BTS Aéronautique Épreuve U41: Étude de modifications pluritechnologiques

• Cette sous épreuve d’une durée de 6 heures permet d’apprécier l’aptitude du candidat à mobiliser ses connaissances pour :– décoder des documents techniques définissant des ensembles

pluri techniques (parties d’aéronef, outillages, installations, …) ou des procédures d’assemblage, de maintenance, de contrôle ou d’essais de tout ou partie d’aéronef ;

– analyser le fonctionnement et l’organisation de ces ensembles ;

– justifier des solutions constructives au regard des fonctions d’usage à assurer ;

– proposer et justifier des évolutions de solutions techniques ou de procédures au regard d’aléas ou d’imperfections ;

– élaborer une partie d’un cahier des charges fonctionnel.

BTS Aéronautique

Contenu de l’épreuve• Le support de l’épreuve est constitué par un dossier technique relatif à des ensembles

pluri techniques (parties d’aéronef, outillages, installations, …) ou des procédures d’assemblage, de maintenance, de contrôle ou d’essais de tout ou partie d’aéronef. Le contexte de production est précisé (type d’entreprise, type de production, contexte éventuel de co-traitance ou de sous-traitance, moyens disponibles…).

• Le questionnement est relatif à des problèmes techniques réels.

• Le contenu de l’épreuve s’appuiera sur tout ou partie des données et des compétences détaillées définissant, dans le référentiel de certification, les compétences :

BTS Aéronautique

Compétences visées par l’unité U41

étude d’un SYSTÈME

D’AÉRONEF

Tout ou partie des compétences sont évaluées sur une épreuve de 6 heures

C01. Identifier les fonctions et l’architecture d'ensembles pluri techniques

C02. Concevoir des évolutions de solutions techniques et de procédures

C05. Définir les spécifications techniques d’un cahier des charges.

BTS Aéronautique U41 Étude de modificationspluri technologiques

SITUATION PROBLÈME (d’assemblage, d’exploitation, de maintenance)

- un aléa,- une amélioration,- un aménagement,- une création,- une exigence,- …

SYSTÈME D’AÉRONEF

TRAME D’ETUDE

Analyse fonctionnelle du système

Analyse structurelle

Analyses comportementales / situation problème (caractérisation)

Recherche de solution(s)

Choix de solution(s)

Mise en forme d’une solution

Conclusion, préconisations / situation problème

DOSSIER RESSOURCE(lié au système et à la situation

problème)

BTS Aéronautique

Exemple de support technique

La RAT Ram Air TurbineVideo.flv

Présentation du système aéronef

Lancer l’animation

Video.mp4

BTS Aéronautique

Analyses comportementales / situation problème

Plusieurs problématiques et pistes de sujets à partir de ce thème

Un aléa de fonctionnement… Vérification des paramètres de pression ,

débit, fréquence sur la RAT….

Un aménagement… Adaptation d’une RAT plus grande

Une exigence… Renforcer les zones susceptibles de recevoir un éclat de pale

Sujet « 0 » développé

BTS AéronautiqueProblématique du sujet

Lors d’un essai de déploiement et de fonctionnement de la RAT, on constate un dysfonctionnement…

En effet la génération hydraulique n’est pas conforme, les valeurs mesurées dépassent l’intervalle de tolérance fixé par le cahier des charges.

Après avoir lu le dossier ressource et assimilé le fonctionnement, le but de l’étude est de déterminer les éléments qui peuvent être incriminés, puis de préciser les actions à effectuer pour y remédier.

BTS Aéronautique U41 Étude de modificationspluritechnologiques

Ébauche de sujet « 0 » sur la R.A.T

Analyse fonctionnelle du système

Description des chaînes d’énergie

Analyse structurelle et comportementale Vérification de la cinématique de déploiement

De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique

La transformation en énergie hydraulique

Conclusion

Autres pistes de sujet

BTS Aéronautique

Sujet « O » Analyse fonctionnelle externe

Groupe RAT

Aux systèmes vitaux de vol et d’atterrissage:

•Les commandes de vol•Les pompes carburants•Les moteurs électrique de bec d’aile•Le train d’atterrissage

Sur le circuit hydraulique de secours de l’aéronef

Générer de l’énergie hydraulique d’urgence

A l’ensemble des passagers et de l’équipage, bien sûr!

A qui le système rend-il service ?

Sur quoi agit-il ?

1. Exprimer le besoin d’une RAT

•Compléter le schéma suivant

BTS Aéronautique

Fournir une puissance de secours en cas de

défaillance des moteurs

flux d’air suffisant

Puissance hydraulique transmise au réseau de secours

Groupe Ram air turbine

Visualisations au cockpit

Bruit

Vibration

Perturbations aérodynamiques

Ordre de déclenchement manuel «  Emer ELEC »

Déclenchement automatique

A-O

Réarmement manuel (au sol)

énergie hydraulique pour le vérin

Action du ressort

•Compléter l’actigramme de niveau A-O suivant:

Analyse fonctionnelle

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Sujet « O » F.a.s.t partiel

Solutions techniques

Fonction principale

Fonctions complémentaires

Générer une puissance de

secours

Assurer le verrouillage en position dans l’aile

F1

Électro-aimant

Crochet de verrouillageS’adapter à une zone

restreinte dans l’aile F2

Assurer un guidage précis de rotation F21

Limiter la taille des pales et des organes F22 Liaison pivot

Éviter les perturbations aérodynamiques en position rentrée F3 Trappe profilée

Déployer la RAT F4

Ressort

Vérin

Avoir une vitesse avion de 135 Knot

mini F5

Augmenter la vitesse de rotation de l’arbre Hélice F52 Gear box conique

Assurer un guidage en rotation F54

Roulements à billes

Régler l’angle de pas des pales F53

Governor assembly

Transformer une énergie mécanique en énergie

hydraulique F55

Pompe à barillet autorégulée

Zone en rapport avec la problématique

•Compléter le FAST pour la partie étudiée

Dégivrer le cône F51 Aimant + plaque alu

BTS AéronautiqueSujet « O » Description des chaînes d’énergie

Évolution de la puissance transmise

Flux d’air Transformer

l’énergie

Adapter la vitesse de

rotation

Transformer l’énergie

énergiemécanique de rotation

Augmentation du couple transmis

énergiehydraulique

Hélice à pas variable

Multiplicateur à roues coniques

Pompe hydraulique

•Compléter la chaîne d’énergie

BTS Aéronautique

• Étude des différentes trajectoires et vérification des positions fermée et ouverte de la RAT

• Calcul du temps de sortie

• Calcul de la vitesse et des accélérations

• Proposition de procédure pour vérifier les paramètres

Vérification de la cinématique de déploiement

BTS Aéronautique

Partons du dessin d’ensemble…

De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique

BTS Aéronautique

Structure avion

Hélice à pas variable

Gear box

Vérin + amortisseur

B

FE

D

C

A

Pompe

•Compléter le schéma cinématique avec les liaisons aux points B,C,D,F

De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique

BTS Aéronautique

Schéma cinématique partiel complété

B

FE

D

C

A

Détermination des

variations de pression et

de débit

A partir de la

vitesse de l’hélice

De l’hélice à l’arbre d’entrée de pompe hydraulique

BTS Aéronautique

D’un point de vue hydraulique, la plage de fréquence d’entrée étant connue…

A partir des fréquences mini et maxi sur l’arbre principal, déterminer la fréquence de rotation en entrée de la pompe

Expliquer le principe de fonctionnement global

Étudier les circuits hydrauliques

Repérer les différents éléments constituant le circuit

Expliquer le rôle et le fonctionnement de la pompe à barillet

Déterminer la relation entre la course des pistons et l’angle d’inclinaison du plateau de pompe

Déterminer la pression, le débit et la cylindrée de la pompe

Constater les écarts par rapport au valeurs relevées.

La transformation en énergie hydraulique

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Conclusion

Réponses à la problématique posée

Les écarts constatés nécessitent des interventions en respectant :

• le cahier des charges constructeur• le manuel de maintenance.• la réglementation en vigueur

Un aléa de fonctionnement…

Vérification des paramètres de pression débit,

fréquence sur la RAT….

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D’autres pistes de sujets sont envisageables …

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Scénario 1…

Adaptation d’une nouvelle RAT sur un appareil de génération tout électrique…

Cette adaptation nécessite des modifications de:• structure• performance• dimension

et donc de modifier le cahier des charges...

Après sur A380 Avant

Weight and Overall Dimensions sur A330Weight (including 2.77 kg for stow Panel) 81.65 KGHeight : 1220 mmWidth : 178 mmLength : 660 mmTurbine Diameter : 749.3mm

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Identification des zones impactées et des risques encourus par les câbles, les circuits hydrauliques, les circuits carburants…

Identification des matériaux et des traitements de surfaces dans les zones impactées

Renforcement des zones où il y a risque de coupure ou de « lacération » :

•En multipliant les épaisseurs•En choisissant des matériaux plus résistants

Renforcer les zones susceptibles de recevoir un éclat de pale…

Scénario 2…

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Fin

Merci de votre attention