Commandes de Vol

PRINCIPE DE VOL
Commandes de
Vol
Chapitre 04
SABENA TECHNICS MONASTIR
HELMI TOUEL, ENGINEERING MANAGER
Sommaire
 Rappel
 Les
surfaces de commandes de vol:
 Commandes
long terme
 Décollage:
Slats \ bec
 Atterrissage: Flaps \ volets
 Commande
cours terme
 Tangage
 Roulis
 Lacet
 Le

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virage
REF: cours IMA AERODYNAMIQUE
RAPPEL
Axe de l’avion
L’avion possède trois degrés
de liberté.
1: Yaw / Lacet: c’est l’axe
verticale qui permet à l’avion
de tourner à droite ou à
gauche.
2: Roll / Roulis: c’est l’axe qui
traverse l’avion dans le sens
de la longueur. Il permet à
l’avion de faire un mouvement
de « balancement des ailes)
3:Pitch / Tangage: c’est l’axe horizontal / transverse à l’avion. Il permet un
balancement du nez de l’avion vers le haut et vers le bas
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RAPPEL
Fuselage arrondi adapter à un vol en
altitude (avion sous pression / pression
externe faible)
Moteur: génèrent la poussée
nécessaire pour compenser
la traînée
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Dérive: assure la stabilité
(axe de lacet)
Ailes principales: génèrent la
portance nécessaire pour
maintenir l’avion en vol
THS: assure l’équilibre autour
du centre de gravité
DECOLLAGE
Données:
L’avion part d’une vitesse et d’une portance
nulle.
Objectif:
Faire décoller l’avion: générer une portance
suffisante pour compenser le poids
Contraintes: la langueur de la piste limitée et
donc la vitesse de décollage est limitée
Rappel
Portance=0,5. ρ.C
ρ.Czz((α,c,e)
α,c,e)S.V
S.V22
Portance=0,5.
Solution:
• augmenter l’angle d’attaque α et la cambrure relative c
• augmenter légèrement S
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Mais quand l’angle d’attaque augment, on a un décollement de
l’écoulement. La portance chute. Pour stabiliser l’écoulement, il faut
modifier le profil:
La partie contenant le bord d’attaque se courbe
vers le bas, pour accrocher les filets d’air et
stabiliser l’écoulement. Ce dispositif s’appelle
BECS
Les becs permettent d’augmenter
l’angle d’attaque et d’avoir un Cz plus
important avec un Cx acceptable
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Les becs d’un 747 au décollage
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Bec basculant :
Ce bec dispositif en basculant augmente le Cz
maxi en infléchissant la trajectoire des filets d’air.
C’est une augmentation de la courbure.
Volet KRUGER :
Bec à fente (comme pour A320):
Ce bec en se déployant accélère l’écoulement de
l’air sur l’extrados. Cette énergie cinétique se
transmet à la couche limite et repousse vers
l’arrière le point de décollement.
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ATTERRISSAGE
Données:
L’avion part d’une vitesse très
importante
Objectif:
Faire atterrir l’avion avec une vitesse
faible toute en gardant une portance
suffisante pour compenser le poids
Contraintes: langueur de piste limité, la décélération est limitée
Rappel
2
2
Portance=0,5.
ρ.C
.S.V
Portance=0,5. ρ.Czz.S.V
2
2
Traînée=0,5.
ρ.C
.S.V
Traînée=0,5. ρ.Cxx.S.V
Solution:
• augmenter S pour augmenter la traînée -> faire chuter la vitesse
• augmenter c pour -> garder une portance suffisante
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La solution technologique consiste à utiliser des volets: surface mobile
permettant de se déployer pour « freiner l’avion » en générant la même
portance.
P
P
S plus importante
Cz
Avec les volets
Sans les volets
Polaire
10
Cx
Lesvolets
voletspermettent
permettentd’augmenter
d’augmenter
Les
surfaceet
etlalacourbure
courburedes
desailes
ailes
lalasurface
etd’avoir
d’avoirun
unCCxplus
plusimportant
importantavec
avec
et
x
nécessaire.
leleCCzznécessaire.
Le volet de courbure ordinaire :
En accentuant la courbure du profil initial de l'aile par un
braquage vers le bas, engendre vers l'arrière un effet de
succion et améliore la sustentation.
Le volet de courbure à fente :
Le volet de courbure à fente accroît la variation de Cz par le
braquage et par l'effet de fente.
Les volets à fentes multiples :
Les volets multiples réalisent une sorte d'aile à fentes multiples, en
même temps qu'ils majorent la surface dans une certaine
proportion .Le Cz maxi peut augmenter de 100 % par rapport au
Cz maxi volets rentrés.
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Volets internes (Inboard
flaps)
Volets externes (outboard flaps)
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Résumé:
Décollage
Augmenter l’angle d’attaque, sans
créer trop de traînée:
-> Utiliser les becs,
-> un cran de volet
Atterrissage
Augmenter traînée en maintenant la
portance:
-> Utiliser les volets (full),
-> un cran de bec
Il y a un seul dispositif pour commander les becs et les volets. Il permet de
sélectionner une configuration: décollage ou atterrissage. Ce sont des
configurations / commandes long terme. Elles restent stables pendant une
phase donnée.
 En croisières : configuration lisse: ni becs ni volets
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Remarque:
Au décollage :
Cz  pour diminuer la
distance de décollage
Cx  avec modération car
néfaste pendant une
accélération.
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A l’atterrissage :
Cx  pour ralentir l’avion:
diminuer la distance de
freinage.
Cz  pour compenser la
chute de la vitesse
Gouverne de profondeur : Mouvement de tangage
Problème:
On a besoin de générer un moment de tangage (vers le haut ou vers le bas)
pour pouvoir monter ou descendre.
Solution:
Générer un moment autour de l’axe de tangage. Pour avoir un moment
efficace, il faut être loin de l’axe du tangage. On installe des surfaces mobiles
au niveau du THS. On pare de gouverne de profondeur ou Elevators.
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Elevators: Mouvement de tangage
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Gouverne de lacet: Mouvement de lacet
Problème:
On a besoin de générer un moment de lacet (vers la droite ou vers la gauche)
pour pouvoir tourner l’avion.
Solution:
Générer un moment autour de l’axe de lacet. Pour avoir un moment efficace, il
faut être loin de l’axe de lacet. On installe une surface mobile au niveau la
dérive. On pare de gouverne de lacet ou Rudder.
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Gouverne de lacet: Mouvement de lacet
Lacet à droite,
rudder à droite
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Lacet à gauche
rudder à gauche
ailerons : Mouvement de roulis
Problème:
On a besoin de générer un moment de roulis (vers la droite ou vers la gauche)
pour pouvoir tourner.
Solution:
Générer un moment autour de l’axe de lacet. Pour avoir un moment efficace, il
faut être loin de l’axe du lacet. On installe des surfaces mobiles en bout d’aile.
On parle de d’ailerons.
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Ailerons: Mouvement de roulis
Ailerons
vers le haut
Ailerons
vers le bas
Roulisààdroite:
droite:
Roulis
Portanceààgauche
gauche>>Portance
Portanceààdroite
droite
Portance
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Ailerons
vers le bas
Ailerons
vers le haut
Roulisààgauche:
gauche:
Roulis
Portanceààdroite
droite>>Portance
Portanceààgauche
gauche
Portance
Spoilers : Mouvement de roulis
Spoilers déployés sur l’aile droite:
Portance diminue: roulis à droite
Spoiler déployé:
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Les spoilers au sol, au moment de l’atterrissage ont une double fonctions:
1. Réduire la portance pour « plaquer l’avion au sol » et rendre les freins plus efficaces
2. Générer de la traîner: ils jouent le rôle d’aérofrein.
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 Chute de la vitesse  Distance de freinage plus courte