Correction Porte avion Charles de Gaulle1 ETUDE DES DISPOSITIFS DE FREINAGE Questions préliminaires R1/ L'application du théorème de la résultante dynamique en projection sur l’axe x de déplacement de l’avion fournit l'équation suivante : 3 − M.a = − ∑ Ti i =1 R2/ L'application du théorème de la résultante dynamique en projection sur l’axe z perpendiculaire à la surface du sol fournit l'équation suivante : 0 = −M.g + R3/ 3 ∑ Ni i =1 Pour chaque roue, la relation entre les actions tangentielles et normales est donnée par la loi de Coulomb considérée à la limite du glissement : ∀i Ti = f.Ni En sommant pour les trois roues, on en déduit que : 3 3 ∑ T = f .∑ N i =1 i i =1 i = f .M .g = M .a On détermine alors la valeur de l’accélération : a = f. g Cette relation traduit que pour un freinage par adhérence entre roues/sol, la valeur de l’accélération optimale (chacune des roues à la limite du glissement) ne dépend que du coefficient de frottement. Elle est en particulier indépendante de la masse du véhicule. R4/ Le mouvement est un mouvement de translation uniformément retardé, on obtient la loi des vitesses et la loi des positions par intégration. Les conditions initiales permettant de déterminer les constantes sont la vitesse d’appontage Va et l’origine des positions x = 0 pour t = 0 instant initial du freinage. La valeur de l’accélération est : &x& = − a = − f .g = −0,6 * 9,81 = −5,886m.s 2 La loi des vitesses est : x& (t) = −a.t + Cste Pour t = 0 , la vitesse est Va , donc : x& (t) = −a.t + Va a La loi des positions est : x(t ) = − .t 2 + Vat + Cste 2 a Pour t = 0 , la position est x(0) = 0 , donc : x(t ) = − .t 2 + Vat 2 1 Adapté d’un sujet de CAPET et d’un sujet Mines-Ponts TD frein appontage - Page 1 - R5/ En fin de phase de freinage x& = 0 , donc la durée de cette phase est t = df d = f V 220/3,6 61,11 a = = 10,38 s = a 5,886 5,886 La loi des positions est obtenue par intégration de la loi des vitesses : 2 x(t) = −a. t + V .t + Cste a 2 Pour t = 0 , la position de l’avion est la position prise pour origine x = 0 , donc : 2 x(t) = −a. t + V .t a 2 La distance parcourue en fin de phase de freinage est : x(d f ) = −a. R6/ df 2 + Va .d f = 317m 2 Même dans des conditions optimales, la distance parcourue au cours d’un freinage basé sur l’adhérence « roue/sol » est bien supérieure à la longueur de la piste d’appontage. Il est donc nécessaire de faire appel à un système complémentaire : les freins d’appontage. Analyse fonctionnelle R7/ Fonctions de service FS1 Arrêter l’avion. Critères Niveaux ≤ 100 m Distance d’arrêt Contrôle des accélérations FS2 S’adapter aux différents types d’avion a max i ≤ 1,3 a moyen Masse des avions à l’appontage Vitesse à l’appontage Entre 8 et 20 tonnes 200 km.h-1 ≤ Vap ≤ 250 km.h-1 FS3 Protéger le pilote Accélération maximale a max i ≤ 5g FS4 Protéger l’avion Accélération maximale a max i ≤ 5g FS5 Intégrer le système de freinage Encombrement sur le porte-avions Efforts sur la structure FS6 Remettre le système en configuration initiale R8/ Temps de reconfiguration ≤ 2 min Solutions techniques associées aux fonctions techniques : TD frein appontage - Page 2 - F S 1 : A r r ê te r l'a v io n FT11 FT111 C a p te r l'é n e rg ie c in é tiq u e d e l'a v io n FT12 b le Câble +C âCrosse E tre lié à l'a v io n FT121 A d a p te r l'é n e rg ie m é c a n iq u e M o u fle Double Moufle T ra n s fo rm e r l'é n e rg ie m é c a n iq u e A m o r tis s e u r s Amortisseurs de poulie et d’ancrage FT122 P ro té g e r l'a v io n FT13 FT14 C o n v e rtir l'é n e rg ie m é c a n iq u e e n é n e rg ie h y d ra u liq u e FT131 D is s ip e r l'é n e rg ie h y d ra u liq u e e n c o n trô la n t l'e ffo rt d e fre in a g e FT141 P ress e Presse (vérin) hydraulique A u g m e n te r l'é n e rg ie d u flu id e C a n a lis a tio n s R e c e v o ir l'é n e rg ie h y d ra u liq u e FT142 FT143 V a n n e d e la m in a g e Vanne de laminage + Accumulateurs M o d ifie r p ro g re s s iv e m e n t l'é n e rg ie h y d ra u liq u e C a n a lis a tio n s R e s titu e r l'é n e rg ie re s ta n te V é r in FT144 Vérin électrique R é g le r le ta u x d 'é n e rg ie d is s ip é e CameC a m e FT145 P ilo te r la v a n n e F C 4 : R e m e ttr e le s y s tè m e e n c o n fig u r a tio n in itia le FT 41 FT411 S to c k e r l'é n e rg ie ré s id u e lle C a n a lis a tio n s C a p te r l'é n e rg ie h y d ra u liq u e FT4121 FT412 T ra n s fo rm e r l'é n e rg ie FT4122 FT 42 A u g m e n te r l'é n e rg ie d u g a z V é r in o lé o p n e u m a tiq u e V a n n e d e r e m is e e n b a tte r ie R e s titu e r l'é n e rg ie s to c k é e TD frein appontage A c c u m u la te u r R e c e v o ir le g a z - Page 3 - R9/ Diagramme SADT A-0 Diagramme SADT A0 TD frein appontage - Page 4 -