynamique…
Le bruit d’un avion provient des turbulences de l’écoulement d’air. Elles engendrent des variations de pression, générant à leur tour des ondes sonores de fréquences différentes. « Les principales sources de nuisance aérienne proviennent à la fois des éléments de la cellule et du moteur. » L’intensité sonore augmente durant les phases de décollage et d’atterrissage, car les becs de bord d’attaque, les volets et les trains d’atterrissage sont sortis.
« Dans le domaine de l'aérodynamique, Silence(R) a apporté des améliorations sur le train d’atterrissage, notamment avec les carénages. » Si l’impact de ces derniers retient l’attention des chercheurs depuis 1998, ils ne résolvent pas complètement le problème: l’aérodynamisme est plus efficace, mais les carénages complexifient et alourdissent les systèmes d’atterrissage.
Aujourd’hui, les ingénieurs orientent leurs travaux sur l’emplacement des canalisations le long des jambes de train ou sur la forme des roues et des moyeux afin de limiter les sifflements parasites qu’ils produisent. Ces recherches sont essentielles, car les trains d’atterrissage sont à eux seuls responsables de 50% des bruits aérodynamiques. « En phase d’approche, ces derniers ont une intensité équivalente aux bruits des moteurs. »

... et des moteurs
S’il est vrai qu’en approche, avec un rendement de 55%, le moteur n’émet que la moitié du bruit total, il reste le principal facteur de nuisance en vol. La majorité des recherches validées par Silence(R) ciblent l’acoustique des systèmes de propulsion, en particulier les émissions sonores de la nacelle (carénage du moteur ou du réacteur), un élément très critique au niveau sécuritaire car il subit la plupart des effets de la propulsion.
Pour piéger une partie des fréquences sonores, les acteurs de Silence(R) ont développé des traitements acoustiques des entrées d’air (Negatively Scarfed Intake, NSI). Une forme géométrique avec un angle de courbure de 10° modifie le modèle directionnel de la radiation sonore, afin de propager davantage de bruit vers le haut. Ce dispositif d’entrée d’air, monté sur un Airbus 320 équipé de moteurs CFM56, a subi des tests en vol dans le cadre du projet et a permis des réductions sonores significatives, tant à l’approche qu’au décollage.

« Zero Splice », réussite sans collage
Mais le succès le plus immédiat est celui du développement de la technologie « Zero Splice ». En effectuant des tests, les chercheurs ont observé une dispersion des ondes sonores via les jointures des panneaux absorbants qui couvrent les parois internes de l’entrée d’air des moteurs. Ces panneaux canalisent les phénomènes aérodynamiques complexes qui s’y produisent, en particulier autour des pales.
Ces véritables barrières acoustiques sont normalement constituées de deux ou trois parties, dont les joints d’assemblage réduisent la performance acoustique. En plus de ne pas recouvrir entièrement la paroi interne, ces épissures transmettent des ondes sonores. Sources de résonances, elles entraînent des dispersions acoustiques, qui passent d’un mode circonférentiel vers d’autres modes, augmentant sensiblement le bruit perçu au sol.
Le principe de « Zero Splice » est simple : il s’agit d’un revêtement intérieur constitué d’une pièce unique, sans épissure ni raccord. Pour réaliser ce composant, les ingénieurs ont dû relever plusieurs défis, notamment au niveau de la conception et de la fabrication, incluant entre autres un moule rétractable. Lors des tests à échelle réelle d’une soufflante Rolls-Royce, les panneaux « Zero Splice » ont obtenu des résultats très concluants, affichant une diminution significative du bruit. Développés par Airbus, les panneaux « Zero Splice » intégreront les conduits de la nouvelle génération des moteurs qui équiperont l’Airbus 380.

Déjà l'application industrielle
Un des avantages du nouveau revêtement est que la réduction sonore s’effectue surtout aux fréquences où le bruit est le plus intense. Par ailleurs, la masse comme la traînée restent inchangées, ce qui ne pénalise pas la consommation de carburant. L’Airbus 380 pourrait transporter une masse supplémentaire de 10 tonnes sans faire plus de bruit. Au-delà de la flotte d’Airbus, cette technologie pourrait devenir un standard mondial.
Elle a en tout cas valu le treizième Décibel d’or à Airbus en décembre 2006. Ce prix aéronautique prestigieux saluait alors la réduction de 0.4dB au décollage grâce à une diminution de la pression acoustique de la soufflante de 7dB. « D’autres applications issues de Silence(R) devraient suivre de près ce premier succès d’application industrielle. Ce sont autant d’opportunités d’affaires et de bénéfices potentiels pour les producteurs et les clients. »

La révolution du silence
Mais au-delà de ces efforts à court et moyen termes et de leurs récompenses, les techniques de réduction sonore atteignent leurs limites sur les avions de ligne actuels. Construire des moteurs plus silencieux implique presque toujours un compromis diminuant leurs performances. Pour se hisser vers des objectifs plus ambitieux, il faudra alors complètement repenser la conception des avions.

07/01/2008

Comment fonctionne un pilote automatique ?

Comment fonctionne un pilote automatique

Chacun le sait, un pilote automatique (PA) permet à l'homme de lâcher totalement les commandes pour se consacrer à autre chose qu'à la tenue de l'avion. L'époque est heureusement révolue où les navigants devaient garder les yeux rivés sur l'horizon artificiel et où il ne leur était pas possible de lâcher le manche une seule seconde. Cette époque n'est pas si éloignée. Dans les années 60, les Constellations étaient équipés de pilotes automatiques qui ne supportaient pas la turbulence. Dès que l'air était agité, les pilotes devaient reprendre l'avion "à la main". Ainsi, lors des longues traversées transatlantiques, il leur arrivait de passer de longues heures aux commandes pour tenir leur machine. C'était épuisant et dangereux, surtout la nuit, car à la moindre faute d'innatention, l'avion pouvait se retrouver dans une position incontrôlable. Aujourd'hui, les navigants ne pilotent pratiquement jamais "à la main". Ils utilisent leur temps pour calculer, contacter le contrôle aérien, discuter ou se restaurer tout en surveillant tranquillement ce que fait la machine.

Comment fonctionne un pilote automatique 2
Pilote automatique standard d'un Airbus 320.

Suivant le type d'appareil il existe un très grand nombre de modèles de pilotes automatiques dont les performances varient suivant le prix que la compagnie paye. Car un auto-pilot diffère suivant le type de machine sur lequel on l'installe. Cela va du système basique d'un petit avion de tourisme qui garde les ailes à l'horizontale, jusqu'aux PA ultrasophistiqués des avions de ligne d'aujourd'hui. Ces derniers savent absolument tout faire. En fait, les dernières générations de PA peuvent remplacer l'homme en toute circonstances. Ils maintiennent la vitesse, l'altitude, le taux de descente, ils savent rejoindre une balise, garder des dizaines de routes en mémoire, mettre l'avion en attente, ... En fait, ils peuvent exécuter le vol dans sa totalité depuis le décollage jusqu'à l'arrivée. Les PA que l'on trouve aujourd'hui sur un Airbus sont tellement perfectionnés qu'ils peuvent même faire atterrir l'avion et freiner tout seuls sur la piste. La vérité est qu'ils sont nettement plus performants que l'homme car ils pilotent l'avion avec une plus grande précision. Cette qualité est d'ailleurs à l'origine d'une diminution importante de la consommation du carburant : les pilotes automatiques ne donnent pas de coups de gaz inutiles, ils suivent des trajectoires parfaites et leur taux de descente est constant... Tous ces éléments représentent autant de milliers de litres de kérozène qui ne sont pas brûlés inutilement. Les experts estiment que pour une même tâche, un pilote automatique de qualité consomme jusqu'à 10% de moins qu'un homme parfaitement entraîné.

Pour exécuter ces tâches, les PA gèrent toutes les commandes de vol : la profondeur, les ailerons, la direction, et ce n'est pas tout, ils agissent aussi sur de nombreux autres systèmes et en particuliers sur la puissance délivrée par les réacteurs. C'est la raison pour laquelle, dans un avion de ligne équipé d'un bon pilote automatique, on voit les manettes des gaz bouger sans que l'homme n'ai jamais à intervenir. L'intervention du pilote sur les manettes des gaz est devenue si rare qu'un grand constructeur comme Airbus a sérieusement envisagé de les supprimer. Mais pour des raisons psychologiques, elles ont été conservées jusqu'à aujourd'hui. Cependant, leurs deux positions se limitent à "marche" et "arrêt" et elles ne sont plus jamais utilisées en croisière.
D'ailleurs, les passagers qui visitent un cockpit sont souvent étonnés de voir les grosses poignées grises se déplacer toutes seules sur la console centrale. Ainsi, par exemple, lorsque l'avion doit diminuer sa vitesse tout en gardant son altitude, le nez va se cabrer et les manettes des gaz vont revenir doucement en arrière pour diminuer la poussée des réacteurs.

08/08/2007

Petite histoire de l'atterrissage automatique

Petite histoire de l'atterrissage automatique
6 Janvier 1969, Air Inter exploite la Caravelle III équipée du système d'atterrissage automatique Sud-Lear sur un vol régulier à Orly.
La certification de l'atterrissage automatique (catégorie IIIA) a été obtenue le 28 décembre 1968.

22 décembre 1976, un Airbus A300 en vol régulier commercial réussit un atterrissage entièrement automatique en catégorie IIIA avec un système Sfena.

Autoland du PA Caravelle certifié sur BEAU (Banc d'Essais Automatique Universel) (2) fabriqué "maison" par un pionnier du test automatique avionique (1), mon "maître", André Lazzaro qui a ensuite participé au cahier des charges et à la conception des ATEC (Automatic Test Equipment Complex) (3) fabriqués par EADS (Aérospatiale).

    Un peu d'histoire
    1958 Bancs à cartes perforées
    1960 Autotester (USA) à bande perforées 80 trous
    1962 Débuts du BEAU pour les racks servo ampli de Caravelle
    1965 Évolution du BEAU pour le PA Lear Caravelle
    1967 Test sur BEAU du PA du B707 : PB20
    1980 Le BEAU est irréparable et est ferraillé
    1973 ATEC 4000 pour les équipements Concorde, A300, B747, B727, B727
    1984 ATEC 5000 pour les équipements A310 et à partir de 1988 pour A320
    1994 ATEC Série 6 pour A340, B777

    À l'origine, ATEC voulait dire Automatic Test Equipment Concorde puis Aérospatiale s'est aperçu qu'il pouvait tester d'autres équipements que ceux du Concorde, bien mieux et plus facilement que les bancs d'essais des équipementiers, et ce fut la grande saga des ATEC de par le monde.

Système de pesée et de centrage d'un aéronef

Système de pesée et de centrage d'un aéronef

 

Explication valable pour le B747-400 mais qui est similaire pour les autres aéronefs.

B747-400 ATA 31 - Système de pesée et de centrage

Le système de pesée et de centrage (WBS, Weight And Balance) calcule des valeurs de poids à partir des mesures effectuées par des capteurs sur les trains d'atterrissage.

Il fournit
- le poids total de l'avion (GW, gross weight)
- la position du centre de gravité (CG, center of gravity)
- le poids sans carburant de l'avion (ZFW, zero fuel weight) - la position du centre de gravité sans carburant (ZFCG, zero fuel center of gravity)


Le système envoie les signaux correspondant au poids et au centrage de l'avion au FMS (Flight Management System) et à l'IDS (integrated Display System).

GW (Gross Weight)
Le Gross Weight est la somme des valeurs de poids mesurées sur chaque roue. Le calculateur du système de pesée reçoit ces valeurs et effectue le calcul du GW.

CG (Center of Gravity)
Le centre de gravité est exprimé en pourcentage, à partir de la corde de l'aile (MAC, Mean Aerodynamic Chord). Les ailes profilées des avions de lignes possèdent une longueur de corde variable. La "root chord" à la base de l'aile est la corde la plus longue, la "Tip Chord" à l'extrémité, la plus petite. La MAC est la moyenne de ces valeurs. La MAC peut être reporté sur l'axe longitudinal de l'avion où se situe le centre de gravité. Les limites du MAC se trouvent entre la station 1258 (0 % MAC) et la station 1586 (100 % MAC). Le centre de gravité fourni par le système WBS est déterminé par rapport à la MAC.
Les valeurs extrêmes du centrage du B747-400 sont 11 % MAC pour l'avant et 34 % MAC pour l'arrière.

Différents éléments sont situés dans la soute électronique.
- le calculateur "Weight and Balance"
- le module de calibration
Un détecteur de tangage est également monté.


Capteurs.
L'installation comprend 20 transducers (Capteurs). Il y a 4 transducers identiques sur chaque train principal et 4 d'un autre type sur le train avant.

Interfaçage.
L'EFIS-EICAS Interface Unit (EIU) fournit au WBS les paramètres suivants :
- Signal AIR/SOL
- Quantité carburant de chaque réservoir
- Signal d'ouverture ou de fermeture du robinet carburant pour chaque moteur
- Pression du circuit hydraulique n° 4. Ce circuit pressurisant les vérins de tilt des trains d'aile, cette pression doit être connue et compensée car elle affecte la lecture faite par le transducer.
Le WBS envoie des informations aux EIU gauche, central et droit. Ce sont
- des signaux de validité pour le CMC (Central Maintenance Computer) qui élabore des messages de défaut.
- des signaux de statut pour l'EICAS auxiliaire


CALCULATEUR W&B
Le calculateur élabore en temps réel le centre de gravité (CG) et le "Gross Weight" (GW) de l'avion. Le calculateur possède une mémoire non volatile qui permet de stocker cinquante défauts.


MODULE DE CALIBRATION
Le but du module de calibration (CM) est de stocker le code d'identification de l'avion et des informations de calibration propre au matricule avion pour le système de pesée et de centrage (WBS). Ce module est équipé d'une mémoire non volatile. Il est en liaison directe avec le calculateur du WBS par l'intermédiaire d'un BUS bidirectionnel. Lorsque le module est remplacé, sa mémoire doit être réactualisée.


Détecteur de tangage
Le détecteur de tangage (Pitch Attitude Sensor : PAS) détecte l'assiette longitudinale de l'avion pour en informer le calculateur WBS et obtenir ainsi un calcul plus précis du centre de gravité. Ce détecteur est principalement composé d'un accéléromètre.


Capteurs
- Trains principaux MLGT (Main Landing Gear Transducers)
- Train avant NLGT (Nose Landing Gear Transducers)
Le but des MLGT ou NLGT est de mesurer la valeur de la déformation de la poutre des trains principaux d'aile, de fuselage et avant occasionnée par le poids de l'avion. Ils fournissent un signal au calculateur, dont l'amplitude est proportionnelle à la déformation de la poutre sur laquelle ils sont maintenus.
Le mécanisme de chaque MLGT ou NLGT est composé de deux bobines et d'un noyau magnétique. Les bobines sont maintenues par une bride et le noyau par une autre. La déformation de la poutre, due au poids de l'avion va provoquer une variation de la réluctance magnétique du détecteur et, par là même, une variation du signal électrique émis.

- Principe du transducer, Flexion et Cisaillement
Les forces de flexion ne sont pas représentatives du poids de l'avion car elles peuvent être occasionnées par l'inclinaison de la piste. Le cisaillement se produit sur un plan vertical et représente donc le poids de l'avion.

- Théorie du transducer
Le transducer se compose de deux bobines électromagnétiques et d'un noyau. Les bobines sont maintenues par une bride et le noyau par une autre ; un faible jeu existe entre le noyau et les bobines. Lorsqu'il n'y a pas de force appliquée sur le train, il n'y a pas de déformation et le noyau reste centré entre les deux bobines. Avec un effort de cisaillement, l'espace entre noyau et bobines va être augmenté d'un côté et diminué de l'autre et ainsi la tension de sortie d'une bobine sera supérieure à l'autre. Avec une flexion, l'espace moyen entre noyau et bobines reste équivalent de chaque côté, ainsi le signal des deux bobines est le même. Avec la combinaison de la flexion et du cisaillement, les signaux de sorties ne représenteront que l'effort de cisaillement.


WBS - Principe du Calculateur
Les calculs des GW, CG, ZFW et ZFCG sont seulement effectués lorsque l'avion est au sol et qu'aucun moteur ne tourne (robinet carburant fermé).
Le microprocesseur envoie un signal de commande vers le convertisseur analogique-digital pour déclencher l'excitation du générateur. Le générateur fournissant le signal d'excitation pour les capteurs des trains et le détecteur de tangage (Pitch Attitude Sensor).
Le signal de retour des capteurs est proportionnel au poids mesuré, celui du PAS proportionnel à l'attitude de l'avion. Le circuit démultiplexeur envoie ces signaux vers le convertisseur analogique-digital pour les adapter avant de les envoyer vers le microprocesseur. Ce dernier utilise
- l'attitude de l'avion
- la pression hydraulique du circuit n° 4
- les mesures effectuées par chaque capteur et le PAS, à travers le module de calibration
Le microprocesseur calcule le CG, le GW, le ZFW et ZFCG.
Le microprocesseur contrôle en permanence toutes les opérations du WBS.
Les informations sur le status WBS sont envoyés aux EIU pour
- Faire apparaître les messages WEIGHT/BALANCE sur l'EICAS auxiliaire en cas de panne
- Être envoyé au CMC (Central Maintenance Computer), puis aux CDU

Le GW calculé par le W&B est apparent sur l'écran du CDU (Control Display Unit) lorsque les pages adéquates sont sélectionnées à partir du FMC. Le ZFW est élaboré par le FMC.
Le CG calculé par le W&B est apparent sur l'écran du CDU sur la page Take Off Reference.

05/08/2007

La pressurisation sur A320

La pressurisation sur A320

 

Pour voler au-dessus de 3 000 mètres d'altitude, il faut qu'un avion soit pressurisé pour assurer le confort, et même la survie, tant des passagers que de l'équipage. La pressurisation restitue dans la cabine la pression qui règne vers 2500 mètres ; à 11 000 mètres d'altitude, cela entraîne une pression de plus de 550 hPa. Pour le Concorde, évoluant entre 16 000 et 18 000 mètres, la pression atmosphérique qui règne à l'intérieur de la cabine, pendant la croisière, correspond à celle qui existe à 1 700 mètres d'altitude.

Non seulement la pression à l'intérieur de la cabine (altitude pression cabine) ne doit pas descendre en dessous (ou monter au-dessus si on raisonne en altitude) d'une certaine valeur, mais également la vitesse de variation de cette pression doit être limitée afin d'éviter les désagréments des défauts d'équilibre des pressions internes et externes de l'oreille.

Sur A320, le système de pressurisation comprend :

- 2 CABIN PRESSURE CONTROLLERS (CPC).
- 1 OUTFLOW VALVE (Vanne de décharge) équipée de trois moteurs totalement indépendants (2 AUTO et 1 MAN).
- 1 panneau de commande.
- 2 SAFETY VALVES (Vannes de sécurité).

L'OUTFLOW VALVE est actionnée par l'un des trois moteurs électriques indépendants. Normalement, l'un des deux CABIN PRESSURE CONTROLLERS commande l'OUTFLOW VALVE par l'intermédiaire du moteur AUTO associé.
En fonctionnement normal, la pressurisation est entièrement automatique.
Elle peut fonctionner en mode semi-automatique ou manuel. De plus, un bouton poussoir DITCHING sur le panneau CABIN PRESS permet de commander la fermeture de l'OUTFLOW VALVE et de toutes les vannes en-dessous de la ligne de flottaison en cas d'amerrissage.

MODE AUTOMATIQUE DE COMMANDE DE PRESSURISATION

- La commande de pressurisation est assurée par deux systèmes automatiques, indépendants et identiques (régulateur et moteur associé).
L'un ou l'autre des systèmes commande l'unique OUTFLOW VALVE.
Un seul régulateur fonctionne à la fois.
Un changement de calculateur s'effectue automatiquement :
.70 s. après chaque atterrissage
. En cas de panne du système en fonctionnement.
Le régulateur utilise normalement l'altitude du terrain d'atterrissage et le QNH en provenance du FMGC et l'altitude pression provenant des ADIRS.
Si les données du FMGC ne sont pas disponibles, le régulateur utilise la référence barométrique CDB des ADIRS et l'altitude terrain du sélecteur LDG ELEV et une loi interne.

La pressurisation est effectuée selon six modes :
1- GROUND (GN)
Avant le décollage et 55 s. après l'atterrissage, l'OUTFLOW VALVE est commandée en pleine ouverture pour éviter une delta-P résiduelle dans l'avion. Au toucher des roues, une séquence de dépressurisation commande un vario cabine de + 500 ft / mn pour supprimer la delta-P restante.
2- TAKE OFF (TO)
Pour éviter un à-coup de pression a la rotation, le régulateur pré-pressurise l'avion avec un vario de - 500 ft/mn jusqu'à atteindre une delta-P de 0,1 psi. À la rotation, le régulateur initialise la phase montée.
3- CLIMB (CL)
L'altitude cabine varie selon une loi préprogrammée fixe qui prend en compte le vario avion réel en montée. L'altitude et le vario cabine sont ajustés afin d'assurer le confort maximum aux passagers.
4- CRUISE (CR)
L'altitude cabine reste à la valeur atteinte lorsque l'avion est en palier, ou rejoint l'altitude du terrain d'atterrissage si celui-ci est plus haut.
5- DESCENT (DE)
La variation de pression est optimisée de façon à ce que la pression cabine atteigne la pression du terrain de destination avant l'atterrissage. Le vario cabine en descente est limite à -750 ft/mn, valeur par défaut : -350 ft /min.
6- ABORT (AB) :
Demi-tour après décollage. Ce mode est utilisé pour empêcher la montée de la cabine si l'avion ne monte pas après le décollage. La pression cabine est maintenue a la valeur qu'elle avait avant le décollage.

En fonctionnement semi-automatique, la seule action équipage nécessaire est le réglage du sélecteur LDG ELEVATION (altitude du terrain de destination).

FONCTIONNEMENT MANUEL
En mode manuel, le pilote peut contrôler l'altitude cabine par l'intermédiaire du moteur MAN de l'OUTFLOW VALVE avec les commandes du panneau CABIN PRESS.

CABIN PRESSURE CONTROLLERS (CPC)
Deux régulateurs numériques automatiques, indépendants et identiques sont utilisés pour commander le système. Ils reçoivent des informations en provenance des ADIRS, FMGC, EIU et LGCIU.
En mode automatique, un calculateur fonctionne, l'autre est en attente. Ils assurent la régulation automatique de la pression cabine. Ils génèrent les signaux pour l'ECAM. En mode manuel, le régulateur placé en position 1 comprend un circuit de secours possédant sa propre alimentation électrique. Ce circuit comprend un capteur de pression qui fournit l'alarme altitude cabine excessive ainsi que les indications de pression sur l'ECAM. Les deux régulateurs dialoguent par l'intermédiaire d'une liaison.

L'OUTFLOW VALVE est située sur le côté droit du fuselage, derrière la porte de soute arrière sous la ligne de flottaison. La vanne est actionnée en mode automatique par l'un des deux moteurs électriques AUTO, ou par le moteur MAN en mode manuel. En mode automatique, l'information de position de la vanne est transmise à l'ECAM par le régulateur en fonctionnement. En mode manuel, l'information de position de la vanne est transmise par le circuit de secours du régulateur n° 1.

SAFETY VALVES
Deux soupapes de sécurité pneumatiques indépendantes évitent une pression différentielle excessive positive (8,6 psi ou 592 hPa) ou négative (- 0,25 psi ou - 17 hPa). Elles sont installées sur la cloison pressurisée arrière, au-dessus de la ligne de flottaison.

INCIDENT DE PRÉSSURISATION CABINE
Lorsque l'altitude pression cabine atteint 9550 ± 350 ft (2874 ± 105 m) :
- Alarme ECAM MASTER WARNING "EXCESS CAB ALT"

Lorsque l'altitude pression cabine atteint 11300 ± 500 ft (3401 ± 150 m) :
- Les consignes passagers "ATTACHEZ VOS CEINTURES" s'allument, ainsi que les boîtiers EXIT supérieurs.

Lorsque l'altitude pression cabine atteint 14000 ft (4214 m) :
- Les masques sont présentés automatiquement - une annonce de secours est diffusée en cabine.

09/06/2007

Infrastructures aéroportuaires

1/ Aérodrome : (définition ITAC)

Tout terrain ou plan d’eau spécialement aménagé pour l’atterrissage, le décollage et les manœuvres des aéronefs, y compris les installations annexes.


2a/ Ancienne Classification des aérodromes : (définition ITAC)


Cat A : longs courriers toutes circonstances. >3000Km
Cat B : moyen courrier toutes circonstances. >1000 < 3000 Km
Cat C1 : courtes distances. < 1000 Km
Cat C2 : tourisme.
Cat D : formation /école, sports, tourisme, courtes distance.
Cat E : décollage vertical ou oblique.


2b/ Nouvelle Classification Code de référence des aérodromes (OACI ).

Depuis quelques années, les caractéristiques géométriques des aérodromes ne découlent plus de la longueur des étapes ou de la possibilité de l’utilisation «tout temps », mais sont conditionnées par l’avion le plus exigeant y faisant escale.
Par exemple : E4 si c'est un A340-300 et A1 si c'est un Cessna 172.
Les paramètres tels que : la masse totale au décollage, l'envergure, l'écartement des essieux, la longueur de décollage détermineront ce code de référence. Il va sans dire que chacun de ces paramètres sont définis par des normes internationales (OACI. Annexe 14. Convention de Chicago .1982).


3a/ Infrastructures Aérogares.


Il existe 4 principaux concepts d’aérogares :
linéairejetée
satellitetransbordeur
En fait, ces concepts se combinent assez souvent sur les grands aérodromes comme Roissy CdG...


3b/ Infrastructures annexes.


Rentrent dans cette catégorie les aires spécialement aménagées.
- garage avions.
- zone d’entretien avions.
- zone sécurisée.
- zone carburants.
- les routes de service etc. etc...
- les parkings et routes d’accès pour les usagés de l’aéroport.



3c/ Infrastructures/Aires de mouvements.

Les aires de mouvements représentent la surface d’évolutions des aéronefs. ce sont :

3c-1/ Piste (s)

La piste est une aire aménagée pour assurer le décollage et l’atterrissage des aéronefs.
Plusieurs facteurs influent sur le choix de l’implantation et de l’orientation d’une piste.
ce sont :
- les données météorologiques (orientations du (des) vent (s)...)
- la topographie de l’emplacement de l’aérodrome, de ses abords (villes, montagnes, obstacles).


3c-2/ Géométrie de la piste .


Outre sa longueur et sa largeur, la piste intègre dans sa définition des surfaces de sécurité.




3c-3/ Longueur d’une piste






3c-4 / Configurations des pistes.





Pistes Parallèles (Doublé)




Raquette de retournement




Pistes croisées

17/12/2006

Transport aérien civil : le point de vue des passagers.

Transport aérien civil :
le point de vue des passagers
 
 
 
    Pourquoi diminuer l'éclairage cabine au décollage et à l'atterrissage ?

L'éclairage en cabine est diminué lors des phases de décollage et d'atterrissage afin que les yeux des passagers s'adaptent à l'obscurité au cas ou il faille évacuer l'avion à la lueur des moyens de signalisation.

 
    Un avion de ligne peut-il faire une descente d'urgence ?

Oui, cela est prévu dans un cas bien particulier: La dépressurisation rapide de la cabine.

La cabine qui est gonflée en permanence afin qu'il règne à l'intérieur de l'avion une pression suffisante pour le confort des occupants, peut brutalement se "vider" si un trou apparaît dans la structure de l'avion ou si survient un dysfonctionnement des systèmes de pressurisation.

Dans une telle situation, l'équipage est prévenu par une alarme s'il n'a déjà ressenti le problème au niveau des oreilles. Une fois confirmée la nécessité de descendre au plus vite rejoindre une altitude ou il est possible de respirer sans masques, l'équipage entreprend une descente d'urgence. Entre temps les masques sont tombés devant les passagers afin qu'ils puissent respirer en attendant que l'avion soit suffisamment bas.

Techniquement parlant, cette procédure n'a rien de spectaculaire contrairement à ce que le cinéma nous montre habituellement. Il s'agit en pratique d'une descente normale à ceci près qu'on cherche à maintenir une vitesse la plus élevée possible et que l'on sort les aérofreins. La vitesse maximum ainsi visée est en réalité très proche de celle de descente normale. Les passagers ressentiront quelques vibrations dues à la sortie des aérofreins. Mais ils seront certainement plus occupés par d'éventuelles douleurs au niveau des oreilles ainsi que part l'utilisation des masques.

Il arrive que l'on descende de cette façon (avec les aérofreins sortis et près de la vitesse maximale) en vol régulier si pour une raison ou pour une autre, l'avion est un peu haut sur son plan de descente. Aussi, nombreux êtes vous certainement à avoir vécu une telle descente sans jamais vous en être rendu-compte. Certaines compagnies dont les pilotes sont réputés pour être particulièrement…"dynamiques", pratiquent couramment ce genre de descente sans que cela n'ai jamais posé le moindre problème aux passagers.

Note: Sur Concorde, la descente d'urgence peut (pouvait) être entreprise également en cas de détection d'une dose anormale de rayonnements cosmiques. Cette éventualité ne s'est jamais présentée en réalité en 30 ans d'exploitation.

 
    D'ou vient l'oxygène  des passagers ?

Il y a à bord plusieurs façon de fournir de l'oxygène aux passagers. Pour ce qui est du vol normal, il n'est pas nécessaire de rajouter de l'oxygène dans l'air de la cabine car celle-ci est pressurisée. Par contre, en cas de panne de pressurisation, des masques tombent devant les passagers afin de leur fournir de l'oxygène le temps que l'équipage fasse descendre l'avion suffisamment bas pour que l'air soit respirable sans apport d'oxygène. On considère qu'en dessous de 3000 mètres environ, l'utilisation des masques n'est plus obligatoire. La chute des masques est soit automatiquement lorsque les systèmes de l'avion détectent une pression insuffisante en cabine soit manuelle, les pilotes pouvant déclencher eux-même la chute des masques.

L'oxygène ainsi fourni peut provenir soit de bouteilles d'oxygène sous pression, soit de cartouches produisant l'O2 par réaction chimique et ayant une durée limitée.

Lorsque les masques tombent, le fait de tirer sur l'un d'eux pour s'en saisir ouvre le robinet d'oxygène du masque et percute éventuellement la cartouche chimique si l'avion est équipé de tels dispositifs. Le débit est continu.

En cas de dépressurisation, la quantité d'oxygène embarqué est suffisante pour laisser aux pilotes le temps de descendre à une altitude ou l'air est respirable y compris en cas de survol montagneux ou il est tenu compte du temps nécessaire pour rejoindre une zone où l'on peut descendre suffisamment bas en toute sécurité. Cet impératif peut amener soit à embarquer de l'oxygène supplémentaire, soit à choisir une route compatible avec la durée de fonctionnement maximale des cartouches chimiques. Cet oxygène est appellé "oxygène de subsistance".

En cas de chute accidentelle des masques, il convient d'être très prudent vis à vis de toutes sources de feu. En effet, dans une cabine saturée en oxygène le risque d'incendie est fortement augmenté.

Il existe également des bouteilles d'oxygène destinées à faire face à un éventuel malaise d'un des occupants de l'avion. Il s'agit de l'oxygène de premier secours. D'autres bouteilles peuvent être embarquées à la demande pour pourvoir aux besoins de passagers insuffisants respiratoire, particulièrement lors des évacuations sanitaires où des passagers malades sont installés sur civières. On parle alors d'oxygène thérapeutique. D'autres équipements encore peuvent fournir de l'oxygène pour des besoins annexes. Ces équipements ne sont pas à la disposition des passagers. Il s'agit de masques ou de cagoule de protection respiratoire à la disposition des membres de l'équipage au cas ou ils doivent évoluer en présence de fumées. Les pilotes quand à eux, disposent de masques à pose rapide (moins de 5 secondes) protégants également les yeux. Il s'agit de l'oxygène de "protection respiratoire".

 
    Qu'est ce que la turbulence ?

Les trous d'air ne sont pas des "trous" à proprement parler. Il est impossible qu'un espace dans l'atmosphère soit "vide" d'air. Il s'agit en réalité des mouvements verticaux de l'atmosphère. Ceux-ci peuvent êtres provoqués par beaucoup de phénomènes différents. Parmi ceux ci, on trouve le relief qui, comme un calliou dans une rivière, provoque des remous au seins de la masse d'air. L'échauffement du sol peut créer des courant ascendants chers aux vélivoles qui seront ressentis comme des turbulences très sèches parfois. Ce phénomène qui prend naissance au seins de masse d'air en ascension se rencontre logiquement au seins des nuages dit "instables", sièges de ces mouvement verticaux. Le plus dangereux d'entre tous étant le cumulonimbus, le nuage d'orage. Enfin les turbulences en ciel clair (CAT) sont provoquées à haute altitude, par la friction entre deux masse d'air de vitesses et/ou de direction différentes ce qui provoque tes tourbillons parfois très violents. Ce phénomène se rencontre particulièrement à proximité des courants jet ou "jet stream" vers 10 000 m d'altitude.

 
    Y a t-il des radeaux de survie dans les avions ?
Oui en cas de survol maritime c'est à dire au cas ou l'avion se retrouve au-dessus de l'eau, à une distance d'un aérodrome se prêtant à un atterrissage d'urgence supérieure à la plus courte des deux distances suivantes:
  • 400 milles marins ( 741 km)
  • 2 heures de vol à la vitesse de croisière

L'avion doit alors emporter des canots de sauvetage ou des toboggans convertibles en canot en nombre suffisant pour porter toutes les personnes à bord. S'il s'agit d'un avion de plus de 30 passagers, la capacité en place assise doit permettre de contenir tous les occupants en cas de perte d'une des embarcations de capacité maximale.

Chaque canot dispose d'un lot de survie et d'au moins deux balises de détresses fonctionnant sur les fréquences de détresse internationales.

11/12/2006

TECHNOLOGIE D'UN AVION LEGER EN BOIS

              TECHNOLOGIE D'UN AVION LEGER EN BOIS

                                 Autopsie d'une structure

 

 

 

Présentation

Aucun concepteur ne s'amuse à inclure dans un avion des éléments non fonctionnels.
Chaque pièce répond à un cahier des charges fixé soit par l'aérodynamique , soit par l'ergonomie, soit par des considérations mécaniques ou structurales.

Le but de cet exposé est de découvrir la technologie utilisée pour chaque composant en le replaçant dans un contexte « structure ».


Principes généraux

Chaque dessin d'un élément est conditionné par son cahier des charges pour résister à :
- des efforts dans son plan ou perpendiculaires qui se traduisent par un cisaillement et une flexion
- des efforts excentrés qui se traduisent par des torsions

En fonction de ces critères, les pièces sont dimensionnées soit en résistance, soit en déformation.


Moyens de tenir les efforts.

Efforts verticaux ou horizontaux provocant un cisaillement.

Ces efforts passent par :

- une âme ou revêtement travaillant (cas des longerons et fuselages coques) :
L'âme, pour travailler correctement sans plissement, est maillée par des raidisseurs placés souvent en face des nervures pour un longeron d'aile.

- une structure triangulée (cas des fuselages dits treillis) :
Le principe est identique à celui des fuselages tubulaires métalliques.









Flexion :
Le moment de flexion est repris par un ensemble de 2 éléments (semelles ou revêtement travaillant) soumis l'un à une compression l'autre à une traction.
Dans le cas d'une peau mince de revêtement, celle-ci est raidie par des profilés, ou plus généralement, en construction bois ou plastique par une construction en sandwich.



Torsion :
La torsion (aile, fuselage, gouverne, etc..) est reprise par :
- un caisson fermé à revêtement travaillant, notamment caisson avant de voilure.
- une structure triangulée, souvent utilisée pour les gouvernes.
- éventuellement par une flexion différentielle de deux éléments, solution souvent rencontrée pour les flancs de fuselage au niveau de la cabine.






Longerons

Deux principes sont couramment utilisés :
- longeron encaissant uniquement la flexion
- longeron encaissant la flexion et la torsion

Uniquement la flexion :
La largeur est souvent conservée constante pour faciliter la fabrication et montage des nervures.



La semelle supérieure a une section plus importante que la semelle inférieure car le bois n'aime pas la compression.

Flexion et Torsion :
L'épaisseur des semelles est constante. Les âmes et revêtement forment le caisson de torsion.







Nervures

Plusieurs principes sont en concurrence :

  • Ce procédé donne sensiblement une égale résistance en vol normal et inversé.




  • Fabrication plus rapide, mais le sens des diagonales est privilégié pour travailler en traction.




  • Solution simple sans diagonale, mais plus lourde. Valable pour les petites nervures.





Assemblage nervures/longeron

Deux principes :

  • Nervures enfilées sur le longeron
    Cette solution n'est réalisée que sur des ailes entoilées.
    Variante peu utilisée : les tasseaux sont remplacés par des cales ajustées entre semelles de nervure et longeron.
    La transmission des efforts se fait par les deux montants de nervure collés sur les âmes du longeron et par la reprise des semelles de nervures par les tasseaux sur les faces inférieures et supérieures du longeron.



  • Demi-nervures de part et d'autre du longeron.
    Cette solution impose une mise en forme du longeron en accord avec le profil.
    Le revêtement de voilure assure le rôle de gousset et transmet les charges sur les faces inférieure et supérieure du longeron.






Dans le cas d'une aile entoilée en arrière du longeron le revêtement de bord d'attaque est prolongé en feston pour reprendre les demi-nervures arrière.





Ensemble voilure

Deux principes :

  • Ailes d'une seule pièce :


  • Demi-voilure :


    Cette solution impose une mise en forme du longeron en accord avec le profil.
    Le revêtement de voilure assure le rôle de gousset et transmet les charges sur les faces inférieure et supérieure du longeron.



Liaison Voilure - Fuselage

Les principes sont totalement différents selon le type de voilure :

  • Ailes d'une seule pièce :

    - L'attache principale ne transmet que les efforts verticaux et la traînée. L'attache Arrière équilibre la torsion. Les flexions s'équilibrent directement dans le longeron.

    - Attache principale : La solution la plus classique est celle du boulon traversant le longeron et un cadre du fuselage

    - Attache Arrière : Elle dépend essentiellement de la technologie de l'aile et du fuselage. En général, elle n'introduit dans le fuselage qu'une charge verticale due à la torsion de la voilure, notamment à l'atterrissage pour les avions à train classique.





  • Demi-voilure : La flexion des ailes passe par des éléments du fuselage :

    Solution classique
    Rencontrée surtout sur des fuselages à caisson central ou fuselage métallique en treillis.



    Les ferrures sont longues pour repartir les efforts dans les semelles. Elles sont souvent d'épaisseur décroissante.


    Autre solution plus rare
    Sur des fuselages métalliques ou plastiques, en général biplace côte à côte.


    L'écartement entre les axes diminue les charges locales à introduire dans le fuselage.

    Les attaches arrière sont identiques à celle d'une aile en une seule partie, mais transmettent un effort horizontal vers l'axe avion du fait de l'interruption du longeron arrière.




Articulations des gouvernes (Ailerons et Volets)

De très nombreuses conceptions sont rencontrées :

  • Articulations ponctuelles :

    Avec nervures enfilées sur le longeron arrière :





    Avec longeron arrière en bout des nervures :






  • Charnières continues : du type : « piano » surtout pour des petites gouvernes ou tabs






  • Paliers d'extrémités : solution peu utilisée





    Quel que soit le type utilisé, les ferrures ont une certaine rigidité latérale et l'ensemble des fixations doit autoriser le débattement même avec une flexion voilure importante ; d'où simplement 2 fixations par élément de gouverne et des rotules de préférence aux paliers lisses. Il existe cependant des paliers « Rilsan ».



    Articulations des gouvernes (Profondeur et Direction)

    Comme pour les ailerons, de nombreuses solutions sont rencontrées qui diffèrent principalement sur la technologie de leur fabrication : tôle pliée, ferrure coulée ou matricée, usinée...

    Le poids propre de la gouverne de direction conduit souvent à une, au moins, des ferrures avec extension dans le plan vertical.


    Equilibrage des gouvernes

    La technologie varie suivant la position de l'axe d'articulation.
    Deux solutions indifféremment :

  • Masse répartie le long du bord d'attaque de la gouverne :



  • Masse concentrée :
    Quelques fois plusieurs masses par gouverne



  • Solutions rencontrées pour des gouvernes profondeur ou direction :





    Fuselage


    Les fuselages de la plupart des avions légers en bois sont réalisés à partir de la même conception : des flancs construits à plat et assemblés sur des cadres qui leur donne forme et rigidité.
    Les structures inférieures et supérieures sont réalisées sur le fuselage assemblé.

    Les cadres n'existent qu'à l'endroit d'introduction d'efforts : cloison pare-feu ; cadre principal d'attache voilure ; niveau de l'attache arrière ; support de roulette et étambot.

    La partie Avant du fuselage et notamment des flancs est toujours revêtue de contre-plaqué pour prendre les cisaillements importants dus aux efforts d'inertie du moteur dans les ressources ou atterrissages. Les flans travaillent en flexion différentielle dans la zone habitacle.

    La partie Arrière est soit en treillis, soit traitée en coque. Dans les 2 cas, elle supporte les efforts des empennages et torsion due aux charges de la direction et charges dissymétriques de l'empennage horizontal.


    Bielles de commandes de vol

    Les bielles de commandes de vol paraissent souvent sur dimensionnées car elles sont définies par la rigidité de la chaîne cinématique et non par les efforts (forfaitaires ou aérodynamiques) appliqués.

    Les bielles sont terminées par des embouts, l'un fixe, l'autre réglable.



  • Embout fixe :






    Bielle en alliage léger :




  • Embout réglable :
    La plupart des bielles réglables possèdent un moyen de contrôle de la garde de filetage restant en prise : soit par une gorge circulaire sur l'embout réglable, soit par un trou de contrôle sur l'embout coté bielle.



    Commandes de tab

    La technologie des commandes de tab a pour particularité de rendre celui-ci irréversible. Cette commande est très démultipliée pour éviter un facteur de charge élevé en cas de manœuvre brutale ou accidentelle.
    Elle est manuelle ou électrique et passe souvent par une vis sans fin et des câbles semi-rigides sous gaine.

    Lorsque la commande de tab n'est pas irréversible, il est équilibré à 100 % :



    Bati-Moteur

    Les points d'attache sur la cloison sont situés au droit des longerons de fuselage.

    Les moteurs sont fixés par 4 points munis de « silentblocs » à axe parallèle ou convergent.
    Le moteur déposé, chaque bâti possède au moins un point fixe dans l'espace ( c'est à dire parfaitement triangulé vis à vis de la cloison pare-feu).
    Les autres points sont, soit rendus fixes par le bâti lui-même, soit par le carter moteur qui fait office de triangulation. Un anneau circulaire existe souvent pour solidariser les 4 points.

    Pour un avion de voyage un décalage de l'axe moteur de 3° environ par rapport à l'axe avion permet de contrer la dissymétrie du souffle hélicoïdal.

    Des renforts de la cloison pare-feu servent parfois de triangulation du bati-moteur.


    Attaches moteur sur bati et bati sur cloison


    Les solutions dépendent essentiellement du type de moteur et des silentblocs utilisés.

    Coté bâti, dans beaucoup de conceptions une grosse pièce tournée est utilisée et reçoit les différentes barres du bâti.

    Coté cloison, la conception des attaches est liée à la réalisation du fuselage. L'axe des barres passe au plus près des boulons de fixation.


    Ces deux solutions sont utilisées. Le modèle 1 est de moindre coût, tandis que le modèle 2 est plus élaboré pour la tenue en fatigue.


    Fixation train d'atterrissage sur longeron

    Les semelles du longeron sont très rarement percées. Le principe de fixation du train principal est similaire aussi bien pour un train classique que tricycle.

    Deux solutions existent selon le montage voilure :
    - nervures enfilées
    - demi-nervures de part et d'autre du longeron


  • Nervures enfilées :
    Des cales existent de part et d'autre du longeron et sont percées par les boulons de fixation. Le train comporte 2 platines qui enserre le longeron. Les efforts verticaux passent directement en appui. Les cales assurent la transmission de la torsion. Cette solution est surtout rencontrée pour des longerons de faible profondeur.




  • Demi-nervures :
    Le train prend appui sur la face avant du longeron et est lié à une contre-plaque arrière par l'intermédiaire de boulons passant entre les semelles du longeron. La plaque avant et arrière prennent appui sur les faces des semelles pour les efforts de torsion et traînée.
    Ce principe plaque et contre-plaque est également utilisé pour tenir l'axe de pivotement d'un train rentrant.



    Conclusion

    L'examen des détails de fabrication d'un avion léger en bois permet de réfléchir au travail demandé au concepteur ou au bureau d'études. L'analyse ci-dessus, qui pourrait encore être étendue aux avions métalliques ou composites, montre que, sur un cahier des charges donné, plusieurs conceptions peuvent en découler.
    C'est ce qui fait la diversité et la richesse de l'aviation légère .

29/11/2006

Transport aérien civil : techniques opérationnelles

Transport aérien civil
techniques opérationnelles
 
 
 
    Par où passent les routes trans-océaniques (Atlantique nord et central) ?

Ces routes ne sont pas fixes. En effet, les conditions météorologiques régnant sur l'Atlantique Nord sont essentiellement variables. Or les compagnies aériennes cherchent bien évidemment à optimiser la consommation en carburant des avions. De plus, le trafic aérien dans cette région est très dense, étant donné que ces routes sont empruntées par tous les vols reliant l'Europe à l'Amérique. Il a donc fallu organiser les trajectoires de façon précise. A cette fin, un organisme calcul chaque jour, en fonction des conditions de vent en altitude, un faisceau de routes optimisées et les publie afin que chaque compagnie puisse programmer les plans de vol sur ces trajectoires pré-définies. Ces routes s'appellent des "tracks" et sont séparées par convention de 1° de latitude entre elles soit 60 NM (environ 110 km). Elles sont construites comme étant des routes passant par des positions définies en longitude et latitude ayant des valeurs entières. Ex: 46N 010W -> 46N 020W -> 47N -> 030W etc…



Les espaces océaniques qu'elles traversent sont sous la responsabilité de 4 grands secteurs.
  • Shanwick (côté Est de la partie Nord)
  • Gander (côté Ouest de la partie Nord)
  • Santa-Maria (partie centre Est)
  • New York (Partie centrale Ouest)
La séparation "verticale" se fait au méridien 30W entre Gander et Shanwick et au 40W entre Santa-Maria et New-York.
La séparation horizontale sur le parallèle 45N entre les blocs nord (Shanwick + Gander)et sud (New York + Santa-maria)

Chaque jour, deux faisceaux de route (de jour et de nuit) sont publiés. L'ensemble porte un numéro unique (Track Message Identification number) qui change chaque jour également pour éviter toute confusion. Le "TMI number" est le numéro du jour de l'année compté depuis le premier janvier.

 

 
    Dans quels cas vidange-t-on le carburant en vol ?

La vidange ne s'impose que dans le but d'alléger l'avion afin de le poser. En effet un avion peut décoller à une masse bien supérieure à celle maximum autorisée pour se poser. Aussi, lorsqu'un équipage décide de la quantité de carburant à placer à bord de l'avion, il veille à ce que, une fois consommée la quantité nécessaire au vol (délestage), l'avion à l'arrivée, soit suffisamment léger pour se poser.

Vidanger du carburant est une opération extrêmement coûteuse et qui ne peut s'envisager qu'en cas d'urgence. Dans quels cas? Le cas envisagé et qui à conduit les constructeurs à équiper les avions de ce dispositif, est celui ou l'avion doit se reposer en urgence avant d'avoir atteint sa destination. Dans un tel cas, il peut ne pas avoir consommé suffisamment de carburant, son voyage ayant été écourté. Le cas le plus parlant est celui de la panne moteur lors du décollage: l'avion ne peut raisonnablement poursuivre son vol avec un moteur en panne, aussi, afin de le reposer rapidement, est-on amené à vidanger une partie du carburant . Si l'urgence est plus critique (incendie non maîtrisé) on reposera l'avion en surcharge selon une procédure très particulière le facteur temps étant alors décisif. Une vidange permet de vider environ 1 tonne par minute, et l'écart entre la masse au décollage et maximum possible pour se reposer étant couramment de plus de 50 tonnes, on comprend aisément qu'il est hors de question d'attendre un tel délai en maintenant en vol un avion en feu.

 
    Comment sont menés les atterrissages automatiques ?

Les atterrissages automatiques, outre qu'ils doivent satisfaire à des normes extrêmement précises du point de vue de l'équipement de l'avion et des infrastructures au sol, nécessitent également une méthode et une répartition des tâches rigoureuses à bord.

C'est le pilote automatique qui pilote l'avion, le commandant de bord est le pilote "en fonction" donc menant l'approche et le copilote à pour mission de surveiller l'ensemble des systèmes et instruments y compris ceux dont dépend le guidage de l'avion. En phase finale, le copilote doit rester "tête basse" et ne pas regarder dehors afin d'être totalement concentré sur la planche de bord. Le commandant de bord quand à lui regarde exclusivement dehors afin de voir le plus tôt possible les repères visuels nécessaires pour pouvoir laisser l'avion poursuivre jusqu'au touché. Sur les avions modernes, la décision de remettre les gaz pour cause d'absence de repères visuels, est reportée jusqu'à 20 ft (6 m) de hauteur, cette valeur étant la hauteur des roues du train d'atterrissage au-dessus de la piste et non la hauteur des yeux des pilotes au-dessus de la piste. La visibilité permettant ce genre d'atterrissage peut descendre jusqu'a 100 m soit 1,4 seconde à la vitesse d'approche moyenne.

Si un problème survient, quelque soit l'anomalie constatée, une annonce unique "ALARME" doit être faite immédiatement, ce qui entraîne l'execution une approche interrompue (Remise de gaz).

 
    Qu'est ce qu'une approche CAT I, CAT II, CAT III ?

Les approches CAT I, II, III (Catégorie I, II, III) sont des approches de précision utilisant un ILS. Les différentes catégories sont déterminées par les conditions météorologiques minimales nécessaires pour les entreprendre ou les poursuivre.

La CAT I "standard", permet de descendre jusqu'à une hauteur de décision de 200 ft minimum et peut être entreprise avec une visibilité horizontale supérieure ou égale à 800 m. Elle peut être menée en manuel ou en automatique.

Les approches de précision catégorie II permettent de descendre jusqu'à 100 ft mesuré à la radio-sonde et la visibilité minimale tombe à 400 m. L'approche peut être menée en manuel ou en automatique mais chaque compagnie peut imposer ses propres règles et ne pas autoriser ce type de percée en manuel.

Si les conditions météorologiques sont encore plus défavorables, il est possible d'entreprendre une approche catégorie III. Celle-ci doit obligatoirement être menée en automatique (en France du moins). Les minimas associés dépendent de l'avion et de sa certification.
Ex.: Airbus 340: hauteur de décision mini à 20 ft (6 mètres) et visibilité mini 100 mètres.

Ce type d'approche est soumis à des conditions très strictes tant du point de vue de l'infrastructure au sol et de l'équipement avion que du point de vue des qualifications de l'équipage. Une répartition standardisée des tâches à bord est également requise à partir de la CAT II. Les équipements au sol doivent êtres certifiés et secourus électriquement, et les contrôleurs sont tenus de garantir un espacement minimum entre les avions en approche d'une part et entre les avions au sol et les équipements radio-électriques d'autre part, ce afin d'éviter toute perturbation électromagnétique des systèmes de guidage.

Lorsqu'un aérodrome se place dans cette configuration c'est à dire lorsqu'il estime que les conditions météorologiques nécessitent de respecter les espacements adéquats afin de permettre aux équipages de mener ce genre de percée et d'avoir une bonne chance de se poser, et si ses infrastructures répondent aux normes en vigueur, il se déclare en situation "LVP" (Low Visibility Procedures). Cette information signifie pour les pilotes que le terrain est apte à recevoir des avions menant des approches de type CATI à minimas réduits, CAT II et CAT III et ce à tout point de vue. Même si les infrastructures au sol sont pratiquement toujours aptes à répondre à ces normes, le terrain n'est LVP que si le contrôle assure les espacements adéquats, ce qui est très pénalisant du point de vue du nombre d'avions qu'il peut gérer pas unité de temps, c'est à dire de la cadence des atterrissages et des décollages qui se retrouve fortement réduite. C'est pourquoi un terrain ne passe LVP que lorsque cela est indispensable.
C'est également pour cette raison que par temps de brouillard les retards sont très fréquents car le terrain, déclaré en LVP n'est plus en mesure d'absorber le traffic normal et impose indirectement des crénaux de décollage aux avions dont il est la destination ou l'origine car les décollages aussi sont perturbés de la même manière.

 
    Qu'est ce qu'une approche classique ?

La dénomination "approche classique" regroupe tous les types d'approche autre que de précision c'est à dire tout les types d'approche autre que les percées ILS ou GCA. Les approches classiques sont donc: les approches VOR, les approches ADF et les approches "localizer" (ILS sans guidage sur le plan de descente). Du fait de leur moindre précision, elles ont des minimas plus élevés que les approches de précisions et sont plus pénalisantes d'un point de vue des conditions minimales météorologiques pour lesquelles elles offrent une bonne chance d'être menées jusqu'à l'atterrissage.

 
    Comment s'organise la répartition des tâches à bord ?

En dehors des vols particuliers (instruction, tests etc…), on définit d'une part un pilote en fonction (PF) qui a la charge de la trajectoire et de la gestion du vol, c'est lui qui pilote l'avion en automatique ou en manuel, et d'autre part un pilote non en fonction (PNF) qui a pour tâche d'assister le PF selon ses requêtes et conformément à des règles précises. Le PNF est également responsable des communications radio avec le contrôle. Le PF à la possibilité de déléguer tout ou partie des tâches qui lui sont normalement dévolues s'il l'estime nécessaire dans l'exercice de son rôle de PF.

Cette répartition ne s'établie pas comme on pourrait le penser selon la fonction (commandant de bord ou co-pilote) mais selon une alternance qui permet à l'un comme à l'autre d'être alternativement PF ou PNF afin de garantir un entraînement suffisant aux deux dans chacun de ces deux rôles. De plus, sauf lors des 2 ou 3 premières années d'embauche, les pilotes et les copilotes disposent des mêmes brevets et compétences qu'il convient d'entretenir aussi efficacement pour l'un que pour l'autre. Le distinguo réel tient au fait que le commandant de bord, pour avoir accès à cette fonction dispose généralement de plus d'ancienneté et donc de plus d'expérience professionnelle, ce qui fait qu'il est seul à pouvoir prétendre prendre en dernier ressort les décisions qu'il considère comme adéquates et qu'il en assume la responsabilité. Cette autorité et son rôle de "leadership" sont garantes d'une synergie efficace et d'une rentabilité maximum de l'équipage dans son ensemble.

En situation d'urgence, une fois les actions vitales effectuées et pour lesquelles il n'y a pas de changement de main (c'est le PF du moment qui continue à piloter l'avion en cas de panne), il est courant que le commandant de bord confie le pilotage au copilote (qui est ou devient alors PF) afin de garder le recul nécessaire pour analyser la situation et élaborer les options et les choix qu'il soumettra à l'équipage pour gérer la panne.



Il faut comprendre, que contrairement à l'image habituelle, colportée dans de nombreux films, rares sont les commandants de bord usant de leur fonction de façon autoritaire et péremptoire. La recherche de la sécurité maximale impose en fait un bon fonctionnement synergique de l'équipage dans son ensemble et c'est grace à cette conception que d'énormes progrès ont été faits ces dernières années en terme de sécurité des vols. L'autorité du commandant est primordiale, structurante et obtient sa pleine éfficacité dans la mesure où elle s'éxerce avec parcimonie et à bon escient. Les équipages ou la personnalité d'un des pilotes prend par trop le pas sur l'autre sont réputés pour être très dangereux dans la mesure ou une situation conflictuelle est génératrice de non-communication, ce qui est un des facteur les plus dangereux pour la sécurité.

 
    Vitesses significatives
  • Vs1g: vitesse minimale permettant de maintenir un facteur de charge de 1g ( Vsmini = 0,94Vs1g )
  • Vs: vitesse de décrochage
  • V1= vitesse de décision au delà de laquelle le décollage doit être poursuivit en cas de panne moteur.
  • V2 vitesse de panne au décollage.
  • green dot: vitesse de finesse max
  • VFE vitesse maxi pour une configuration becs/volets
  • VLO vitesse maxi de manœuvre du train
  • VLE vitesse maxi train sorti
  • Vref: vitesse de référence utilisée en approche (Vref = 1,23Vs1g = 1,3Vs)
  • VMCL: vitesse mini de contrôle vol configuration approche, moteur critique en panne.
  • VMCL-2: vitesse mini de contrôle vol configuration approche, 2 moteurs en panne du même côté
  • Vmca: vitesse mini de contrôle air
  • Vmcg: vitesse mini de contrôle sol
  • VNE: vitesse à ne jamais dépasser
  • VMO: vitesse maxi en opération
  • VA: vitesse maxi de manœuvre des commandes plein débattement.
  • Vr: vitesse de rotation, c'est a dire vitesse à laquelle le pilote commence à tirer sur le manche pour lever le nez au décollage.
  • Vc: vitesse corrigée
  • Vs: vitesse sol.
  • Vp: vitesse propre.
  • MMO: mach maxi en opération.

20/11/2006

Un winglet, c'est quoi ?

Un winglet, c'est quoi ?

 

C'est l'espèce de recourbure à l'extrémité de l'aile, comme on en voit sur les Airbus, sur le 747-400, ou d'autres appareils de tailles diverses.

Airbus A340-600
  (crédit photo : Tomcat)


Learjet 60
  (crédit photo : Tomcat)


Boeing C-17 Globemaster III
  (crédit photo : Tomcat)


Les winglets, ça sert à quoi ?

 

Les winglets apportent une réduction de trainée en essayant de limiter les tourbillons d'extrémité de voilure, qui sont dus à la rencontre entre les 2 flux d'air d'extrados et intrados, dont les pressions sont différentes. En bout d'ailes, ils se rencontrent et se mélangent, d'où la formation de troubillons.
Le moyen de ne pas avoir ces tourbillons, c'est d'avoir une aile d'envergure infinie, mais c'est pas facile à faire ;-))
C'est pourtant le principe de l'aile du 777 : Boeing a préféré l'allonger et ne pas mettre de winglets (sinon il aurait été trop large pour utiliser les infrastructures aéroportuaires classiques). Airbus, quant à lui, a préféré réduire l'envergure et installer des winglets sur ses A330 et A340.
Ca sert donc à améliorer une aile existante, à partir des traveaux de Mr Whitcomb dans les années 70 à la NASA. Le winglet type est en deux parties, le VaryEze les reprend fidèlement alors que le LongEze a une version simplifiée.
Le MD11 est très près du modèle original aussi. Les versions Grumman et 747-400 sont simplifiées au niveau du dessin, pas forcément au niveau de l'efficacité.
Une remarque du bureau d'études de Dassault: une aile nouvelle sans winglet est plus performante qu'une aile ancienne plus winglet.



C'est vraiment efficace ?

 

On entend régulièrement dire que les winglets ne servent à rien d'autre qu'au look de l'avion et que le maigre avantage aérodynamique qu'ils procurent ne sert qu'à faire en sorte qu'ils ne soient pas un poids supplémentaire ajouté à l'avion. En gros, leur ajout ne présente aucun avantage mais pas non plus d'inconvénient.
Ces affirmations semblent totalement inexactes à la lumière des chiffres avancés par Boeing (pour ne citer qu'eux) : d'après Boeing, l'ajout de winglets fait gagner de 3 à 5% sur la consommation de carburant. Nombre de spécialistes confirment ces chiffres. Mais beaucoup d'autres estiment que le gain est négligeable... bref, coupons la poire en deux, disons 2% pour que tout le monde soit content, ce qui est déjà énorme ;o)



Quelles sont les différences entre des winglets classiques (type A330/340) et des winglets "delta" (type A319/320) ?

Winglet d'Airbus A319CJ
  (crédit photo : Tomcat)


Winglet d'Airbus A340
  (crédit photo : Mitucci)

Les "wing tip fences" sont moins coûteux, d'un niveau d'efficacité équivalent voire meilleur mais doivent être adaptés à chaque aile au mieux par des études poussées des écoulements d'air. Le choix du modèle Withcomb est plutôt le souhait de prendre sur l'étagère ce qui existe.



Les réservoirs de bout d'aile jouaient-ils en leur temps le même rôle ?

Presque, en moins bien mais il ne dégradent pas, c'est déjà beaucoup.



Les espèces de séparations qu'on voit "coupant" la ligne de certaines ailes ont-elle une fonction comparable à celle des winglets de bout d'aile ?

 

Ce sont des "fences" ou cloisons: la fonction est de séparer l'écoulement d'air entre les volets et les ailerons pour les ailes en flèche. Ca permet d'abord de mieux contrôler l'avion aux grands angles en lisse.
Mais l'avantage principal c'est que sur les voilures en flèche, les trajectoires des filets d'air dans la couche limite sont deviés vers l'extremité de l'aile, et une des conséquences de cette deviation est que le décrochage de l'écoulement se fait d'abord à l'extremité de l'aile. En fait on tente de redresser l'écoulement parallèlement à la vitesse pour alimenter les ailerons afin de conserver le controle en roulis.
A ce moment l'extremité de l'aile n'est donc plus "portante", la portance se déplace vers l'avant et l'avion a tendance a cabrer spontanément (autocabrage) et peut même devenir instable. Si cela arrive pendant un décrochage ou à une incidence proche de l'incidence de décrochage, ce n'est pas fun puisqu'au contraire il faudrait faire piquer l'avion.

Le rôle du fence est donc d'empêcher les filets d'air de la couche limite d'être deviés vers l'exterieur de l'aile. Et les séparations sur les avions de combat (Mirage III par exemple) font pareil : l'air qui passe par cette fente et qui s'écoule le long de l'aile joue le rôle de fence.



Un avion équipé de winglets peut-il voler sans ?

Il peut voler avec un seul winglet, à condition de boucher les trous ;o)
Dans ce cas, la réglementation impose cependant une légère augmentation de la masse de carburant emporté (1% en règle générale).



Les winglets ne produisent-ils pas eux-même une force de poussée ?

Ca peut paraître bizarre comme idée, mais certains soutiennent cette thèse : les tourbillons à l'extrémité de l'aile viendraient "frapper" le winglet sur sa partie externe ce qui créerait une force de poussée, un peu comme le vent sur la voile d'un bateau qui tire des bords. Cette théorie semble assez douteuse.



Winglet d'Airbus A340