ETUDE DU SYSTEME DE VERROUILLAGE DU

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

MENTION : GENIE MECANIQUE ET INDUSTRIEL

PARCOURS : GENIE MECANIQUE ET DEVELOPPEMENT

Mémoire de fin d’études pour l’obtention du Diplôme d’Ingénieur grade Master en

Génie Mécanique et Industriel

Intitulé :

Présenté par : RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

Encadreur Pédagogique : Monsieur RAVELOJAONA Johnson, Enseignant Chercheur à l’ESPA

Encadreur professionnel : Monsieur RAHARISON Roger, Chef d’Equipe à l’AEROMARINE

Promotion 2018

ETUDE DU SYSTEME DE VERROUILLAGE DU

TRAIN D’ATTERRISSAGE DES AERONEFS

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

DEPARTEMENT GENIE MECANIQUE ET INDUSTRIEL

PARCOURS GENIE MECANIQUE ET DEVELOPPEMENT

Mémoire de fin d’études pour l’obtention du Diplôme d’Ingénieur grade Master en Génie

Mécanique et Industriel

Intitulé :

ETUDE DU SYSTEME DE VERROUILLAGE DU

TRAIN D’ATTERRISSAGE DES AERONEFS

Présenté par : RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

Encadreur Pédagogique : Monsieur RAVELOJAONA Johnson, Enseignant Chercheur

Encadreur professionnel : Monsieur RAHARISON Roger, Chef d’Equipe à l’AEROMARINE

Président du jury : Monsieur JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, Enseignant Chercheur

Examinateur : Monsieur RAKOTONINDRINA Tahiry, Enseignant Chercheur

Monsieur RAZAFIMAHATRATRA Tafika, Enseignant Chercheur

Soutenu le 14 Mars 2020

Promotion 2018

Figure 4 :

échappement

Figure 4 :

échappement

Figure 4 :

échappement

i RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

REMERCIEMENTS

Avant tout, je tiens à honorer le Seigneur pour sa bienveillance, soutien, et protection

tout au long de notre étude ce qui a conduit à l’achèvement de cet ouvrage.

Ensuite, je tiens à adresser mes vifs remerciements à tous ceux qui ont contribués de

près ou de, loin à la réalisation de ce mémoire, en particulier à :

o Monsieur RAKOTOSAONA Rija, Professeur, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo ;

o Monsieur RAKOTONINDRINA Tahiry Fanantenana, Responsable de la mention

Génie Mécanique et Industriel, membre de jury ;

o Monsieur, JOELIHARITAHAKA Rabeatoandro, Enseignant Chercheur à l’ESPA qui

nous fait l’honneur de présider ce mémoire.

o Monsieur RAVELOJAONA Johnson, Enseignant Chercheur à l’ESPA et Monsieur

RAHARISON Roger, Chef d’Equipe de la Maintenance Service de la société

AEROMARINE Ivato, qui ont bien voulu patronner, encadrer ce travail, qui n’ont pas cessé

de m’aider au cours de la réalisation de ce mémoire ;

o Monsieur RAZAFIMAHATRATRA Tafika, Enseignant Chercheur à l’ESPA, membre

de jury ;

o Monsieur RAKOTOMALALA Tovonirina, Dirigeant et Responsable de la société

AEROMARINE Ivato ;

o Monsieur RAZAFINDRAIBE Heriniaina, Directeur Technique de la Maintenance

Service de la société AEROMARINE Ivato qui m’ont permis de découvrir le monde

professionnel en effectuant un stage de fin d’études chez eux. ;

o Monsieur RASOLO Justin, Chef d’Atelier de la Maintenance Service de la société

AEROMARINE Ivato ;

o A tous les enseignants à l’ESPA, surtout de la Mention Génie Mécanique et Industriel qui

nous ont instruits durant ces cinq ans d’étude ;

o Tout le personnel de la société AEROMARINE, qui m’ont témoigné beaucoup d’amitié

dont la collaboration m’a été précieuse.

Enfin, à toute ma famille, ainsi qu’à mes amis et collègues qui n’ont cessé de nous soutenir

tant moralement et financièrement afin de mener à terme ce travail.

ii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

TABLE DES MATIERES

REMERCIEMENTS ................................................................................................................... i

TABLE DES MATIERES ......................................................................................................... ii

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES ................................................................ vii

LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................... ix

LISTE DES FIGURES ............................................................................................................... x

INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1

PARTIE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ............................................................................. 1

Chapitre I : GENERALITES A PROPOS DE L’AEROMARINE ........................................ 2

I-1. Historique ................................................................................................................. 2

I-2. Les activités de la compagnie AEROMARINE ....................................................... 2

I-3. Service disponible au sein de la compagnie ............................................................ 2

I-3-1. Différents types de vols .................................................................................... 2

I-3-2. Fiche de présentation ........................................................................................ 3

I-3-3. Organigramme de la Maintenance Service ....................................................... 4

Chapitre II : CONNAISSANCES DES AERONEFS ............................................................ 5

II-1. Les différents objets volants .................................................................................... 5

II-1-1. Les Aérodynes ou les plus lourds que l’air....................................................... 5

II-1-2. Les Aérostats ou les plus légers que l’air ......................................................... 5

II-1-3. Les Aérospatiaux ou comportement balistique ................................................ 5

II-2. Composition générale d’un aéronef ......................................................................... 5

II-2-1. Avions ............................................................................................................... 5

II-2-2. Les Hélicoptères ............................................................................................. 10

II-3. Les différentes formules Aérodynamiques ............................................................ 11

II-3-1. Les différentes ailes ........................................................................................ 11

II-3-2. Les différents fuselages .................................................................................. 12

II-3-3. Les différents empennages ............................................................................. 13

iii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

II-3-4. Exemple de formule aérodynamique .............................................................. 14

II-4. Les différents dispositifs de vol ............................................................................. 15

II-4-1. Les dispositifs hypersustentateurs .................................................................. 15

II-4-2. Les volets de bord du fuite ............................................................................. 15

II-4-3. Les becs de bord d’attaque ............................................................................. 16

II-5. Propulsion .............................................................................................................. 18

II-5-1. Hélice .............................................................................................................. 18

II-5-2. Le moteur à piston .......................................................................................... 19

II-5-3. Le turboréacteur .............................................................................................. 22

II-5-4. Le turbopropulseur ......................................................................................... 24

PARTIE II : MATERIEL ET METHODE .............................................................................. 25

Chapitre III : TRAIN D’ATTERRISSAGE ET LES SYSTEMES ASSOCIES .................. 26

III-1. Analyse des composantes d’un train d’atterrissage ............................................... 26

III-1-1. Généralités .................................................................................................. 26

III-1-2. Constitution d’un train d’atterrissage .......................................................... 26

III-1-3. Différentes sortes du train d’atterrissage .................................................... 26

III-2. Différents types de train d’atterrissage .................................................................. 28

III-2-1. Le train d’atterrissage fixe .......................................................................... 28

III-2-2. Le train d’atterrissage escamotable ou rentrant .......................................... 28

III-3. Les fonctions et composantes essentiel .................................................................. 31

III-3-1. Les composantes du train d’atterrissage ..................................................... 31

III-3-2. Fonctionnement en mode extension/rétraction ........................................... 32

III-4. Les systèmes associés ............................................................................................ 32

III-4-1. Système de direction ................................................................................... 32

III-4-2. Roues et Systèmes de freinage .................................................................... 33

III-4-3. Différents types d’amortisseurs .................................................................. 33

III-4-4. Déplacement de l’amortisseur ..................................................................... 34

iv RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

Chapitre IV : OUTILS .......................................................................................................... 35

IV-1. Désignation de l’aéronef ........................................................................................ 35

IV-1-1. Historique .................................................................................................... 35

IV-1-2. Caractéristiques ........................................................................................... 36

IV-1-3. Étude du train d’atterrissage du Beechcraft 90 ........................................... 36

IV-2. Étude du train d’atterrissage .................................................................................. 41

IV-2-1. Position du train principal ........................................................................... 41

IV-2-2. Position du train avant ................................................................................ 41

IV-2-3. Calcul des suspensions ................................................................................ 42

IV-2-4. Dimensionnement de l’amortisseur ............................................................ 44

IV-2-5. Caractéristique de l’amortisseur ................................................................. 46

IV-2-6. Limitation de vitesse d’atterrissage ............................................................ 48

IV-2-7. Dimensionnement du vérin ......................................................................... 49

IV-2-8. Vitesse de sorti du vérin .............................................................................. 50

PARTIE III : SIMULATION ET SYSTEME DE VERROUILLAGE .................................... 52

Chapitre V : SIMULATION AVEC LES LOGICIELS D’AUTOMATIONS .................... 53

V-1. Présentation du logiciel .......................................................................................... 53

V-1-1. Le FluidSIM ................................................................................................... 53

V-1-2. L’automation studio (AS) ............................................................................... 54

V-2. Les composantes des machines .............................................................................. 54

V-2-1. Le vérin ........................................................................................................... 54

V-2-2. Le distributeur électropneumatique ................................................................ 55

V-2-3. Autres composantes ........................................................................................ 56

V-3. Simulation par FluidSIM ....................................................................................... 56

V-3-1. Circuit hydraulique du train d'atterrissage ...................................................... 57

V-3-2. Circuit d’actionnement du vérin de manœuvre du train d’atterrissage .......... 59

V-3-3. Les composantes dans les circuits .................................................................. 60

v RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

V-4. Différentes étapes associées à la descente du train d’atterrissage ......................... 60

V-5. Système de verrouillage du Beechcraft 90 ............................................................. 61

V-5-1 Dispositifs d’accrochage du train d’atterrissage ............................................. 64

V-5-2 Dispositif d’accrochage de verrouillage pour trappe de train ......................... 64

V-5-3 Dispositif accrochage assurant le verrouillage ............................................... 65

V-5-4 Système de Verrouillage bas du train d’atterrissage du Beechcraft 90 .......... 66

V-5-5 Fonctionnement de commande en séquence du dispositif d’accrochage ....... 67

V-5-6 Sortie secours .................................................................................................. 68

Chapitre VI : MAINTENANCE DU TRAIN D’ATTERRISSAGE .................................... 69

VI-1. Visites de Maintenance des avions ........................................................................ 69

VI-1-1. Les quatre types de visite ............................................................................ 69

VI-1-2. Planifications ............................................................................................... 70

VI-1-3. Exécution .................................................................................................... 70

VI-2. Action de la maintenance ....................................................................................... 70

VI-3. Procédure de maintenance d’un train d’atterrissage d’un Beechcraft 90 .............. 72

VII-3-1. Pour le train avant et train principale .......................................................... 72

VII-3-2. Pour le système de freinage ........................................................................ 72

VII-3-3. Autres maintenances ................................................................................... 73

VII-3-4. Entretien du module hydraulique « Power pack » ...................................... 73

Chapitre VII : IMPACT ENVIRONNEMENTAL ............................................................... 74

VII-1. Définition ............................................................................................................... 74

VII-2. Impact environnemental de l'aviation .................................................................... 74

VII-3. Effets Polluants ...................................................................................................... 74

VII-3-1. Emission de gaz .......................................................................................... 74

VII-3-2. La pollution Sonore ..................................................................................... 76

VII-4. Mesure de protection de l’environnement ............................................................. 78

CONCLUSION ........................................................................................................................ 79

vi RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

PLANCHES A DESSINS ........................................................................................................ 86

ANNEXES ................................................................................................................................ ix

BIBLIOGRAPHIE .................................................................................................................. xiii

WEBOGRAPHIE .................................................................................................................... xiv

RESUME .................................................................................................................................. xii

ABSTRACT ............................................................................................................................. xii

vii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

LISTE DES ABREVIATIONS ET ACRONYMES

AS Automation Studio

ATR Avions de transport Régional

AVGAS Aviation Gazoline

B Amortisseur

b Envergure des ailes

BSCU Braise and Steering Computer unit

C Charge statique sans coef

CAL Calibration

CO Monoxyde de carbone

𝑪𝑳𝑨𝑵𝑫 Quantité de portance

E Empattement

Ec Energie totale de l’avion

EB Essai du Banc

EC Entretien Courant

EF Essai Fonctionnel

ES Echange Standard

EV Examen Visuel

EO Essai Opérationnel

EGT Exhausted Gaz Turbine

F1 Effort

FR Force nuisible ou la traînée

FT Force utile ou la traction

g Accélération de pesanteur

H Écrasement maximum

L Charge verticale maximale

M Diamètre extérieur

N Diamètre du boudin

Nox L’oxyde d’azote

OACI Organisation de l'aviation civile internationale

P Poids de l’avion

P2 Charge statistique chargé

PW Partt Withney

viii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

F1 Effort

PNT Personnel navigant technique

PUL Planeurs ultra légers

Q Charge d’aplatissement

RPM Rotations Per Minute

RG Révision Générale

S Surface d’aile

SO2 Dioxyde de souffre

𝑺𝑨 Distance d’atterrissage

SARL Société Anonyme à Responsabilité Limités

TG Test Globale

HYD Test Hydrostatique

UAV Unmanned Aerials Vehicles

ULM Ultra Léger Motorisés

V Vitesse max de roulement

Va Vitesse d’atterrissage

𝑽𝑰𝑳𝑺 Vitesse d‘interception de système

VR Vent relatif

Vs Vitesse de configuration

𝑽𝑻𝑫 Vitesse de toucher

Vv Vitesse de descente verticale

Vz Vitesse limite de descente

XS Vitesse d’amortisseur

Z Course totale

z1 Course

z2 Déflexion

�� Vitesse périphérique du profil étudié de la pale

�� Vitesse de vol

�� Vitesse relative

α Angle incidence

ω Angle de calage

𝑋𝑎 Longueur de la course

𝑋𝑤𝑔 Dimensionnement du train

ix RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

LISTE DES TABLEAUX

TABLEAU 1 : TYPES D’AVION DANS LA COMPAGNIE AEROMARINE ......................................... 2

TABLEAU 2 : FICHE DE PRESENTATION ........................................................................................ 3

TABLEAU 3 : TYPE DE MANOEUVRE DE TRAIN D’ATTERRISSAGE .............................................. 30

TABLEAU 4 : CARACTERISTIQUE DU BEECHCRAFT E90 ............................................................. 36

TABLEAU 5 : CONDITION DE CALCUL A L’ATTERRISSAGE .......................................................... 41

TABLEAU 6 : COEFFICIENTS D’EFFICACITE PAR TYPE D’ABSORBEURS ....................................... 44

TABLEAU 7 : FACTEUR DE CHARGE EN FONCTION DU TYPE D’AVION ......................................... 44

TABLEAU 8 : ENERGIE ABSORBE PAR RAPPORT A L’AMORTISSEUR ET ROUES ............................ 44

TABLEAU 9 : VARIATION DU FACTEUR DE CHARGE ................................................................... 46

TABLEAU 10 : EXEMPLE DE DISTRIBUTEUR ............................................................................... 55

TABLEAU 11 : AUTRES COMPOSANTES ....................................................................................... 56

TABLEAU 12 : DESIGNATION DES COMPOSANTES DANS LES CIRCUITS ....................................... 60

TABLEAU 13 : MAINTENANCE DU TRAIN AVANT ET TRAIN PRINCIPALES ................................... 72

x RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

LISTE DES FIGURES

FIGURE I-1 : ORGANIGRAMME DE L’AEROMARINE POUR LA MAINTENANCE SERVICE ........... 4

FIGURE II-1 : STRUCTURE DU JODEL D112.................................................................................. 8

FIGURE II-2 : STRUCTURE D’AIRBUS A380 ................................................................................ 9

FIGURE II-3 : STRUCTURE DE LA GAZELLE ................................................................................ 10

FIGURE II-4 : EXEMPLE DES AILES ............................................................................................ 11

FIGURE II-5 : POSITION DES AILES ............................................................................................. 12

FIGURE II- 6 : EXEMPLE DU FUSELAGE ...................................................................................... 13

FIGURE II-7 : EXEMPLE D’EMPENNAGE EN T ............................................................................. 14

FIGURE II-8 : VOLET DE BORD DU FUITE .................................................................................... 15

FIGURE II-9 : BECS DU BORD D’ATTAQUE ................................................................................. 16

FIGURE II-10 : VOICI QUELQUES EXEMPLES DE DISPOSITIFS HYPERSUSTENTATEURS ................. 17

FIGURE II-11 : FONCTIONNEMENT D’HELICE ............................................................................. 19

FIGURE II-12 : MOTEUR 4 CYLINDRE A PLAT ............................................................................. 20

FIGURE II-13 : DESCRIPTION DU MOTEUR PISTON ...................................................................... 20

FIGURE II-14 : FONCTIONNEMENT DU MOTEUR 4 TEMPS ............................................................ 21

FIGURE II-15 : CIRCUITS DU CARBURANT .................................................................................. 22

FIGURE II-16 : PRINCIPE D’UN REACTEUR .................................................................................. 24

FIGURE II-17 : FONCTIONNEMENT DE PROPULSEUR ................................................................... 25

FIGURE III–1 : TRAIN CLASSIQUE .............................................................................................. 27

FIGURE III-2 : TRAIN TRICYCLE ................................................................................................ 27

FIGURE III-3 : COMPOSANTE DU TRAIN D’ATTERRISSAGE ......................................................... 31

FIGURE III-4 : IMAGE D'UN AMORTISSEUR MONTE DANS UNE VOITURE PAR GEORGE MESSIER . 34

FIGURE III-5 : DEPLACEMENT D’UN AMORTISSEUR .................................................................... 34

FIGURE IV-1 : PHOTO DE BEECHCRAFT 90 ............................................................................... 35

FIGURE IV-2 : POWER PACK DU BEECHCRAFT 90 ..................................................................... 38

FIGURE IV-3 : SEQUENCE D’UN RENTRE DE TRAIN ..................................................................... 40

FIGURE IV-4 : POSITION D’EMPATTEMENT DU BEECHCRAFT 90 ................................................ 41

FIGURE IV-5 : DIAGRAMME DE LA CHARGE DU TRAIN ............................................................... 42

FIGURE IV-6 : DIMENSIONS CARACTERISTIQUE DU PNEUMATIQUE D’AVIONS ........................... 45

FIGURE IV-7 : SCHEMAS DE MANŒUVRE ................................................................................... 48

FIGURE IV-8 : SCHEMAS DU TRAIN D’ATTERRISSAGE CINEMATIQUE ......................................... 50

FIGURE IV-9 : REPRESENTATION GRAPHIQUE DU VITESSE EN D ENTRE 1,2,3............................ 52

xi RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

FIGURE IV-10 : REPRESENTATION GRAPHIQUE DU VITESSE D ENTRE 2,3,5,6 ............................ 52

FIGURE V-1 : DEMARRAGE DU LOGICIEL FLUIDSIM-P .............................................................. 53

FIGURE V-2 : DEMARRAGE DU LOGICIEL AUTOMATION STUDIO P6 .......................................... 54

FIGURE V-3 : VERIN A DOUBLE EFFET ....................................................................................... 54

FIGURE V-4 : CIRCUIT HYDRAULIQUE DU TRAIN D’ATTERRISSAGE ........................................... 57

FIGURE V-5 : CIRCUIT DE COMMANDE ELECTRIQUE .................................................................. 58

FIGURE V-6 : CIRCUIT PNEUMATIQUE D’ACTIONNEMENT DU VERIN DU TRAIN .......................... 59

FIGURE V-8 : SYSTEME DE VERROUILLAGE DU BEECHCRAFT 90 ............................................... 62

FIGURE V-9 : POSITION DE SWITCH SUR LE TRAIN D’ATTERRISSAGE ......................................... 63

FIGURE V-10 : DISPOSITIF D’ACCROCHAGE DE VERROUILLAGE ................................................ 65

FIGURE V-11 : VERROUILLAGE DU TRAIN AVANT DU BEECHCRAFT 90 ..................................... 66

FIGURE V-12 : COMMANDE EN SEQUENCE DU DISPOSITIF D’ACCROCHAGE ............................... 67

FIGURE VII-1 : REPARTITION DES EMISSIONS D’AERONEF ......................................................... 75

FIGURE VII-2 : REPARTITIONS DES EMISSIONS DE CO2 DURANT LE VOL ................................... 75

FIGURE VII-3 : ECHELLE DE DECIBELS (DB) PERÇUS ................................................................ 77

1 RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

INTRODUCTION

Tous les appareils capables de s'élever et de circuler dans l'espace aérien sont des

aéronefs. Parmi les aéronefs, les avions étant les plus lourds que l'air. C’est la raison par laquelle

il est le moyen de transport fréquemment utilisé comme navigation aérienne.

Le train d'atterrissage est un système essentiel qui permet à l'avion de rouler depuis la porte

d'embarquement jusqu'à la piste, de décoller et d'atterrir en toute sécurité.

Bien que la première mission d’un avion soit de voler, plusieurs phases de son cycle opératoire

se déroulent au sol et l’atterrissage est parmi les plus critiques. Durant cette phase, l’avion et

ses équipements associés subissent des charges importantes qui pourraient endommager la

structure et générer en même temps des contraintes vibratoires. Effectivement, ceci pourra par

la suite nuire le confort des passagers.

Vu cette importance du train d’atterrissage dans la navigation aérienne, un stage au sein de la

compagnie AEROMARINE a été effectué. Par conséquent, j’ai pu participer suivre les

processus de démontages de moteur et de divers équipements d’avions comme le train

d’atterrissage pendant la visite et un dépannage.

On constate que la plupart des sorties de pistes des avions sont dus au manque de contrôle du

train d’atterrissage qui n’est pas verrouillé ou n’est pas sorti. C’est pourquoi on a choisi comme

thèmes de ce mémoire : « Etude du Système de verrouillage du train d’atterrissage des

aéronefs »

Pour mieux appréhender le sujet, ce mémoire comporte trois parties. La première partie repose

sur l’étude bibliographique qui comporte les généralités sur la compagnie AEROMARINE et

les connaissances sur les aéronefs. La deuxième partie parlera l’étude théorique du train

d’atterrissage et les systèmes associés. Enfin, la troisième partie consiste à annoncer les

simulations obtenues par le système de verrouillage ainsi que les études impacts

environnementales.

PARTIE 1 : ETUDE

BIBLIOGRAPHIQUE


Chapitre I : GENERALITES A PROPOS DE L’AEROMARINE

I-1. Historique (1)

L’AEROMARINE a été créé en 1991 par RIAZ BARDAY, son directeur Général et

pilote de formation, il a capitalisé ses années d’expériences pour construire la compagnie à

Madagascar et dans l’Océan Indien.

Son succès se repose sur son savoir-faire et sur la qualité de ses prestations mais aussi son

organisation commerciale.

I-2. Les activités de la compagnie AEROMARINE

o Type d’exploitation :

AEROMARINE est depuis sa création choisi le créneau des vols à la demande de transport de

passager, évacuation sanitaire et certaines activités particulières décrites dans son manuel

d’exploitation.

o Composition de la flotte

La flotte de la compagnie AEROMARINE est décomposée de :

Tableau 1 : Types d’avion dans la compagnie AEROMARINE

Avion Type Catégorie Vitesse croisière N° immatriculation

BEECHCRAFT 200 Moyen-courrier 480 km/h 5R-ABR

BEECHCRAFT E90 Moyen-courrier 363 km/h 5R-MKW

BEECHCRAFT C55 Court-courrier 295 km/h 5R-MLK

PIPER NAVAJO PA 31-310 Moyen-courrier 295 km/h 5R-MKR

PIPER AZTEC PA 28-261 Court-courrier 260 km/h 5R-AAR

I-3. Service disponible au sein de la compagnie

I-3-1. Différents types de vols

La société promet un vol personnalisé avec une possibilité de vol à la demande disponible de

24h/24, tous les jours de l’année vers toutes destinations en Afrique et dans l’Océan Indien. Les

avions de l’AEROMARINE peuvent atterrir dans les endroits les plus reculés de Madagascar.


o Aviation d’Affaire :

L’avion d’affaire est un moyen de renforcer la notoriété d’une entreprise pour ses clients. Ils

permettent de rejoindre rapidement un client dans une localité éloignée en vue d’une

négociation ou pour des prospections

o Evacuation Sanitaire :

Ces avions peuvent permettre de rallier directement des aérodromes dont la plupart sont

inaccessibles aux avions de ligne. La compagnie propose ainsi le mode transport le plus rapide,

respectant un gain de temps considérable.

o Aviation de touriste :

C’est un service qui permet d’apprécier une belle vue en hauteur en survolant des paysages

extraordinaires

o Photographies aériennes :

Partenaire d’installation géographique spécialisé en photographie aérienne, les avions

spécialement aménagés en version photo effectueront des prises de vues de la plus grande

précision.

La trappe est adaptée au cameras de type UCX et ADS 40

o Surveillance Maritime :

Les avions équipés de système de communication liaison air-mer permettent d’exécuter toutes

les tâches de surveillance maritime.

I-3-2. Fiche de présentation

Tableau 2 : fiche de présentation

Raison sociale AEROMARINE

Forme juridique Société Anonyme à Responsabilité Limités (SARL)

Siège sociale 77 Rue des parlementa Français Antsahavola Antananarivo

Capital social 851.090.000 Ar

Effectif du personnel 30

Site www.aeromarine.mg

E-mail [email protected] ou [email protected]

http://www.aeromarine.mg/

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


I-3-3. Organigramme de la Maintenance Service

Figure I-1 : Organigramme de l’AEROMARINE pour la Maintenance Service

Gérant, Directeur Responsable

RAKOTOMALALA Tovoniriana

Responsable Documentation

ANDRIANARIVONIAINA Christian

Chef d'Atélier

RASOLO Justin

Chef d'Equipe

Moteur/Cellule

RAHARISON Roger

Tous les mécaniciens et Tous les personnesls de

support

Responsable Magasin

RATSIMBAZAFY Pascal

Responsable Qualité

RAKOTOZAFY Elissah Aintso

Directeur Technique

RAZAFINDRABE Herimiaina


Chapitre II : CONNAISSANCES DES AERONEFS

II-1. Les différents objets volants [1]

On distingue : les aérodynes dont la sustentation résulte des forces aérodynamiques, les

aérostats dont la sustentation est principalement assurée par la poussée d'Archimède et enfin les

aérospatiaux qui relèvent surtout de la balistique.

II-1-1. Les Aérodynes ou les plus lourds que l’air

On a 2 types de l’aérodynes :

o l’Aérodyne non motorisés : les modèles réduits, les cerfs-volants, les planeurs et

les planeurs ultra légers (PUL) comme les parachutes, les parapentes Planeurs ;

o l’Aérodyne motorisé : a voilure fixe comme ULM (Ultra Léger Motorisés) et les

avions, a voilure tournante comme l’autogires, hélicoptères et les hybrides.

II-1-2. Les Aérostats ou les plus légers que l’air

On a 2 types de l’aérostats :

o ballons : Captifs ou libres, a air chaud et a air gaz (hélium) ;

o dirigeables : à structure souple, à structure rigide et propulsés.

II-1-3. Les Aérospatiaux ou comportement balistique

o micro fusées ;

o différents types du missiles ;

o les objet destinés à l’espace comme satellite, navettes et stations orbites.

II-2. Composition générale d’un aéronef

Parmi les aéronefs, les avions étant plus lourds que l'air, font partie des aérodynes

II-2-1. Avions

II-2-1-1. Historique de l’Avion (4)

Le mot aviation (du latin avis : oiseau, et actio : action) a été employé pour la première

fois par GABRIEL DE LA LANDELLE, en 1863, dans le livre Aviation ou navigation aérienne

sans ballon. Le terme « avion » sera ensuite utilisé en 1875 par CLEMENT ADER pour

désigner sa série d'appareils volants, puis breveté par lui. Cet événement ne sera toutefois pas

homologué comme étant le premier vol : la hauteur atteinte qui était de 50 mètres de longueur

à 20 cm au-dessus du sol était insuffisante pour le qualifier de tel. Le troisième prototype de

Clément Ader, l'Avion III, effectue un vol sur 300 mètres devant un comité militaire le 14


octobre 1897 à Satory. Une autre raison à la non-homologation des vols de Clément Ader est

que ces vols étaient soumis au secret militaire. Entre-temps, Otto Lilienthal, grâce à des

prototypes qui étaient réalisés à partir de nervures de bambou entoilées de coton, pouvait planer

jusqu'à 400 m en se lançant du haut d'une colline haute d'environ vingt mètres. Le contrôle de

la machine se faisait par des déplacements du corps comme pour les deltaplanes pendulaires

contemporains. Mais dans les premières années de l'aéronautique, après les exploits des frères

Wright à partir du 17 décembre 1903, on ne parle guère d'avion mais d'aéroplane. C'est avec la

première guerre mondiale que les mots « avion et aviation » deviennent communs. Certaines

personnes prétendent qu'avion est un acronyme qui aurait été forgé par CLEMENT ADER et

signifiant « appareil volant imitant l'oiseau naturel », sans qu'aucune source fiable puisse

corroborer cette assertion.

II-2-1-2. Définitions

Un avion, selon la définition officielle de l'OACI, est un aéronef plus lourd que l'air,

entraîné par un organe moteur, dont la sustentation en vol est obtenue principalement par des

réactions aérodynamiques sur des surfaces qui restent fixes dans des conditions données de vol.

Celui ou celle qui le dirige est appelée pilote ou aviateur ou aviatrice. Lorsque la sustentation

en vol est obtenue par des réactions aérodynamiques sur des surfaces en mouvement,

généralement composés d’une ou plusieurs hélices principales dont les axes sont verticaux,

l'appareil est alors appelé hélicoptère ou gyroptère.

II-2-1-3. Caractéristique d’un avion [2]

Un avion comporte les éléments suivants :

❖ les ailes (ou la voilure) assurant la sustentions ;

❖ le saumon : extrémité de l’aile ;

❖ le fuselage permettant de transporter la charge utile et de réunir les ailes aux organes

de stabilisation et de manœuvre ;

❖ l’aileron : partie mobile située à l’arrière et à l’extrémité des ailes. Lorsqu’un aileron

s’abaisse, l’autre s’élève ;

❖ les empennages ou organes stabilisateurs ;

❖ les gouvernes ou organes de manœuvre ;

❖ le train d’atterrissage supportant l’avion au sol ;

❖ le bord d’attaque : lieu des points les plus en avant de l’aile ;

❖ le bord de fuite : lieu des points les plus en arrière de l’aile ;

❖ l’emplanture : jonction de l’aile et du fuselage. Elle peut être habillée d’un « karman ».


L'ensemble des éléments précédemment cités constituant la cellule de l'avion. Par contre, les

équipements de bord et le groupe motopropulseur, ne font pas partie de la cellule de l'avion.

o le groupe motopropulseur comprenant le moteur et l'hélice et assurant la

propulsion de l'avion ;

o les équipements de bord comprenant les instruments et appareils de contrôle, les

dispositifs permettant d'assurer la sécurité, le confort ...

Observons la structure générale d'un avion de tourisme de petite taille : le Jodel D112


Figure II-1 : Structure du Jodel D112

Hélice

Train d’atterrissage

Principale

Fuselage

Verrière ou canopy

Moteur à piston

Empennage

verticale ou

dérive

Empennage horizontale

Cokpit ou cabine

Intrados

Nez Queue

Saumon d’aile

Extrados

Aile

Bord d’attaque

Bord de fuite

Roulette de

queue

Gouverne

de direction

Gouverne de profondeur

Aileron


Intéressons-nous maintenant à celle d'un avion de ligne à réaction : Airbus A380

Figure II-2 : Structure d’Airbus A380

Aileron Cabine Empennage verticale et

gouverne de direction

Empennage horizontale

monobloc

Winglet

Pylône

Réacteurs Cokpit

Train auxiliaire

Emplanture de l’aile

Train principal

Volets de bord de fuite

APU

Bec de bord d’attaque

Aileron

Aile en flèche


II-2-2. Les Hélicoptères

Les Hélicoptères ou UAV (Unmanned Aerials Vehicles) sont des aéronefs avec pilote

capable de mener à bien une mission très reconnaissance. Sa structure est sensiblement

différente du fait du principe permettant d’obtenir la portance. Observons l’exemple d’une

Gazelle.

Figure II-3 : Structure de la gazelle

La portance des Hélicoptères est assurée par le rotor principal dont les pâles jouent le rôle

des ailes d’un avion. Le mouvement de rotation de celui-ci entraîne l’hélicoptère en sens

inverse. Le rotor de queue permet de compenser ce mouvement parasite. Sans lui l’hélicoptère

Rotor principal

Turbine

Pâle

Empennage vertical

Cokpit

Cabine

Patins

Tuyère

Fuselage

Empennage horizontal

Rotor de

queue


ne serait pas pilotable. Sur certains hélicoptères, il est remplacé par un système d’éjection

latérale des gaz en provenance de la turbine. Ce système se situe en bout de queue.

II-3. Les différentes formules Aérodynamiques [3]

II-3-1. Les différentes ailes

Les ailes des avions peuvent prendre des formes très différentes en fonction des

performances demandées à l’aéronef : vitesse de croisière, altitude de croisière, masse de

l’appareil, … Leur rôle reste toujours le même : assurer la sustentation de l'appareil. Voici les

exemples les plus classiques de formes d'ailes :

Figure II-4 : Exemple des ailes

Pour pouvoir s'adapter à des plages de vitesse très larges d'environ 200 à plus de 2000 Km/h,

certains avions de combat sont munis d'une voilure à géométrie variable.

Ailes droites

Ailes en flèche

Ailes trapézoïdales

Ailes delta Ailes elliptiques

Biplan


Les ailes peuvent aussi être calées différemment par rapport au plan horizontal. On parle du

dièdre des ailes. Il s'agit de l'angle entre le plan horizontal et le plan d'une aile. Il est positif si

le plan de l'aile est au-dessus de l'horizontale et négatif dans le cas contraire.

Les ailes peuvent également être disposées différemment par rapport au fuselage. Elles peuvent

être en positon haute, médiane ou basse :

Figure II-5 : Position des ailes

La distance entre les deux extrémités des ailes est appelée envergure de l'avion. Elle peut aller

de 5 m à plus de 60 m selon les avions. Un autre paramètre caractéristique des ailes est

l'allongement définit par :

λ = 𝐛²

𝑺 (II-1)

Avec b représente l’envergure des ailes et S leur surface (y compris la partie traversant le

fuselage). Les avions de transport et les planeurs présentent un allongement important pour

assurer une forte sustentation alors que les avions de chasse ou les avions de voltige ont un

faible allongement pour permettre une bonne maniabilité.

II-3-2. Les différents fuselages

Les fuselages des avions peuvent avoir des formes très différentes en fonction de leur

utilisation. 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

Ailes basses Ailes hautes

Ailes médianes


cohésion de l'ensemble. Les formes les plus courantes présentent des sections circulaires,

elliptiques, rectangulaires ou carrées. Voici quelques exemples :

Figure II- 6 : Exemple du fuselage

II-3-3. Les différents empennages

L'empennage désigne la queue de l'avion. Il comporte une partie verticale (dérive) et une

partie horizontale (stabilo). Comme pour les autres parties de l'aéronef, il existe différentes

géométries possibles qui sont similaires à celles des ailes. L'implantation de l'empennage

est également différente selon les avions. Voici les principaux types d'empennages :

❖ Empennage classique

❖ Empennage en T

❖ Empennage double

❖ Sans empennage horizontal

❖ Empennage cruciforme

❖ Empennage papillon

Fuselage cylindrique

Fuselage en coque

Fuselage carré


Figure II-7 : Exemple d’empennage en T

II-3-4. Exemple de formule aérodynamique

Dans de très nombreux cas, l'expérience a amené les constructeurs à opter pour des formules

aérodynamiques typiques liées à l'utilisation de l'appareil :

o Les avions de tourisme présentent des voilures droites et des fuselages à section

carrée ou rectangulaire. L'empennage est classique ou en T.

o Les avions de voltige modernes présentent des ailes médianes trapézoïdales

associées à empennage classique dont le plan horizontal présente en général la même

géométrie que la voilure. Le fuselage est souvent à base cylindrique.

o Les avions de ligne longs et moyens courriers présentent en majorité une voilure

basse à flèche moyenne qui supporte de 2 à 4 réacteurs placés en nacelles. Leur empennage

est classique ou en T. Le fuselage est cylindrique ou elliptique. (Exemple : les avions de la

famille AIRBUS et la grande majorité des BOEING).

o Les avions de transport régional sont souvent des bi turbopropulseurs à aile haute et

empennage en T. (avions de la famille ATR). On trouve également beaucoup de biréacteurs

à aile basse et empennage en T.

o Les avions de chasse modernes présentent une voilure trapézoïdale et un empennage

classique ou une voilure delta sans empennage horizontal ou avec empennage canard. Les

formules sont en fait plus variées dans le domaine de l'aviation de combat que dans les

autres.


II-4. Les différents dispositifs de vol

II-4-1. Les dispositifs hypersustentateurs

Lors des phases d'approche et de décollage un avion doit disposer d'une portance

optimale. Dans le cas d'un décollage il faut pouvoir quitter le sol et s'élever rapidement avec

une vitesse pas trop importante afin que la distance de décollage ne soit pas trop longue et que

l'on puisse survoler les obstacles entourant les terrains sans problèmes. Pour l'atterrissage, il

s'agit de se poser avec la vitesse la plus faible possible. Cela facilite le poser de l'avion. Plus la

machine se pose vite et moins le pilote a de temps pour réagir en cas de mauvaise présentation.

De plus avec une vitesse élevée les risques d'éclatement de pneus augmentent et la longueur de

piste nécessaire augmente. Les ingénieurs ont donc développé des dispositifs

hypersustentateurs (augmentant la portance) qui ne servent que dans ces phases de vol. Ces

dispositifs augmentent également la résistance de l'air sur l'avion et il est donc préférable de les

escamoter pour les autres phases de vol.

II-4-2. Les volets de bord du fuite

Les volets de bord de fuite sont des surfaces mobiles que l'on peut incliner vers le bas. Ils

se situent sur le bord arrière de l'aile. Ils en occupent entre 1/3 et les 2/3 de la longueur. La

plupart des avions en est munie, même les appareils légers. Ils sont entièrement déployés pour

l'atterrissage et au tiers pour le décollage. Il en existe de divers types, les principaux sont

présentés ci-dessous :

Figure II-8 : Volet de bord du fuite


II-4-3. Les becs de bord d’attaque

On trouve également des dispositifs sur le bord avant de l'aile ayant la même fonction

que celle des volets de bords de fuite.

Les dispositifs de bord d'attaque amovibles ne sont utilisés, en général, que pour l'atterrissage.

Figure II-9 : Becs du bord d’attaque


Volets à fentes

Volets simples

Becs de bord d’attaque

Volets à double fente

Volets à fentes Becs de bord d’attaque

Figure II-10 : Voici quelques exemples de dispositifs hypersustentateurs


II-5. Propulsion

II-5-1. Hélice

II-5-1-1. Principe de l’hélice

Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». L'hélice est un dispositif qui

permet de transformer l’énergie mécanique fournie par le moteur en une force tractive ou

propulsive directement utilisable par l’avion pour se déplacer. L'hélice est constituée d'un

moyeu centré sur l'axe de rotation protégé par un carénage appelé « casserole », sur lequel sont

fixées des pales identiques (2, 3, 4 ou plus encore…) formant entre elles des angles égaux.

Chaque pale se présente sous la forme d'un profil d'aile dont la corde de référence fait un angle

avec le plan de rotation. Cet angle est appelé angle de calage.

o Le « pas » de l'hélice :

On appelle « pas » la distance parcourue par l’hélice le long de son axe de rotation en un tour.

o Le calage :

On appelle Calage l’angle formé par la corde de l’un des profils et le plan de rotation de l’hélice.

Il varie en fonction du rayon de rotation. Par convention on dira que le calage est celui du profil

se situant à 70% du rayon maximum. On dit que la pale est vrillée.

II-5-1-2. Fonctionnement

Le fonctionnement de l'hélice est tout à fait analogue à celui de l'aile de l'avion. Chaque pale

est une juxtaposition de profils aérodynamiques dont les caractéristiques évoluent depuis les

moyeux jusqu’à son extrémité.

Le vent relatif VR issu :

o du déplacement de l’avion (Vitesse avion)

o de la rotation de l’hélice (Vitesse de rotation)

De même que pour l'aile, la valeur et l'orientation de la résultante aérodynamique dépendent

de l'angle d'incidence. La force aérodynamique F se décompose :

o en une force utile : la traction FT

o en une force nuisible : la traînée FR


Figure II-11 : Fonctionnement d’hélice

Dans un cas de vol stabilisé, la traction de l'hélice équilibre la traînée de l'avion, et l'ensemble

des forces résistantes de chaque pale constitue un couple résistant qui équilibre le couple

moteur.

II-5-2. Le moteur à piston

II-5-2-1. Principe de fonctionnement

Le type le plus courant de moteur en aéronautique est le même que pour la propulsion des

engins terrestres : le moteur à explosion. Certains moteurs de voiture (notamment des moteurs

Volkswagen) sont montés sur des avions. Toutefois la plupart des aéronefs sont équipés de

moteurs spécifiques. Leur particularité réside essentiellement dans la recherche d'un gain de

poids qui demande l'utilisation de matériaux spécifiques (car trop chers pour les automobiles).

En général ils utilisent un carburant spécial (l'essence aviation 100 LL) dont la combustion est

moins violente que celle des carburants classiques. Il existe des moteurs aviation qui

fonctionnent au "supercarburant" et même depuis peu des moteurs diesel.


Figure II-12 : Moteur 4 cylindre à plat

Le schéma ci-dessous montre la constitution d'un moteur à explosion. Ils comprennent, en

général, de 4 à 8 cylindres. A l’intérieur de ceux-ci un piston mobile se déplace sous l’effet de

l’explosion des gaz. Il est relié au vilebrequin par une bielle. Le vilebrequin permet de

transmettre le mouvement du piston à l’arbre moteur, mais aussi de faire remonter le piston

dans le cylindre pour comprimer les gaz avant la combustion. Le carter en bas du moteur

contient l’huile qui assure la lubrification des parties mobiles. La tête du cylindre comprend des

soupapes reliées aux pipes d’admission pour faire entrer le mélange air-carburant et aux pipes

d’échappement pour évacuer les gaz brûlés. Une bougie permet de réaliser l’étincelle qui active

la combustion.

Figure II-13 : Description du moteur piston


Le fonctionnement de ces moteurs se décompose en 4 temps (4 phases) caractéristiques :

1) la phase d'admission :

Le cylindre est initialement vide et le piston est en position haute. Ce dernier est descendu vers

le bas du cylindre. Il crée, lors de son mouvement, une aspiration. On ouvre la soupape

d'admission et le mélange air-carburant est aspiré dans le cylindre.

2) la phase de compression :

Le piston remonte vers le haut du cylindre en comprimant fortement les gaz. Lors de la

compression la pression et la température des gaz augmentent fortement (plusieurs centaines de

degrés).

3) la phase de combustion :

Lorsque les gaz sont comprimés, on déclenche une étincelle en haut du cylindre (par

l'intermédiaire de la bougie). Le mélange air-carburant s'enflamme et pousse violemment sur le

piston qui est alors envoyé vers le bas en faisant tourner le vilebrequin.

4) la phase d'échappement :

Le piston est remonté, comprimant ainsi les gaz brûlés. La soupape d'échappement est ouverte

pour permettre l'évacuation des gaz brûlés.

Figure II-14 : fonctionnement du moteur 4 temps

II-5-2-2. Carburation et injection

L'alimentation en carburant des moteurs à explosion se fait par la carburation ou

l'injection (envoi du carburant sous pression : pas de givrage et alimentation dans toutes les

positions). Le système le plus répandu en aviation générale (aviation de tourisme et de loisir)

est la carburation. Cela consiste à réaliser un mélange entre de l'air et du carburant vaporisé

(mélange air-carburant) et à le diriger vers les pipes d'admission des cylindres. Le schéma ci-


dessous décrit le "circuit carburant" type d'un avion à carburation c’est-à-dire le carburant est

entraîné par une pompe jusqu'aux injecteurs et il est aspiré dans le courant d'air par la dépression

crée par effet Venturi dans le circuit d'admission. Le pilote peut régler deux paramètres pour

assurer un fonctionnement optimal du moteur :

o à l'aide de la "manette des gaz" il joue sur la position d'un papillon qui permettra

d'admettre plus ou moins de mélange dans les cylindres. Cette commande permet de jouer

directement sur le régime de rotation du moteur.

o à l'aide de la commande de richesse il peut modifier les proportions du mélange

air-carburant afin d'optimiser la combustion dans les cylindres. Un mélange trop riche en

carburant va laisser du carburant imbrûlé lors de la combustion et augmente inutilement la

consommation. Un mélange trop pauvre en carburant peut entraîner l'extinction du moteur.

Figure II-15 : Circuits du carburant

II-5-3. Le turboréacteur

II-5-3-1. Principe de la propulsion par réaction

Si on gonfle d'air un ballon de baudruche et qu'on laisse l'air en surpression sortir

du ballon avec une vitesse importante. L’air à l’intérieur du ballon est à la pression p’ et

a une vitesse nulle. A l’extérieur du ballon, il passe à la pression p en voyant sa vitesse

𝑣 augmenter de telle sorte que :


p'=𝑝 + 𝜌.𝑣²

2 (Théorème de BERNOULLI) (II-2)

En sortant du ballon l’air éjecté exerce sur celui-ci une poussée F dont la norme est

proportionnelle à la vitesse de l'air éjecté et au débit massique Dm de celui-ci (le débit massique

est par définition la masse d'air éjectée en une seconde). On a donc :

F = Dm.v (II-3)

Dans le cas d'un moteur à réaction, on absorbe un débit Dm d'air à une vitesse Ve, on le

comprime et on le rejette à une vitesse Vs. La poussée du réacteur est alors :

F = Dm. (Vs - Ve) (Théorème d’EULER) (II-4)

II-5-3-2. Principe d’un turboréacteur

Dans un turboréacteur, on admet de l'air par une entrée d'air pour le guider jusqu'à l'entrée du

moteur proprement dit.

o Arrivé à cet endroit, il pénètre dans un compresseur qui permet de le monter en pression.

Le compresseur est constitué de petites ailes (ailettes ou aubes) mises en rotation. Derrière il

passe à travers d'autres ailettes fixes pour orienter correctement sa vitesse. Un ensemble

constitué d'une roue mobile et d'une roue fixe est appelé un étage de compresseur. Un ensemble

d'étages solidaires (donc tournant à la même vitesse) est appelé un corps. Les corps de

compresseurs contiennent de 2 à 15 étages et on associe de 1 à 3 corps dans un moteur.

o Derrière le compresseur on envoie l'air dans la chambre de combustion où il est mélangé

au carburant vaporisé et enflammé. Il est alors fortement compressé et s'échappe vers l'arrière

du moteur en se détendant.

o Lors de sa détente, il passe dans une turbine qu'il fait tourner. La constitution de la

turbine est analogue à celle d'un compresseur. Elle comprend des étages et on peut associer

plusieurs corps. Chaque corps de turbine est solidaire d'un corps de compresseur. Ce sont les

turbines qui permettent de faire tourner les compresseurs.

o Derrière les turbines, l'air est détendu dans une tuyère. Cette tuyère lui permet donc

d'atteindre de très grandes vitesses et d'engendrer ainsi des poussées très importantes.

Le turboréacteur permet d'obtenir des poussées très importantes mais il consomme une très


grande quantité de carburant. On a donc cherché des solutions permettant d'augmenter la

poussée des réacteurs en consommant moins de carburant.

Figure II-16 : principe d’un réacteur

Le carburant utilisé pour les réacteurs est appelé kérosène, il ne brûle qu'aux hautes

températures.

II-5-4. Le turbopropulseur

II-5-4-1. Principe de turbopropulseur

Pour pallier le manque de puissance des moteurs à piston et à la grande consommation en

carburant des réacteurs, des ingénieurs ont développé un concept hybride : le turbopropulseur.

Il s'agit en fait d'un réacteur que l'on utilise pour faire tourner une hélice. La puissance motrice

de l'engin réside dans la traction de cette dernière. La poussée des gaz brûlés par le réacteur s'y

ajoute mais ne constitue pas une part importante. Les progrès aérodynamiques réalisés sur les

hélices ont rendu le concept très intéressant pour les avions de transport de faible et moyenne

capacité opérant sur des distances assez courtes.


Les réacteurs utilisés sont monos ou doubles corps et peuvent comporter plusieurs étages par

corps de turbine ou de compresseur.

II-5-4-2. Diffèrent types de turbopropulseur

On distingue 2 types de turbines tel que les turbines liées ou à prise directe et les turbines libres :

o dans les turbines à prise directe l'hélice est reliée au corps basse pression (ensemble

compresseur + turbine liés) du moteur par l'intermédiaire d'un boîtier de réduction qui assure

une vitesse de rotation de l'hélice constante (hélice à pas variable) ;

o dans une turbine libre, l'hélice est indépendante des corps du moteur. Elle est reliée, par

un boîtier de réduction, à une turbine dont la seule fonction est de l'entraîner pour fournir la

traction.

Figure II-17 : fonctionnement de propulseur

Les turbopropulseurs ont trouvé un domaine d'application privilégié avec les hélicoptères.

Ceux-ci souffraient du manque de puissance des moteurs à piston mais ne pouvaient pas

s'accommoder d'une propulsion par réaction puisqu'il leur faut impérativement entraîner un

rotor.

PARTIE II : MATERIEL ET

METHODE


Chapitre III : TRAIN D’ATTERRISSAGE ET LES SYSTEMES ASSOCIES

III-1. Analyse des composantes d’un train d’atterrissage

III-1-1. Généralités

Les fonctions principales d'un train d'atterrissage consistent à permettre les évolutions au

sol d'un aéronef. Ces évolutions comprennent les manœuvres de roulage entre les différents

emplacements d'un aérodrome (remorquage, taxi…), la course de décollage, l'amortissement de

l'impact d'atterrissage, et grâce à un système de freinage associé, l'arrêt de l'aéronef sur une

distance acceptable.

Le train d'atterrissage est généralement de type fixe ou rétractable. S'il ne rétracte pas pendant

les phases de vol, il est dit « fixe ». S'il est rétractable, il est escamoté à l'intérieur de l'aéronef

pendant le vol pour diminuer sa résistance aérodynamique et ainsi diminuer la traînée qui

affecte l'avion. Il est alors replié dans le logement de train d'atterrissage, qui peut se trouver

dans le fuselage ou dans les ailes, si l'aéronef est un avion.

III-1-2. Constitution d’un train d’atterrissage

En principe, il est composé de deux parties :

o train principale : il est constitué par les roues principales qui se trouvent bien

souvent sous les ailes à gauche et à droite. Les roues du train principal sont maintenues

solidaires de freins à disques ou à tambour sur les avions les plus anciens ;

o le train secondaire : Il est constitué par la roulette de queue ou la roulette de nez ;

o les particularités : quand la jambe du train passe entre les deux roues, le jumelage

s'appelle un diabolo et quand le train principal possède deux roues ou deux jumelages l'un

derrière l'autre, il s'agit alors d'un train en tandem ou boggie.

III-1-3. Différentes sortes du train d’atterrissage

Il existe principalement trois sortes de train d'atterrissage :

a. Les trains classiques ou « taildraggers »

Ils sont composés de deux jambes principales à l'avant du centre de gravité et d'une jambe

auxiliaire à l'arrière généralement une béquille, un patin ou une roulette de queue.

Lorsqu'il est au sol l'avion est incliné en arrière. Les avions possédant ce type d'atterrisseurs

sont plus difficiles à poser.


b. Les trains tricycles

Ils sont composés de deux jambes principales légèrement à l'arrière du centre de gravité, et

d'une jambe à l’avant.

Ce type de train est très courant. Aussi bien pour les petits que les gros avions. Lorsqu'il est au

sol, l’avion est à l'horizontale. Cela facilite nettement les manœuvres car la visibilité vers l'avant

est dégagée.

Figure III-2 : Train tricycle

c. Les trains monotraces

Ils sont utilisés surtout sur les avions légers et les planeurs. La stabilité latérale au roulement

est assurée sur certaines machines par des balancines sorte de tube léger assorti d’une roulette

et fixé à l’extrémité des ailes.

La plupart des appareils modernes ont un train tricycle ou une variante du train tricycle. Les

appareils à train classique sont considérés comme étant plus difficiles à faire atterrir et décoller,

et ainsi requièrent parfois un entraînement spécifique. Parfois, une petite roue de queue ou un

G

Figure III–1 : train classique


ski est ajouté sur les appareils à train tricycle au cas où la queue risquerait de toucher le sol au

décollage.

Le train d'atterrissage peut parfois être équipé de skis ou de flotteurs si l'appareil doit amerrir

ou atterrir sur la neige. Certains appareils sont également équipés de patins métalliques, qui

ralentissent l'aéronef par friction avec le revêtement de la piste.

III-2. Différents types de train d’atterrissage (2)

On distingue aussi deux types de train d'atterrissage :

III-2-1. Le train d’atterrissage fixe

Ce train d'atterrissage reste en permanence à l'extérieur notamment en vol.

Toutefois, pour être plus aérodynamique, les roues et les jambes de train sont souvent habillées

d'une enveloppe fuselage appelée carénage. Les roues et les jambes sont alors carénées afin

d'améliorer le rendement aérodynamique.

Les carénages permettent de gagner une quinzaine de kilomètres à l'heure, ce qui compense

largement l'augmentation de poids qu'ils causent.

En outre, sur les pistes où l'herbe est haute, ils évitent un freinage trop fort en empêchant celle-

ci de se prendre dans les axes des roues. Par contre, quand la piste est boueuse ou avec des

mottes de terre, les carénages frottent parfois contre le sol ce qui les détériore. A noter aussi

qu'ils se remplissent rapidement de boue ou de neige et qu'ils s'alourdissent considérablement.

Il faut donc les nettoyer régulièrement, le cas échéant, après chaque vol. En effet, plusieurs

kilos de terre mouillée ou de neige tassée peuvent s'y accumuler ce qui risque aussi de les

alourdir et d'amener leurs supports à travailler anormalement. De plus, quand il fait bien froid,

le gel rend la boue ou la neige dures comme de la pierre ce qui peut provoquer en plus un

éventuel blocage des roues et des freins.

III-2-2. Le train d’atterrissage escamotable ou rentrant

Afin d'éliminer en vol, la résistance aérodynamique nuisible du train d'atterrissage, celui-

ci peut être escamotable. En effet, le train rentrant offre le gros avantage de n'offrir aucune

résistance à l'avancement lorsqu'il est relevé. En outre, il permet de faire gagner quelques

kilomètres à l'heure de vitesse. Par contre, il nécessite un entretien très sérieux du système de

rétractation.

Il est alors constitué par des demi-trains qui viennent, lorsque que l'avion a décollé, s'encastrer

sous les ailes ou sous le fuselage. Il en sera de même pour la roulette de nez le cas échéant.


En effet, en vol, le train d'atterrissage ne sert à rien si ce n'est qu’à offrir une résistance parasite

qui diminue la vitesse de l'avion.

C'est pourquoi, maintenant, beaucoup d'avions sont à train d'atterrissage escamotable ou

rentrant. Ce train d'atterrissage, sur commande du pilote après le décollage, disparaît dans les

ailes ou le fuselage de l'avion.

Le train d'atterrissage rentrant exige une construction technique plus compliquée et donc plus

onéreuse. Ce dispositif spécial entraîne, en outre, un supplément de poids mais aussi d'entretien.

De ce fait, beaucoup d'avions légers et d'avions de transport de vitesse moyenne demeurent à

train fixe pour en réduire notamment les coûts d'utilisation, le cas échéant.

III-2-2-1. Le dispositif de relevage :

Le train d'atterrissage est relevé et abaissé généralement par un vérin hydraulique. La pression

d'huile est fournie par un compresseur actionné soit par les moteurs de l'avion ou soit par un

petit moteur électrique.

Toutefois, il est nécessaire de prévoir un dispositif de secours commandé mécaniquement.

III-2-2-2. L'utilisation du train rentrant :

De plus, le train d'atterrissage rentrant nécessite la présence d'indicateurs lumineux, dans le

poste de pilotage, qui renseignent le pilote sur sa position :

o Verrouillé sorti

o En cours de manœuvre

o Verrouillé rentré

L'interprétation des voyants lumineux peut se faire en général de la manière suivante :

o Train d'atterrissage sortie : Vert.

o Train d'atterrissage rentré : Rouge ou tout éteint.

Le voyant rouge indiquant alors que le train d'atterrissage n'est pas verrouillé.

Toutefois, la visualisation classique est :

o Train rentré et verrouillé : lampes éteintes.

o Train en manœuvre : lampes rouges allumées.

o Train sorti et verrouillé : lampes vertes.

Si l'un des voyants lumineux ne s'allume pas, c'est que la jambe correspondante n'est pas

verrouillée, en principe du moins car ce problème peut résulter du fait que :

o La lampe du voyant est grillée. A vérifier si possible.

o Le micro switch placé sur la jambe de train, et devant fermer le contact quand le

verrouillage a lieu, est défectueux. Impossible à vérifier en vol.


o La jambe n'est effectivement pas verrouillée. Problème à résoudre.

En effet, dans ces deux derniers cas, il y a un doute. Le pilote doit donc manœuvrer le

mécanisme de rétractation du train pour essayer de le verrouiller. Si l'incident persiste, le pilote

doit secouer l'avion pour essayer de faire mettre correctement en place par inertie la jambe du

train.

III-2-2-3. Les manœuvre de train rentrant :

On distingue plusieurs types de manœuvre de train rentrant :

Tableau 3 : Type de Manoeuvre de train d’atterrissage

Le train rentant à

manœuvre électrique

▪ Fusible sauté.

▪ Batterie trop faible à cause d'un oubli de mise en fonctionnement de

l'alternateur en panne.

▪ Mécanisme grippé qui entraîne un effort trop grand pour le moteur

électrique.

▪ Corps étrangers empêchant un fonctionnement normal (boue, neige,

glace, etc.…).

Le train rentrant à

manœuvre

hydraulique

▪ Manque de liquide dans le circuit à cause de la maintenance et la visite

de contrôle

▪ Mécanisme grippé, la pression exigée est trop forte pour le circuit.

▪ Corps étranger empêchant la manœuvre.

Le train rentrant à

manœuvre

électrohydraulique

▪ Fusible sauté.

▪ Batterie trop faible à cause d'un oubli de mise en fonctionnement de

l'alternateur en panne.

▪ Mécanisme grippé qui entraîne un effort trop grand pour le moteur

électrique.

▪ Corps étrangers empêchant un fonctionnement normal (boue, neige,

glace, etc.…).

▪ Manque de liquide dans le circuit à cause de la maintenance et la visite

de contrôle

▪ Mécanisme grippé, la pression exigée est trop forte pour le circuit.

▪ Corps étranger empêchant la manœuvre.


III-3. Les fonctions et composantes essentiel

III-3-1. Les composantes du train d’atterrissage

Le train d’atterrissage est constitué de plusieurs éléments essentiels parmi lesquels on distingue

o Les contrefiches qui sont des pièces généralement sollicitées en

traction/compression par des efforts importants développés lors de l’atterrissage et du décollage

de l’avion et pendant le roulage au sol. Il s’agit principalement des efforts orientés suivant l’axe

de déplacement de l’avion, venant du centre de la roue et qui agissent sur l’axe principal du

train d’atterrissage.

o Le compas : bien qu’étant une pièce légère et de petites dimensions sur les trains

de nez, il aide le système train d’atterrissage à empêcher les mouvements de rotation du système

lors des phases d’atterrissage, de roulage au sol et de décollage de l’avion. Il permet aussi au

pilote de diriger son avion lors des phases de déplacement au sol.

o L’amortisseur est généralement utilisé pour aider l’avion à supporter l’impact

lors du toucher de l’avion avec le sol et il a comme fonction principale l’absorption de l’énergie

cinétique pendant l’atterrissage.

Figure III-3 : Composante du train d’atterrissage

Roues

Caisson

Contrefiche

Compas

Amortisseur


III-3-2. Fonctionnement en mode extension/rétraction

Le système train d’atterrissage travaille cinématiquement ou mouvement d’un système

afin de réaliser des mouvements d’extension/rétraction. La fonction cinématique est

généralement actionnée par le pilote. Ce dernier agit sur un levier de commande "rentrée/sortie

du train d’atterrissage (logé dans le cockpit), et l’information est véhiculée par un système de

câble ou un signal électrique connecté entre le cockpit et le train d’atterrissage. Le système

assure successivement :

❖ une ouverture des trappes ;

❖ un déverrouillage du train d’atterrissage ;

❖ une extension du train d’atterrissage ;

❖ un verrouillage du train d’atterrissage en position basse ;

❖ une fermeture des trappes principales.

Cependant, une inversion de ces étapes est constatée en rétraction du train d’atterrissage.

Comme la sûreté de fonctionnement du système avion fait partie des exigences règlementaires

lors de l’exploitation et de la fabrication d’un aéronef, chaque système demande souvent un

fonctionnement manuel (secours). Cependant, des tests sont toujours faits en fonction des

efforts appliqués. Les efforts aérodynamiques peuvent servir quant à eux à sortir les trains

d’atterrissage en mode secours « Free Fall ».

III-4. Les systèmes associés

Un train d’atterrissage est un ensemble constitué de pneus, d’amortisseurs et d’un cylindre

principal. Ce dernier forme l’élément structural qui assure la liaison entre l’avion et les

différentes roues (pneumatique) en contact avec le sol.

III-4-1. Système de direction

En vol, le personnel navigant technique (PNT) a pour rôle d’agir sur les différents

systèmes afin de créer les différents efforts qui sont transmis aux vérins de direction à l’aide

d’un système hydraulique et d’un calculateur communément appelé « BSCU » Le vérin est

équipé à son tour d’une crémaillère en prise sur un pignon du tube tournant. Le compas aide à

transmettre les efforts de rotations du tube tournant à l’essieu.

D’autres solutions techniques sont employées, notamment un système de deux vérins dit «

push/pull » agissant directement sur le tube tournant.


III-4-2. Roues et Systèmes de freinage

La jante est une pièce métallique qui sert de support au pneumatique. C’est aussi la partie

réservée pour le logement de système de freinage. Les freins d’avion sont constitués de disques

multiples faits généralement en matériaux composite (carbone). Ces disques sont constitués

d’un rotor et d’un stator.

Pendant les phases critiques du vol (atterrissage ou lors d’une interruption du décollage

«Rejected takeoff»), les freins doivent absorber une très grande quantité d’énergie, ce qui leur

confère une fonction de puits de chaleur. Ainsi lors de la phase de roulage et pendant toute

manœuvrabilité de l’aéronef au sol, les roues sont soumises à des contraintes thermomécaniques

importantes qui peuvent changer leur comportement physique.

III-4-3. Différents types d’amortisseurs

Un train d’atterrissage est un ensemble constitué de différentes pièces mécaniques qui

interagissent entre elles durant les manœuvres de l’avion. Le train d’atterrissage utilise un

système d’absorption d’énergie, appelé amortisseur. Cette section présentera différents types

d’amortisseurs utilisés dans l’histoire des systèmes de trains d’atterrissage. Ces amortisseurs

sont classés en plusieurs catégories et une présentation de deux d’entre elles est faite :

o Les amortisseurs secs

o Les amortisseurs oléopneumatiques

Ces amortisseurs sont utilisés depuis des années pour aider à maitriser les problèmes

d’amortissement en phase d’atterrissage, roulage et décollage de l’avion. Historiquement, les

amortisseurs secs ont été considérés comme des échecs à cause de l’usure mécanique du

système ressort à base d’acier et de leur faible efficacité en absorption d’énergie.

Celle-ci a montré que différents amortisseurs ont été utilisés dans le passé sur quelques avions

légers et sur d’autres machines de l’industrie, en particulier dans l’industrie de l’automobile qui

nécessitait un tel type d’amortisseur vu ses avantages en poids et en taille.

Pour l’amortisseur oléopneumatique, il a été inventé dans les années 1925 par George Messier,

qui l'utilisa par la suite dans sa voiture (voir Figure III-4). Ceci a eu un succès dans l’industrie

de l’automobile malgré qu’uniquement 150 voitures aient été vendues.

L’amortisseur oléopneumatique a comme rôle principal d’emmagasiner et dissiper différents

types d’énergie. En particulier il permet l’absorption de l’énergie cinétique d’un véhicule

aérospatial lors de l’atterrissage et il lui permet de supporter les sollicitations mécaniques

générées à la fois par l’avion et le sol. L’amortisseur oléopneumatique est constitué d’un

ensemble d’orifices de dimensions différentes qui fonctionnent en double sens, c'est-à-dire en


extension et en compression. Ces orifices sont dimensionnés à l’aide des calculs basés sur un

cahier de charges du client. Les trois chambres de l’amortisseur fonctionnent ensemble et elles

communiquent entre elles à travers ces orifices de dimensions variables.

Figure III-4 : Image d'un amortisseur monté dans une voiture par George Messier

III-4-4. Déplacement de l’amortisseur

L’amortisseur se déplace avec une vitesse 𝑋��. Dépendamment du sens de sollicitation de

l’amortisseur, le système est conçu pour atteindre ses valeurs limites de compression et

d’extension maximales. Ces phases sont décrites comme étant le début et la fin de course du

système.

La Figure III -5 représente le déplacement de l’amortisseur après que l’avion touche le sol à

une vitesse 𝑉𝑇𝐷. Les paramètres 𝑋𝑤𝑔, 𝑋𝑎, 𝑋𝑆, 𝑀𝑢 et 𝑀𝑎, représentent respectivement les

dimensions du train d’atterrissage, la longueur de l’amortisseur et la course, la masse avion plus

cylindre et la masse cumulée du piston et du pneu.

Figure III-5 : déplacement d’un amortisseur

Hydraulique


Chapitre IV : OUTILS

IV-1. Désignation de l’aéronef

Notre étude a été menée sur un avion Beechcraft King Air 90 du type E90

IV-1-1. Historique

C’est un avion bimoteur de transport d’affaire, à ailes basses, empennage en T, un train

d’atterrissage tricycle et pouvant transporter 8 passagers selon la version.

Sa structure est bi-longeron et la totalité du bord de fuite est mobile, les ailerons encadrant des

volets à simple fente tronçonnés en deux éléments par les fuseaux moteurs. Le carburant est

réparti entre la voilure et les nacelles moteurs. Le fuselage, réalisé en alliage d’aluminium

comme la voilure, a une structure semi-monocoque. L’intérieur de l’avion est éclairé par trois

hublots latéraux principaux et un petit hublot arrière et sa cabine est pressurisée grâce à un

compresseur monté dans la nacelle moteur gauche. Son train d’atterrissage est entièrement

escamotable, le train principal se relevant vers l’avant dans les nacelles et la jambe avant vers

l’arrière, seul la roue avant étant entièrement recouverte par les trappes.

Figure IV-1 : Photo de Beechcraft 90


IV-1-2. Caractéristiques

Tableau 4 : Caractéristique du Beechcraft E90

Masse maxi au décollage 4 377 kg (9 600 lbs)

Masse à vide 2 578 kg (5 690 lbs)

Charge utile 1 045 kg (2 306 lbs)

Surface alaire 27,3 m² (295 sq. ft)

Hauteur 4,47 m (14,6 ft)

Envergure 15,32 m (50,26 ft)

Longueur 10,82 m (35,49 ft)

Capacité carburant utilisable 1 454 l (387,73 Gal)

Vitesse de croisière 407 km/h (253 mph, 219 kts

Vitesse de décrochage 128 km/h (79 mph, 69 kts)

Plafond opérationnel 9 200 m (30 200 ft)

Vitesse ascensionnelle 13,16 m/s (43,17 ft/s)

Vitesse maximale HA 434 km/h (269 mph, 234 kts)

2 Moteurs Pratt & Whitney 484 kW (658 ch, 650 hp)

Source : Avion Militaire Beechcraft 90

IV-1-3. Étude du train d’atterrissage du Beechcraft 90

IV-1-3-1. Description

Le Beechcraft 90 est équipé d’un train d’atterrissage tricycle escamotable contrôlé

électriquement et manœuvré hydrauliquement.

Les trois atterrisseurs (avant et principaux) sont logés dans des compartiments fermés par deux

trappes latérales lorsque les atterrisseurs sont rentrés. Le mouvement de ces trappes est solidaire

du mouvement des atterrisseurs.

Chaque atterrisseur dispose d’un vérin hydraulique de manœuvre.

IV-1-3-2. Les systèmes associés au train d’atterrissage du Beechcraft E90

Pour l’équipage, le fonctionnement du train d’atterrissage est conditionné par :

a. Une commande de manœuvre :

❖ la commande de manœuvre des trains d’atterrissage est située sur le panneau inférieur

du poste pilote. Elle est alimentée par le circuit secondaire n° 2 et protégée par un disjoncteur

situé à sa gauche ;


❖ elle peut être placée dans deux positions : haute (UP) et basse (DOWN)

b. la signalisation de la position des trains d’atterrissage :

❖ trois lampes vertes indiquant le verrouillage en position basse des trains principaux et

avant se situent à droite de la commande de manœuvre. Leur état peut être vérifié

individuellement par un système « press to test ». Ce système teste l’ampoule et non le circuit

électrique ;

❖ une lampe rouge installée dans la poignée de commande de train indique que les trois

trains sont en mouvement entre leurs positions haute et basse. Elle est éteinte lorsque les trois

atterrisseurs sont en position haute ou en position basse et verrouillés. La position haute des

trois atterrisseurs est maintenue par la pression hydraulique ;

❖ ces lampes sont alimentées par le circuit secondaire n° 2

c. un système d’alarme :

❖ lorsque les trains d’atterrissages ne sont pas sortis ou ne sont pas verrouillés, une alarme

sonore, alimentée par le circuit secondaire n° 1 et protégée par un disjoncteur 5 A, se déclenche ;

❖ la lampe rouge de la commande de manœuvre est également allumée si le train n’est pas

verrouillé.

Ces systèmes sont indépendants les uns des autres et une panne de l’un d’entre eux n’affecte

pas le fonctionnement des autres.

IV-1-3-3. Système hydraulique du Beechcraft 90

Le système hydraulique se compose généralement une centrale hydraulique pressurisé

par l’air provenant des moteurs. Une pompe hydraulique entraînée par un moteur électrique

fournit la pression nécessaire au circuit. Chaque atterrisseur du train d’atterrissage a son propre

vérin pour la sortie et la rentrée. Les trappes sont manœuvrées par cames et tringleries solitaires

de l’atterrisseur.

Une pompe manuelle dont le levier se trouve dans le poste de pilotage entre le pylône et le siège

du commandant de bord permet de fournir la pression pour la sortie du train d’atterrissage en

secours.

La centrale hydraulique comprend essentiellement :

❖ une bâche hydraulique ;

❖ un accumulateur qui permet de maintenir la pression dans le circuit hydraulique lorsque

le train d’atterrissage est rentré et d’éviter à l’électropompe de fonctionner trop fréquemment.

Cet accumulateur qui emmagasine une énergie potentielle hydraulique, sous la forme d’un

volume de fluide sous pression. Il restitue leur énergie très rapidement en cas de pointes


transitoires de consommation et joue aussi un rôle important pour atténuer les pulsations de

pression pouvant exister sur la canalisation de refoulement des pompes ;

❖ un module hydraulique « Power Pack » qui comprend :

o un circuit de protection de l’électropompe ;

o une électropompe. Elle fournit la pression hydraulique nécessaire à la manœuvre

des trains d’atterrissage. Elle est alimentée en courant continu 28 V par la barre principale droite

par l’intermédiaire d’un relais de puissance. Elle est protégée par un disjoncteur de 60 A situé

sous le plancher cabine. L’électropompe n’est plus alimentée électriquement lorsque les trois

atterrisseurs sont en position haute, lorsque les trois atterrisseurs sont sortis et verrouillés ;

o un réservoir pressurisé alimentant l’électropompe et la pompe à main ;

o un contacteur de pression qui permet l’alimentation électrique de l’électropompe

à partir du relais de puissance en fonction de la pression hydraulique du circuit.

o un détecteur de bas niveau de liquide hydraulique ;

o une électrovalve actionnée par deux solénoïdes pour la rentrée des trains

d’atterrissage et un pour leur sortie. Cette valve permet d’alimenter le liquide hydraulique sous

pression provenant de l’électropompe vers les vérins de manœuvre des trains d’atterrissage.

Elle permet également le retour du liquide hydraulique venant des vérins vers le réservoir.

Figure IV-2 : Power Pack du Beechcraft 90


IV-1-3-4. Fonctionnement électrique lors de la manœuvre des trains

d’atterrissage

Lorsque la commande de manœuvre est placée en position basse :

❖ le solénoïde de la valve de l’électropompe utilisé pour la sortie des trains d’atterrissage

est alimenté. Le liquide hydraulique venant sous pression de l’électropompe est envoyé vers la

chambre sortie des vérins hydrauliques de manœuvre des atterrisseurs ;

❖ le relais de puissance de l’électropompe est excité ;

❖ le contacteur électrique de verrouillage de son vérin conduit à l’allumage de la lampe

verte associée lorsqu’un atterrisseur est sorti et verrouillé ;

❖ quand les trois atterrisseurs sont sortis et verrouillés :

o l’électropompe et le solénoïde utilisé pour la sortie des trains d’atterrissage ne sont

plus alimentés électriquement ;

o la lampe rouge de la commande de manœuvre n’est plus allumée.

Lorsque la commande de manœuvre est placée en position haute en vol :

❖ le solénoïde de la valve de l’électropompe utilisé pour la rentrée des trains d’atterrissage

est alimenté. Le liquide hydraulique venant de l’électropompe est envoyé vers la chambre

rentrée des vérins hydrauliques de manœuvre des atterrisseurs ;

❖ le relais de puissance de l’électropompe est excité pour maintenir la pression

hydraulique entre 2 000 et 2 500 Psi, ce qui permet de garder les atterrisseurs en position rentrée

(l’accumulateur permet également de conserver la pression dans le circuit et évite un

fonctionnement trop fréquent de l’électropompe) ;

❖ la lampe rouge de la commande de manœuvre est éteinte dès que les contacteurs

de structure détectent que les atterrisseurs sont en position haute.

IV-1-3-5. Séquence d’une rentré et sortie du train

La position « up » déclenche l'ouverture des portes de train qui sont maintenues ouvertes par la

pression hydraulique pendant toute la séquence de rentrée. Les roues sont freinées

automatiquement. Lorsque toutes les portes sont vues ouvertes, on a des conditions suivantes

❖ perpendicularité des trains principales : assurée par deux vérins pneumatiques ;

❖ centrage du train avant : purement mécanique, est réalisé par un ensemble doigt-came.

Si un des capteurs « porte ouverte » est détruit, l'information transmise est « la porte n'est pas

ouverte » et la séquence de rentrée du train ne peut démarrer.


Lorsque ces conditions sont réunies, la pression hydraulique est distribuée vers les verrous de

rétraction et les vérins d'aide à la rétraction puis les vérins de relevage. La rentrée du train se

poursuit même si le vérin d'aide à la rétraction est défaillant.

Durant la rentrée des trains principaux, les amortisseurs sont rétractés dans la jambe de train

pour permettre leur logement dans le puits de train. Quand tous les trains sont verrouillés en

position haute, la fermeture des portes est ordonnée. Le sélecteur de train est alors remis en

position « neutre » pour couper les alimentations électrique et hydraulique.

Figure IV-3 : séquence d’un rentré de train

Une séquence complète de rentrée du train dure environ 12 secondes qui se répartissent de la

façon suivante : 2 s pour l'ouverture des portes, 8 s pour le relevage du train et 2 pour la

fermeture des portes.

Selecteur de train sur "Up"

La séquence débute

Déverrouillage et ouverture des trappes

Ouverture des portes

Distribution hydraulique aux verin de relevage

Confirmation train verouillé

Commande de la fermeture de trappes

Selecteur de train sur neutre

Confirmation train verrouillé haut

Centrage du train avant Perpendicularité du train principale


IV-2. Étude du train d’atterrissage

Les Conditions de calcul pendant l’atterrissage sont :

Tableau 5 : Condition de calcul à l’atterrissage

Vitesse limite de descente Vitesse limite vertical de descente Vitesse d’atterissage

Vz = 3.05 m/s Vv = 3.66 m/s Va = 3 m/s

IV-2-1. Position du train principal

Celui-ci ne devra pas être trop en avant pour ne pas risquer de toucher à l'arrière lors des

décollages ou des atterrissages, ni trop en arrière pour ne pas avoir une charge à l'avant

importante à soulever lors de la rotation (action de la gouverne de profondeur). En fait la roulette

avant devra être le plus en avant possible du centre de gravité.

La charge normale sur le train avant est de l'ordre de 10 à 20% du poids total de l'avion.

Un bon compromis serait 15%. Une charge trop faible rendrait le guidage au sol par la roue

avant in efficace, et à la limite (moins de 8%) pourrait créer un effet de marsouinage lors des

atterrissages.

IV-2-2. Position du train avant

Il reste à déterminer la position du train avant (Empattement E).

Figure IV-4 : Position d’empattement du Beechcraft 90

Pour cela on détermine la cote M entre la verticale du centre de gravité et le point de contact de

la roue avec le sol qui est 0,44 m

On a la relation : M = 0,09 à 0,14 E (on pourra prendre 0,11)


𝑬 =𝟎,𝟒𝟒

𝟎,𝟏𝟏= 𝟒, 𝟎𝟖 𝒎

On tire : E (empattement) = 4,08 m

IV-2-3. Calcul des suspensions

Le calcul consiste à déterminer la course de la tige mobile d'une suspension oléopneumatique

par exemple ou la déflexion d'une jambe de train constituée d'une lame d'acier, d'aluminium

ou de composite.

Connaissant le poids P de l'avion, la vitesse VV de descente verticale, ainsi que les diverses

constantes des suspensions, on peut déterminer la course.

On considère le facteur de charge limite :

𝒏 =𝑳

𝑷 (IV-1)

Avec L : Charge verticale maximale

P : Poids de l’avion

Et donne n > 2. On prend généralement, par sécurité n = 3 par roue, sachant que, plus la course

de l'amortisseur sera longue, et plus faible sera le facteur de charge limite (à la masse maxi).

Si l'on trace le diagramme donnant la charge sur le train de l'avion, en fonction de la course

totale (suspension + pneu) soit Z = Z1 + Z2, on trouve une courbe analogue à celle montrée en

figure IV-6.

Figure IV-5 : Diagramme de la charge du train


Les aires colorées représentent l'énergie totale E absorbée par la suspension (en bleu) et par le

pneu (en jaune).

o Calcul de la course de l’amortisseur

Cette énergie totale est donnée par :

𝑬 = 𝜼 × 𝑳 × 𝒁 (IV-2)

Avec h : coefficient d'efficacité

L : Charge maxi verticale

Z : Course totale (déflexion amortisseur + pneu)

L'énergie totale de l'avion, peut aussi s'écrire :

𝑬𝑪 =𝟏

𝟐 𝒎 𝑽𝑽

𝟐 (IV-3)

Avec Masse totale de l'avion = 𝑃

𝑔

Vv : Vitesse verticale de l'avion.

g : Accélération de la pesanteur = 9,81 m/s

D'où 𝑬𝑪 =𝑷 × 𝑽𝑽

𝟐

𝟐𝒈 (IV-4)

Lors du toucher avec le sol, nous aurons : 𝐸 = 𝐸𝐶

D’où : 𝜼 × 𝑳 × 𝒁 =𝑷 × 𝑽𝑽

𝟐

𝟐𝒈 (IV-5)

Donc : 𝜼. 𝒁 =𝑽𝑽

𝟐

𝟐.𝒈.𝑳/𝑷 (IV-6)

Or nous avons vu que L/P n’est autre que le facteur de charge limite 𝒏, que le norme FAR

23.473, nous demande.

D’une part de prendre 𝑛 = 3

D’autre part de limiter la vitesse verticale Vv au maximum à 3,66 m/s.

A.N: 𝜼. 𝒁 =3,662

2. 9,81. 3= 0,22 𝑚

𝜼. 𝒁 = 0,22 𝑚

On peut citer quelques coefficients d'efficacité d'absorbeurs courants :


Tableau 6 : Coefficients d’efficacité par type d’absorbeurs

TYPE D'ABSORBEUR 𝜼

PNEUS 0,47

RESSORTS ACIER 0,50

BAGUES CAOUTCHOUC 0,60

OLEOPNEUMATIQUE 0,85

IV-2-4. Dimensionnement de l’amortisseur

Afin d’avoir une idée générale du facteur de charge en fonction du type d’avion, on se réfère

au tableau ci-dessous :

Tableau 7 : facteur de charge en fonction du type d’avion

AIRCRAFT TYPE NGEAR

LARGE BOMBER 2.0 – 3.0

COMMERCIAL 2.0 – 2.5

GENERAL AVIATION 2.7 – 3.0

AIR FORCE FIGHTER 3.0 – 4.0

NAVY FIGHTER 5.0 – 6.0

Ayant le facteur de charge, on égale l’énergie absorbée par l’amortisseur et les roues lors de

l’atterrissage à l’énergie cinétique verticale :

𝟏

𝟐𝑾𝑳

𝒗 𝟐

𝒈= 𝑾𝑳𝑵𝒈(𝜼𝒕𝑺𝒕 + 𝜼𝒔𝑺𝒔) = 𝑾𝑳𝑵𝒈 𝜼𝒔 (IV-7)

Au final, on a obtenu :

𝜼. 𝒔 =𝒗

𝟐

𝟐𝒈×𝑵𝒈 (IV-8)

L’Energie absorbée par l’amortisseur et les roues sont dans le tableau suivantes

Tableau 8 : Energie absorbé par rapport à l’amortisseur et roues

𝑵𝒈 2 2.5 2.7 3

𝜼. 𝑺 ( mm) 237.07 189.65 175.61 158.04


❖ Calcul de la déflexion de pneu lors de l’atterrissage

Dans le cas de Beech E90, les roues du train principal ont pour dimensions 915 x 300 R16, on

prend donc ces dimensions pour les roues du train avant du Beech E90. A partir du document

Michelin relatif aux pneumatiques des avions, on trouve les dimensions caractéristiques

permettant de calculer la déflection des roues :

Figure IV-6 : Dimensions caractéristique du pneumatique d’avions

% 𝐷𝑒𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 =2𝑑

𝐷0 − 𝐷𝐹× 100

Or 𝐷𝐹 = 𝐷 + 2𝐹𝐻 et % 𝐷é𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 = 35 %

Donc 𝒅 =𝟑𝟓×[𝑫𝑶−(𝑫+𝟐𝑭𝑯)]

𝟐×𝟏𝟎𝟎 (IV-9 )

Avec

𝐷𝑂 : Diamètre extérieur max = 37 inch

D : Diamètre de jante spécifiée = 16 inch

𝐹𝐻 : Hauteur de bride = 1,375 inch

d : déflection

A.N 𝑑 =35×[37−(16+2×1,375]

2×100= 3,19 𝑖𝑛𝑐ℎ = 81,12 𝑚𝑚

On a 𝑑 = 81,12 𝑚𝑚

Source : Michelin


Dans le tableau suivant, on a la variation des valeurs du facteur de charge en facteur de la course

et de la raideur.

Tableau 9 : Variation du facteur de charge

N 2 2,5 2,7 3

𝑺𝑺 210,88 143,14 123,08 97,98

𝑲 = 𝑭/𝒔 avec 𝑭 = 𝒎𝒈(N/mm) 2 325,97 3 426,72 3 985,21 5 006,12

On prendra pour la suite de l’étude la valeur de la raideur correspondant à un facteur de charge

de N=2 (facteur de charge identique à celui d’un Beechcraft 90). On a alors une course de 210,

88 mm et une raideur de 2 325 N.s/mm

❖ Détermination du coefficient d’amortissement

𝑀�� + 𝐶�� + 𝑘𝑥 = 0

En considérant une vitesse constante lors de l’atterrissage de 3 m/s et on obtient le coefficient

d’amortissement :

𝑪 =𝒌𝒙

𝒗 (IV-10)

𝐶 =2 325 × 210,88

3000

𝐶 = 163,43 𝑁. 𝑠²/𝑚𝑚

IV-2-5. Caractéristique de l’amortisseur

La charge sur l’amortisseur d’un des trains principaux lorsque celui-ci est complètement

développé est de 15 000 kg. Pour des avions de taille moyen, les coefficients de statique à

développer de 3/1 et celui de compressé à statique de 2/1.

La charge « statique » est donc de 45 000 kg et celle en compressé de 90 000 kg.

Nous avons calculé précédemment la course maximale du piston qui est de 210.88 mm. On va

ainsi pouvoir calculer les volumes et pression pour chacun des cas exposés ci-dessus.

On note V3 et P3 le volume et la pression pour un piston complètement compressé, V2 et P2 le

volume et la pression en statique, P1 et V1 la pression et le volume pour un piston complètement

développé.

On se base, pour le reste des calculs concernant l’amortisseur, sur les données fournies par le

descriptif de Beech E90 : la pression délivrée par la valve de l’amortisseur est d’au maximum

2000 PSI (136 bar = 13.78 MPa).


On choisit donc cette pression comme étant la valeur de la pression en position compressé.

On a donc 𝑃3 = 13,78 MPa, 𝑃2 =1

3𝑃3 = 4,59 MPa, 𝑃1 =

1

4𝑃2 = 1,14 MPa

L’aire du piston peut alors être calculée de la façon suivante :

𝑨 =𝑪𝒉𝒂𝒓𝒈𝒆 𝒆𝒏 𝒔𝒕𝒂𝒕𝒊𝒒𝒖𝒆

𝑷𝟐 (IV-11)

A.N 𝐴 =45 000 ×9,81

4,59

𝐴 = 96 176 𝑚𝑚²

D’ou, 𝑉3 = 0,10(𝑐𝑜𝑢𝑟𝑠𝑒 × 𝐴) = 0,10 × 210,88 × 96 176 = 2 028 159 𝑚𝑚3

𝑉1 =𝑃3𝑉3

𝑃1=

13,78×2 028 159

1,14= 24 515 816 𝑚𝑚3

Et 𝑉2 =𝑃1𝑉1

𝑃2=

1,14×24 515 816

4,59= 6 088 895 𝑚𝑚3

A partir de l’aire du piston, on détermine son rayon :𝑅 = √𝐴

𝜋

A.N 𝑅 = √96 176

3,14= 175 𝑚𝑚

Et à partir du volume développé du piston, on en déduit la longueur du piston :

𝑳 =𝑽

𝑨 (IV-12)

Avec V : Volume développe du piston

A : Aire du piston

A.N 𝐿 =24 515 816

96 176= 255 𝑚𝑚

Puisque nous avons maintenant toutes les caractéristiques de l’amortisseur et plus

particulièrement sa course lors de l’atterrissage, on peut désormais calculer la force s’appliquant

sur les trains avant.

Lors de la phase d’atterrissage, la masse considérée est toujours la masse maximale soit 50

tonnes. La vitesse limite de descente de l’avion lors d’un atterrissage est de 3.05m/s (norme

FAR25).

On calcule donc l’énergie cinétique de l’avion durant cette phase :

𝑬𝑪 =𝟏

𝟐𝒎𝒗² (IV-13)

On calcule maintenant l’énergie cinétique grâce à la force développée par l’amortisseur et à sa

course lors de l’atterrissage, ce qui nous donne :

𝚫𝑬𝑪 = 𝚫𝑭𝒎𝒈 × 𝚫𝐬 (IV-14)

D’où : 𝑭𝒎𝒈 =𝟏

𝟐

𝒎𝒗²

𝒔 (IV-15)


A.N 𝐹𝑚𝑔 =1

2

50 000 ×3,05²

0,21088= 1 102 819 𝑁 soit 367 676 𝑁 par train.

IV-2-6. Limitation de vitesse d’atterrissage

La phase d’atterrissage est l’une des phases critiques du vol. Avant l’atterrissage le pilote

intercepte les instruments d’aide à la navigation et ces derniers renvoient au pilote les

informations sur l’avion à savoir, la position, l’altitude de vol et l’angle d’inclinaison de

l’avion par rapport à la piste d’atterrissage.

Figure IV-7 : Schémas de manœuvre

Lors de l’atterrissage, il est idéal de réduire la vitesse verticale à une valeur qui s’approche de

0 au point de contact du pneu avec la piste, à cet effet, il est jugé utile d’appliquer un arrondi

qui servira à réduire la vitesse verticale de l’avion. Une recommandation est donnée dans ce cas

une faible vitesse qui s’approche de 0 doit être maintenue au point de contact S (par exemple

une vitesse de 19,67 𝐹𝑡/𝑠 ou 5,9 m/s correspond à un atterrissage très brusque) par souci du

respect du confort des passagers et de la résistance mécanique du train d’atterrissage.

o La vitesse de toucher

La vitesse de toucher de l’avion avec la chaussée, appelée 𝑉𝑇D, est atteinte après que l’aéronef

intercepte les instruments d’aide à la navigation à une vitesse 𝑉𝐼𝐿𝑆.

Cependant, la vitesse de toucher est calculée par la relation suivante :

𝑽𝑻𝑫 = 𝟏. 𝟏𝟓 × 𝑽𝒁 (IV-16)

𝑉𝑍 : vitesse de limite de descente de l’avion = 3,05 m/s

Donc : 𝑉𝑇𝐷 = 3,50 𝑚/𝑠

D’autres manuels sur la réglementation précisent que la vitesse 𝑉𝑇𝐷, doit être inférieure à la

vitesse d’approche à l’atterrissage 𝑉𝐼𝐿𝑆.


Le guide des essais en vol pour la certification d’avions de transport civil AC25-7A, indique

qu’en pratique la vitesse de toucher 𝑉𝑇𝐷 est d’environ 3 𝑘𝑡 de moins que la vitesse d’approche

à l’atterrissage 𝑉𝐼𝐿𝑆.

𝑽𝑻𝑫 = 𝑽𝑰𝑳𝑺 − 𝟑𝒌𝒕

o Vitesse d’approche à l’atterrissage

La vitesse d’interception du système aux instruments d’aide à l’atterrissage a comme expression

(vitesse d’approche à l’atterrissage)

𝑽𝑰𝑳𝑺 = 𝟏. 𝟐𝟑 × 𝑽𝒁 (IV-17)

𝑉𝐼𝐿𝑆 = 3,75 𝑚/𝑠

o Distance d’atterrissage

La distance d’atterrissage correspond à la distance parcourue entre le passage de la hauteur de

sécurité 𝒉𝒔 = 𝟓𝟎 𝑭𝒕 (FAR 25.125), jusqu’au toucher des roues sur la piste à 𝑽𝑻𝑫 (Touchdown).

𝑺𝑨 =𝑭

𝑾𝑳[𝑽𝑰𝑳𝑺

𝟐− 𝑽𝑻𝑫

𝟐𝒈+ 𝒉𝒔] (IV-18)

Avec 𝑊𝐿: Charge utile de l’avion = 1 045 kg, F : force de l’avion, 𝑉𝐼𝐿𝑆 ∶ Vitesse d’approche à

l’atterrissage, 𝑉𝑇𝐷 : vitesse de limite de descente de l’avion, ℎ𝑠 : Hauteur de sécurité

La force de l’avion est :

𝐹 = 𝑚. 𝑔

Avec m : masse maximale au décollage = 4 377 kg et g = 9,81 m/s

𝐹 = 42 938,37 𝑁

A.N 𝑺𝑨 =𝟒𝟐 𝟗𝟑𝟖,𝟑𝟕

𝟗𝟏𝟎[𝟑,𝟕𝟓𝟐− 𝟑,𝟓𝟎

𝟐.𝟗,𝟖+ 𝟏𝟓]

𝑆𝐴 = 718 𝑚

IV-2-7. Dimensionnement du vérin

Le vérin constitue la pièce principale de notre train d’atterrissage. C’est lui qui va supporter la

plus grande partie des chocs verticaux.

o Train d’atterrissage avant

On doit calculer le diamètre intérieur du vérin nécessaire au support de la charge à l’atterrissage.

𝑺 =𝑭𝒕

𝒑= 𝝅

𝑫²

𝟒 (IV-19)

Avec 𝐹𝑡 : force théorique de pousser et 𝑝 : pression de l’utilisation de vérin qui se situe aux

alentours de 50 bar.

𝑫 = 𝟐√𝑭𝒕

𝝅𝒑 (IV-20)


A cela, il faut soustraire les forces qui s’opposent à l’effort de poussée, qui représentent 3 à

20% de l’effort obtenu. Dans le cas général, on prend 10% :

𝐹𝑡 = 42 938 × 0,1 = 4 293,80 N

A.N : 𝐷 = 2√4 293,80

3,14 ×50

On a donc 𝐷 = 16,5 𝑐𝑚 = 165 𝑚𝑚

Le diamètre inférieur du vérin doit être minimum à 165 mm

o Train d’atterrissage arrière

Nous pouvons ensuite appliquer le même procédé pour le dimensionnement du vérin des trains

arrière. Les trains arrière supportent 90% du poids de l’avion. La force qui s’applique sur un

train arrière est donc :

𝐹𝑡 =0,1

0,9× 42 938,37 = 4 770,93 𝑁

A.N : 𝐷 = 2√4 770,93

3,14 ×50

𝐷 = 11 𝑐𝑚 = 110 𝑚𝑚

IV-2-8. Vitesse de sorti du vérin

❖ Hypothèse et donnée

Donnée cinématique :

Figure IV-8 : Schémas du train d’atterrissage cinématique

1 : cellule

2 : jambe

3 , 4 : bras de contre

5 : vérin

6 : tige de vérin

7 : roues

8 : cadran


Repéré et liaison :

(𝐴, 𝑥1 , 𝑦1 , 𝑧1 ) : repéré lié à la cellule 1, pièce de référence

(𝐴, 𝑥2 , 𝑦2 , 𝑧2 ) : repéré lié à la jambe 2

(𝐵, 𝑥3 , 𝑦3 , 𝑧3 ) : repéré lié au bras de contre fiche

On considère que le bras 4 de contre fiche et e cadran 8 sont en liaison encastrement.

Le mécanisme plan dans le plan (𝐴, 𝑥1 , 𝑦1 , ) soit 𝑧1 = 𝑧2 = 𝑧3 = 𝑧

La vitesse angulaire de rentré de la jambe 2 par rapport la cellule 1 est : Ω2/1 = 𝜔21. 𝑧 1 avec

𝜔21 = −48 × 10−3 rad/s et la distance 𝐴𝐺7 = 850 𝑚𝑚

❖ Calcul de la vitesse

a. Vitesse de 𝑉𝐺7𝜖2/1

Direction : 2/1 est une rotation de centre A donc : direction perpendiculaire à (𝐴𝐺7) en 𝐺7

Sens : vers le haut (rentré du train)

Donc‖ 𝑉𝐺7𝜖2/1 ‖ = 𝐴𝐺7 × 𝜔21 = 40,8 𝑚𝑚/𝑠

‖ 𝑉𝐺7𝜖2/1 ‖ = 40,8 𝑚𝑚/𝑠

b. Vitesse de 𝑉𝐷𝜖2/1

Support : 𝑉𝐷𝜖2/1 est perpendiculaire à (AD) en D.

On utilise le champ des vecteurs vitesses dans 2/1 à partir de 𝑉𝐺7𝜖2/1

La distance de 𝐴𝐷 =1

4. 𝐴𝐺7

Donc ‖𝑉𝐷𝜖2/1 ‖ = 𝐴𝐷 × 𝜔21 = 10,2 𝑚𝑚/𝑠

‖𝑉𝐷𝜖2/1 ‖ = 10,2 𝑚𝑚/𝑠

c. Vitesse de 𝑉𝐷𝜖3/1

Support : 𝑉𝐷𝜖3/1 est perpendiculaire à BD en D donc la distance de 𝐵𝐷 =

1

5. 𝐴𝐺7

Donc ‖𝑉𝐷𝜖3/1 ‖ = 𝐵𝐷 × 𝜔21

‖𝑉𝐷𝜖3/1 ‖ = 8,16 𝑚𝑚/𝑠

d. Vitesse de D entre le solide 1, 2 ,3


Figure IV-9 : Représentation graphique du Vitesse en D entre 1,2,3

D’après le schéma ci-dessus, on a la relation suivante :

𝑉𝐷𝜖2/3 = 𝑉𝐷𝜖2/1

+ 𝑉𝐷𝜖3/1

‖𝑉𝐷𝜖2/3 ‖ = 18,36 𝑚𝑚/𝑠

e. Vitesse de D entre les solides 2,3,5,6

Figure IV-10 : Représentation graphique du vitesse D entre 2,3,5,6

D’après ce schéma, on a alors

𝑉𝐷𝜖5/6 = 𝑉𝐷𝜖2/3

− 𝑉𝐷𝜖3/5

Avec 𝑉𝐷𝜖3/5 support perpendiculaire à (FD) car 3/5 est une rotation de centre F

𝑉𝐷𝜖3/5 = 1,92 𝑚𝑚/𝑠

‖𝑉𝐷𝜖5/6 ‖ = 16,46 𝑚𝑚/𝑠

PARTIE III : SIMULATION ET

SYSTEME DE VERROUILLAGE


Chapitre V : SIMULATION AVEC LES LOGICIELS D’AUTOMATIONS

V-1. Présentation du logiciel

Plusieurs logiciels ont été conçus pour faire les simulations dans le domaine de l’automatisme.

Nous choisissons le plus fiable et complet au niveau des bibliothèques, des simulations.

On a deux logiciels possibles pour créer et simuler les circuits dans cette étude et qui répondent

à nos besoins, à savoir : le FluidSIM et l’automation studio.

V-1-1. Le FluidSIM

En premier lieu, il y a le « FluidSIM » avec la version 4.2 : On a les bibliothèques système de

commande pneumatique, mécanique, électrique et manuel. Les circuits tracés sont conformes

aux normes DIN

Figure V-1 : Démarrage du logiciel FluidSim-P

Le FluidSIM -P est spécialement pour le pneumatique, le FluidSIM -H pour l’hydraulique et

FluidSIM -E pour l’électrotechnique/électronique. A titre d’information, c’est le FESTO qui

est le fournisseur de ce logiciel FluidSim. Ce logiciel est de type logiciel libre.


V-1-2. L’automation studio (AS)

En deuxième lieu, il y a l’Automation Studio version 6 : c’est pour le système pneumatique et

hydraulique. A titre d’information, c’est le FAMIC TECHNOLOGIES qui fournit le logiciel.

Ce logiciel a besoin de licence.

Figure V-2 : Démarrage du logiciel Automation Studio P6

V-2. Les composantes des machines

V-2-1. Le vérin

C’est un actionneur qui permet de transformer l’énergie de l’air comprimé en un travail

mécanique. Un vérin pneumatique est soumis à des pressions d’air comprimé qui permettent

d’obtenir des mouvements dans un sens puis dans l’autre. Les mouvements obtenus peuvent

être linéaires ou rotatifs.

Figure V-3 : Vérin à double effet

Les vérins peuvent être simple ou double effet, avec ou sans amortissement, on

se réfère en fonction de son utilisation.


V-2-2. Le distributeur électropneumatique

C’est un dispositif qui sert à commander le sens de l’air comprimé ; son ouverture

et sa fermeture. La commande de ce dispositif peut se faire avec un mode manuel,

mécanique, pneumatique ou électrique.

- Les orifices : Ce sont les jonctions indispensables à la circulation de l’énergie

pneumatique

- Les positions : Ce sont les cases où se trouvent les orifices.

- Les organes de commandes : Ce sont les modes de détermination pour contrôler

le distributeur.

Le nom d’un distributeur est caractérisé par son nombre d’orifice suivi de « slash » et

son nombre de position plus monostable ou bistable plus type de commande qu’il porte.

Quelque exemple type de distributeur

Tableau 10 : Exemple de distributeur

Code Symbole Nb orifices Nb positions

2/2

2 2

3/2

3 2

4/2

4 2

5/2

5 2

5/3

5 3


V-2-3. Autres composantes

Tableau 11 : autres composantes

Composants Fonction

Réservoir d’huile Stocker les fluides à utiliser.

Filtre d’aspiration Filtrer le liquide à fin d’éviter le passage des impuretés

dans le circuit.

Limiteur de pression Protéger les circuits fluidiques d’une surpression.

Moteur électrique Assure le fonctionnement de la pompe.

Pompe hydraulique Donner de la puissance hydraulique et garantir

l’alimentation en fluide de toute l’installation.

Limiteur de débit Réduit le débit du fluide circulant à son aval.

Clapet anti-retour Maintenir le vérin à une position

Accumulateur Maintenir la pression dans le circuit hydraulique

Manomètre Mesure la pression dans une conduite.

V-3. Simulation par FluidSIM

Pour que le train d'atterrissage fonctionne efficacement, plusieurs composants doivent

fonctionner dans une certaine séquence pour éviter tout problème ou collision. Le FluidSim

peut être utilisé pour créer des circuits hydrauliques et des circuits logiques pour contrôler

l'extension et la rétraction du train d'atterrissage. Un exemple de circuit est montré ici pour

simuler la fonction du train d'atterrissage.


V-3-1. Circuit hydraulique du train d'atterrissage

Figure V-4 : Circuit hydraulique du train d’atterrissage


Figure V-5 : Circuit de commande électrique


V-3-2. Circuit d’actionnement du vérin de manœuvre du train

d’atterrissage

Figure V-6 : Circuit pneumatique d’actionnement du vérin du train d’atterrissage


V-3-3. Les composantes dans les circuits

Tableau 12 : Désignation des composantes dans les circuits

NOMBRE DESIGNATION DESCRIPTION

7 1A1, 1A2, 1A3, 1A4, 1A5, 1A6, 1A7 Clapet anti retour

4 1B1, 1B2, 1B3, 1B4 Limiteur de débit

1 1V1 Distributeur 4/3 bistable

1 1V2 Distributeur 4/2 bistable

2 1V3, 1V4 Distributeur 3/2 monostable

5 2V1, 2V2, 2V3, 2V4, 2V5 Limiteur de pression

3 3V1, 3V2, 3V3 Limiteur de débit avec clapet anti retour

1 2Z1 Pompe à cylindre fixe

1 2Z3 Pompe haute pression

1 2Z4 Pompe basse pression

1 3Z1 Manomètre

1 1Y1 Accumulateur

V-4. Différentes étapes associées à la descente du train d’atterrissage

Pour la descente des atterrisseurs, le pilote commence parfaire démarrer la génération

hydraulique, qui fonctionnera la plupart du temps avec ses deux pompes haute pression et basse

pression. Toutefois, le pompe basse pression 2Z4 est automatiquement court circuité grâce au

limiteur de pression 2V4, la génération hydraulique ne fonctionnant alors qu'avec son pompe

haute pression 2Z3. Le pilote actionne alors la commande de l'électrodistributeur 1V3, et le

fluide hydraulique commence par passer pour arriver dans la chambre annulaire du vérin, la

tige du vérin rentre à nouveau, après que le déverrouillage du boîtier d'accrochage est

commandé.

L'électrodistributeur 1V2 est ensuite excité, ce qui permet au fluide hydraulique de passer pour

arriver dans la chambre de pleine section de la tige du vérin. La pression commence alors à

monter dans la chambre de pleine section du vérin et l'atterrisseur commence à descendre. La

montée de la pression dans la chambre de la tige provoque automatiquement l'actionnement de

l'électrodistributeur 1V4 qui bascule en position de fermeture.

Tout le débit de fluide passe pour arriver dans la chambre de pleine section du vérin. Dès que

le seuil de pression correspondant est atteint, la pression régnant dans la chambre de pleine


section du vérin vient également détarer le limiteur de pression 2V3 pour en sécurité de mise

au retour.

En tout état de cause, la pression dans la chambre de pleine section reste en permanence soumise

à un contrôle, grâce à la présence du second limiteur de pression 2V5 qui contrôle à tout moment

l'écart de pression existant entre les deux chambres du vérin. Une fois que le train d'atterrissage

est arrivé en position basse, le mouvement de descente est freiné par les moyens

d'amortissement qui comporte un limiteur de débit 1B1 et un clapet anti retour 1A1. Dans le

cadre de cet amortissement, la pression dans la chambre d'amortissement augmente, mais la

pression est limitée par le troisième limiteur de pression 2V2. Après ralentissement de la tige,

la vitesse de fin de course est finalement donnée par le réglage du limiteur de pression 1B2. Le

verrouillage en position basse de l'atterrisseur est automatiquement réalisé par une cinématique

à alignement de contrefiches. A ce moment, les commandes des électrodistributeurs 1V2 et 1V3

peuvent être annulées, et la génération hydraulique arrêtée.

En cas de défaillance du système normal, c'est-à-dire dans une situation de panne de la

génération hydraulique, le système précité est compatible avec une descente en ultime secours.

L'électrodistributeur 1V2 est dans ce cas en position de repos, de sorte que le fluide de la

chambre annulaire du vérin peut emprunter, en passant par le clapet anti-retour 1A6 et le

limiteur de pression 1B3, pour arriver finalement à la réserve de fluide via l'électrodistributeur

1V2. Le limiteur de pression 1B3 règle alors la vitesse de descente, et la fin de course de

descente est réglée par le limiteur de pression 1B2.

V-5. Système de verrouillage du Beechcraft 90

Le train d’atterrissage est verrouillé dans sa position haute ou dans sa position basse. Ce

verrouillage est soit géométriquement par des contre fiches soit mécaniquement par de vérins.

Pour éviter la rentrée par inadvertance du train au sol, un verrou situé par la commande de train

bloque mécaniquement la manette de train sur le position « DOWN ».

Le verrouillage bas du train d’atterrissage se fait par positionnement de la contre fiche latérale

constitué par 2 bras articulés sur 3 points qui aligné et assurent le verrouillage.

Pour verrouiller les trains d’atterrissages en positions haute, les atterrisseurs doivent être

maintenus et verrouillés en configuration repliée et les trappes en position fermée. La solution

la plus fréquente est d’utiliser des organes, appelés dispositif d’accrochage, fixés sur la structure

de l’avion. Chaque dispositif s’articule un crochet qui fonctionne en conjugaison avec un galet

attaché sur l’atterrisseur, ou sur la trappe, lui correspondant.


Figure V-8 : Système de verrouillage du Beechcraft 90


Les vérins de manœuvre actionnent les atterrisseurs pour les amener en position haute train

rentré ou basse train sorti. Les vérins de verrouillage sont fixés sur la contrefiche et actionne la

biellette de verrouillage.

Il y a un switch de proximité qui contrôle le bon fonctionnement du système et l'information

est ensuite transmise au poste de pilotage. Une fois que le train d’atterrissage est arrivé en

position bas lors de la sortie ou position haut lors de la rentrée du train, ce switch arrête la

génération hydraulique et le verrouillage de l’atterrisseur est automatiquement réalisé.

Ce mécanisme de verrouillage d'un atterrisseur se fait géométriquement par l’alignement de la

contrefiche.

Figure V-9 : Position de switch sur le train d’atterrissage

Pour le dispositif d’accrochage, le crochet est positionné par un ressort interne avant

l’accrochage et laisse d’abord passer le galet monté sur l’atterrisseur lorsque celui-ci arrive en

fin de relevage. Puis, le mouvement continuant, le galet vient percuter un doigt solidaire du

crochet, ce qui fait basculer ce dernier qui emprisonne le galet. Le crochet est alors verrouillé

dans cette position par un bras pivotant sous l’action d’un ressort et dont l’extrémité vient

tomber dans un cran du crochet pour le bloquer. L’atterrisseur est donc verrouillé train rentré.

A la sortie du train, le déblocage du crochet est provoqué, de façon redondante, par un

ou deux petits vérins internes hydrauliques, auxquels s’ajoute souvent une commande

mécanique, l’un ou l’autre forçant le bras à se dégager du cran du crochet. Sous l’action

du poids de l’atterrisseur le crochet bascule alors dans l’autre sens, ce qui libère le galet.


A l’intérieur du boîtier se trouve également des détecteurs de position du bras pour signaler le

verrouillage vers le poste de pilotage.

Si le verrouillage a mal fonctionné, le pilote doit actionner la sortie de secours du train

d'atterrissage selon les recommandations du manuel de vol de l’avion.

Aussi, si rien n'y fait, le pilote doit se préparer à un atterrissage sur le ventre ou bien s'attendre

à ce qu'une roue rentre après le contact avec le sol. Par conséquent, il doit prendre toutes les

précautions utiles données dans le manuel de vol et enseignées en principe par l'instructeurs

pour le type d'avion.

A noter que si le train d'atterrissage n'est pas verrouillé correctement, l’indicateur lumineux

dans le poste de pilotage renseignent le pilote. Il y a aussi un klaxon d'alarme le rappelle au

pilote dès que le train n’est pas verrouillé.

V-5-1 Dispositifs d’accrochage du train d’atterrissage

Le dispositif d'accrochage du train d'atterrissage comporte un boîtier dans lequel il est

agencé un ensemble d'éléments articulés montés pour pivoter autour d'axes respectifs parallèles.

Ensuite, un levier de verrouillage et un crochet qui pouvant être déverrouillé en agissant soit

sur levier de verrouillage par un premier moyen d'actionnement dans un mode de

fonctionnement normal, soit par un second moyen d'actionnement dans un mode de

fonctionnement en secours lorsque le premier moyen d'actionnement ne parvient pas à

déverrouiller le crochet. Le levier de verrouillage articulé se divise en 2 branches, la première

branche porte un galet d'appui coopérant avec une surface de came du crochet, alors que la

deuxième branche est reliée, par l'intermédiaire d'un embiellage.

Pour le déverrouillage en secours, il est prévu une lumière oblongue dans l'embiellage afin

d'autoriser le pivotement du crochet malgré le blocage et un actionneur indépendant suffisant

pour faire pivoter le levier de déverrouillage et dégager le galet d'appui. Cet actionneur

indépendant est réalisé sous la forme d'un vérin pyrotechnique à usage unique. Le premier

moyen d'actionnement associé au mode de fonctionnement normal est un actionneur

électromécanique à commande électrique indépendante et de faible puissance.

V-5-2 Dispositif d’accrochage de verrouillage pour trappe de train

Les trappes du train d’atterrissage sont actionnées mécaniquement par le mouvement de

l’atterrisseur pendant l’extension et la rétraction.

Pendant la rentrée, un dispositif d’accrochage qui comporte un galet entre en contact avec une

came et le mouvement de la came transmet par une tringlerie la fermeture de la porte. Il y a

aussi un élément de verrouillage, qui peut pivoter autour d'un premier axe de pivot et présente


une configuration prévue pour coopérer avec l'élément d'accrochage dans une position

verrouillée. Ensuite un élément oscillant coopérant pour retenir l'élément de verrouillage dans

sa position verrouillée. L'élément de verrouillage et l'élément oscillant sont interconnectés par

des moyens de sollicitation élastique et un ressort de compression. Il est prévu des moyens

d’arrêt qui bloquent les première et deuxième partie l'une par rapport à l'autre dans le cas où

l'activation des moyens de manœuvre entraîne un mouvement de l'élément oscillant autour du

deuxième axe de pivot au-delà d'une position de seuil. Pour la sortie, le galet renverse le

mouvement de la came pour ouvrir la porte. Quand le galet a dépassé la came, un ressort

agissant sur la tringlerie maintient la porte ouverte.

V-5-3 Dispositif accrochage assurant le verrouillage

Le dispositif d'accrochage assurant le verrouillage, en position train haut, d'un train

d'atterrissage comporte un carter principal recevant un crochet articulé autour d'un premier axe,

un levier de verrouillage articulé autour d'un deuxième axe parallèle au premier axe. Cette

première axe porte un galet d'appui coopérant avec une surface de came du crochet, alors

que le deuxième axe est relié, par l'intermédiaire d'un embiellage, à l'arbre de sortie d'un

ensemble motoréducteur caractérisé par le fait que l'embiellage présente une lumière oblongue

au niveau de l'un de ses axes d'articulation de façon à autoriser un pivotement. Le sens du

déverrouillage du crochet articulé comporte aussi un actionneur indépendant associé au levier

de verrouillage, dont le déclenchement en secours provoque un pivotement au levier de

verrouillage suffisant pour dégager le galet d'appui de la surface de came associée et

déverrouiller le crochet articulé.

Figure V-10 : Dispositif d’accrochage de verrouillage


V-5-4 Système de Verrouillage bas du train d’atterrissage du Beechcraft 90

Pour le verrouillage bas du Beechcraft 90, son train avant est verrouillé par un verrou

mécanique interne au vérin hydraulique de manœuvre d’une part, et d’autre part, par le

verrouillage mécanique de la contrefiche.

Les trains principaux sont verrouillés par l’action d’un crochet mécanique installé sur la

contrefiche, elle-même actionnée par le vérin hydraulique de commande. L’ensemble de la

contrefiche du train principal comprend un crochet de verrouillage sur la contrefiche supérieure

et une plaque de verrouillage sur la contrefiche inférieure. Lorsque le vérin est déployé,

l’ensemble de contrefiche (qui comporte 2 pièces) se déplie, ce qui fait pivoter le crochet, lequel

s’engage dans l’extrémité de la plaque. Lorsque le train d’atterrissage est complètement déployé

et verrouillé, les points d’articulation de la contrefiche sont alignés, et le crochet et la plaque

sont complètement engagés. Cette configuration maintient l’ensemble de contrefiche dans une

position sortie et verrouillée positive, et permet à la contrefiche d’agir comme composant rigide

de l’ensemble de train d’atterrissage.

Figure V-11 : Verrouillage du train avant du Beechcraft 90

Chaque vérin dispose d’un contacteur électrique de verrouillage fixé à l’intérieur de chacun des

logements des atterrisseurs et ce contacteur actionne également un crochet de verrouillage à


levier actionné par un solénoïde qui empêche le train lorsqu’elle est relevée. Il permet aussi

l’extinction de la lampe rouge de la commande de manœuvre et des lampes vertes.

V-5-5 Fonctionnement de commande en séquence du dispositif d’accrochage

Lorsque le pilote place sa manette sur la position « DOWN » ou sortie, la pression

hydraulique arrive sur les électrodistributeurs associés aux vérins de manœuvre, de trappe et

verrouillage bas. Les contacteurs des dispositifs d’accrochage d’atterrisseur font parvenir un

courant sur les électrodistributeurs associés aux trappes, ce qui a pour effet d’envoyer la

pression à la fois sur les dispositifs d’accrochage de ces dernières pour les déverrouiller et sur

les vérins de manœuvre commandant leur ouverture. Quand ce mouvement est achevé, les

contacteurs d’ouverture trappe font parvenir un courant sur les électrodistributeurs associés aux

atterrisseurs, ce qui provoque l’envoi de la pression à la fois sur les dispositifs d’accrochage de

ces derniers pour les déverrouiller et sur les vérins de manœuvre commandant leur sortie. Quand

les atterrisseurs atteignent leur configuration train sorti et verrouillé, les contacteurs

correspondants font parvenir un courant sur les électrodistributeurs associés aux trappes pour

faire commuter la pression sur leurs vérins et ainsi provoquer leur ouverture.

Figure V-12 : Commande en séquence du dispositif d’accrochage

L'atterrisseur principal est maintenu en position basse par le vérin de verrouillage bas. Pour

éviter toutes rentrées intempestives au sol lorsque la pression hydraulique dans les circuits est

nulle (réacteurs et APU coupés) les atterrisseurs sont verrouillés bas géométriquement.


V-5-6 Sortie secours

Pour un avion ayant un train d'atterrissage rétractable qui ne peut pas être déployé

manuellement, il doit y avoir un moyen de déployer le train d'atterrissage dans le cas de

défaillance raisonnablement probable du système de fonctionnement normal du train

d'atterrissage, ou défaillance raisonnablement probable d'une source d'énergie qui empêcherait

l'utilisation du système de fonctionnement normal du train d'atterrissage

La sortie secours s’effectue mécaniquement par déverrouillage mécanique des trappes et des

trains qui sortent et se verrouillent par gravité.

Elle peut se faire soit par une pompe à main, en ayant pris soin de couper l'alimentation

électrique de la pompe, soit par un levier qui supprime la pression résiduelle dans le circuit

hydraulique, libère le verrouillage des atterrisseurs qui descendront et se verrouilleront en

position basse par gravité.


Chapitre VI : MAINTENANCE DU TRAIN D’ATTERRISSAGE

VI-1. Visites de Maintenance des avions [9]

Les visites de maintenance des avions mettent en jeu d’une part par les compagnies

aériennes, lesquelles ont la responsabilité du service aérien, celle de la maintenance et de la

réparation de leurs appareils, d'autre part les constructeurs aéronautiques fournissent avec leurs

appareils un jeu complet d’informations, de méthodes de maintenance et de réparation de ces

appareils. Les constructeurs imposent aux compagnies des visites techniques régulières

obligatoires, baptisées A, B, C et D, correspondant à un nombre donné d’heures de vol ou à une

durée de vie estimée d’un appareil donné. Ces visites de maintenance des avions s’effectuent

selon un rythme déterminé par les constructeurs.

VI-1-1. Les quatre types de visite

Les opérations de maintenance et de réparation varient selon le modèle ou la famille de modèles.

Plus la lettre est élevée, plus la durée entre deux visites est grande. Aux quatre types de visite

on ajoute parfois la visite dite de pré - vol, effectuée par le commandant ou le copilote avant le

vol pour voir s'il n'y a pas de dégâts visibles extérieurement. S'y ajoute également le visite

quotidienne « daily check » qui, dans les faits, n'a besoin d'être effectuée qu'au bout de 24 à 60

heures de vol.

❖ Visite de type A

Cette opération intervient environ tous les mois ou toutes les 500 heures de vol. Elle est

effectuée généralement en une nuit dans une enceinte de l'aéroport. L’occurrence de la visite

varie selon le type d'aéronef, le nombre de cycles (1 décollage et 1 atterrissage), ou le nombre

d'heures de vol depuis la dernière visite. La cabine est vérifiée minutieusement et on procède

aux changements d'huile et au contrôle des filtres.

❖ Visite de type B

Cette opération se fait environ tous les 3 mois. La visite est généralement effectuée en une nuit

dans une enceinte de l'aéroport. Tous les systèmes, comme les équipements de secours et les

blocs de navigation, sont examinés. La visite de type B tend à être abandonnée au profit de celle

de type A ou de celle de type C.

❖ Visite de type C

Cette opération se fait environ tous les 12 à 18 mois ou en fonction d’un nombre précis

d'heures de vol effectives défini par le constructeur. Cette visite dure une semaine. L'appareil

étant mis hors service, il faut beaucoup d'espace, le plus souvent un hangar de maintenance. La

structure entière de l'avion est passée au peigne fin. La carlingue est passée aux ultrasons pour


déceler d'éventuelles fissures. Les pièces importantes du moteur sont vérifiées ainsi que les

câblages. Tous les instruments de l'habitacle ou cockpit doivent fonctionner parfaitement.

❖ Visite de type D

Cette opération est également connue sous le nom de « grande visite » ou de « visite de

maintenance lourde ». Elle s’effectue environ tous les 4 à 5 ans. Elle nécessite plus de temps et

d’espace que les autres types et doit être exécutée dans un hangar de maintenance. Elle dure au

minimum 2 semaines, parfois jusqu’à 2 ou 3 mois en fonction du type d’appareil, de son âge et

du nombre d’heures de vol. Les compagnies en profitent généralement pour installer les

dernières améliorations apportées par les constructeurs. L’appareil est alors immobilisé au sol

pour une longue période, au cours de laquelle tous ses composants sont inspectés et réparés si

nécessaire. Une visite de type D de gros porteur comprend généralement l’exécution de quelque

10 000 à 15 000 tâches complexes, précises, et rigoureusement réglementées. L’appareil est

désossé complètement pour contrôler systématiquement tous ses organes, y compris la moindre

parcelle de sa structure. Cette visite coûte plusieurs millions d'euros.

VI-1-2. Planifications

La planification des visites varie selon le pays, l’avion, la compagnie, … Certaines compagnies

intègrent la visite D (qui nécessite la dépose des pièces) dans la visite C, si bien que cette

dernière est un peu plus long. Cela évite de laisser l’avion hors service durant 2 ou 3 mois pour

la visite D.

VI-1-3. Exécution

La fonction de maintenance est assurée par des entreprises d’ingénieur en maintenance et

réparation pouvant appartenir à la compagnie aérienne, ou bien constituer une société

indépendance chargée d’exécuter la maintenance périodique définie par les constructeurs.

VI-2. Action de la maintenance

Dans l’interprétation du présent document, il y aura lieu de donner aux expressions ci- après la

signification indiquée.

o Examen Visuel (EV)

Examen servant à déterminer l’état d’un équipement ou d’un de ses composants. En cas de

besoin, bon spécifiera les techniques ou outillages spéciaux nécessaires (ex : Magna flux,

courant de Foucault, Métrologie…)


o Essai Opérationnel (EO)

Essai qualitatif destiné uniquement à déterminer que l’équipement (ou le système associé) est

en état de fonctionnement. Ces essais ne nécessitent pas d’autre équipements que ceux de

l’avion et sont identiques à ceux effectués par l’équipage de conduite.

o Essai Fonctionnel (EF)

Essai quantitatif destiné à déterminer si la ou les fonctions d’un équipement (ou du système

associé) sont remplies dans les limites spécifiées. Cet essai peut nécessiter un complément

d’équipement. Un relevé d’essai peut être nécessaire.

o Entretien Courant (EC)

Opération d’entretien courant comprenant : le nettoyage, la lubrification, le graissage, la mise

en condition d’un organe, d’un équipement ou d’un système.

o Révision Générale (RG)

Révision générale d’un équipement suivi sous la doctrine d’entretien Temps Limite (TL) selon

les recommandations du constructeur et faisant l’objet d’un procès-verbal de révision avec

relevé d’essais.

o Calibration (CAL)/ Essai du Banc (EB)

Mesure de caractéristiques d’un équipement ou système associé avec un banc de mesures

permettant de comparer les valeurs trouvées avec les tolérances prescrites. Lors du passage au

banc triennal des équipements radio (COMM/NAV), des fiches techniques avec le relevé

effectif des mesures doivent être établies.

o Test Hydrostatique (HYD)

Opération consistant à éprouver les enceintes renfermant des fluides ou des gaz sous pression

o Echange Standard (ES)

Opération consistant à effectuer l’échange d’un équipement ou de l’un de ses composants par

un équipement ou un composant identique.

o Test Globale (TG)

Les équipements radio (COMM/NAV) listes à la licence de station aéronef font l’objet d’une

relève de paramètre et de performances en vol tous les 24 mois.

L’ensemble de ces opérations est appelé « Test Global ».


VI-3. Procédure de maintenance d’un train d’atterrissage d’un Beechcraft 90

VII-3-1. Pour le train avant et train principale

Tableau 13 : Maintenance du train avant et train principales

Train avant Train principaux

Démontage du train avant Démontage de la roue principale

Nettoyage, inspection et réparation du train avant Nettoyage, inspection et réparation de l’engrenage

principal

Assemblage du train avant Assemblage du train principale

Dépose du train d’atterrissage avant Dépose du train principale

Installation du train d’atterrissage du nez Installation du train principale

Réglage du train d’atterrissage avant Réglage du train principale

Alignement du train d’atterrissage du nez Alignement du train principale

Retrait de l’ensemble porte de l’engrenage de nez Retrait de l’ensemble de porte de l’engrenage principale

Nettoyage, inspection et réparation de la porte de

l’engrenage

Nettoyage, inspection et réparation de porte principale

Installation de la porte de l’engrenage de nez Installation de la porte de l’engin principale

Réglage de la porte du train avant Réglage des portes du train d’atterrissage principal

Remplacement de la baguette d’essuie-glace sur les

jambes de force du train d’atterrissage

VII-3-2. Pour le système de freinage

❖ Tolérances de réglage des freins et de la garniture

❖ Dépose et montage de l’ensemble de frein de roue

❖ Nettoyage, inspection et réparation de la roue de frein d’assemblée

❖ Assemblage et installation des freins de roue

❖ Dépose du maitre-cylindre de frein

❖ Démontage du maitre-cylindre de frein

❖ Nettoyage, inspection et réparation du maitre-cylindre de frein

❖ Assemblage du maitre-cylindre de frein

❖ Installations du maitre-cylindre de frein

❖ Soupape de frein de stationnement

❖ Dépose de la soupape de frein de stationnement

❖ Nettoyage de frein de stationnement


❖ Dépose de la soupape de la vanne de frein de stationnement

❖ Nettoyage, inspection et réparation de la vanne de frein de stationnement

❖ Assemblage de la vanne de frein de stationnement

❖ Installation de la valve de frein de stationnement

VII-3-3. Autres maintenances

❖ Réglage du contacteur de sécurité du train d ‘atterrissage

❖ Système d’avertissement de train d’atterrissage

❖ Retrait du sélecteur d’avertissement

❖ Installation de détecteurs de vitesse

❖ Réglage des contacteurs de vitesse

VII-3-4. Entretien du module hydraulique « Power pack »

A partir des informations fournies par le constructeur, il ressort que :

o un cycle du module hydraulique est une opération normale qui se fait une à deux fois

pendant la montée de l’avion vers le niveau de croisière ;

o le module hydraulique peut effectuer un cycle occasionnellement en raison de pression

faible ou de changement de température ;

o le temps entre deux cycles de remise en pression du module hydraulique est d’environ

15 à 30 minutes ;

o un temps entre cycle inférieur à 15 minutes nécessite une vérification complète du

système (module hydraulique, vérins, pompe à main, valve de commande et accumulateur) pour

des fuites éventuelles ou surpassement « by pass ».

Un essai opérationnel du module hydraulique « power pack » doit être effectué à chaque visite

d’entretien de 200 et de 600 heures. Si une anomalie se manifeste, le module doit être remplacé.


Chapitre VII : IMPACT ENVIRONNEMENTAL

VII-1. Définition [8]

L’environnement est l’ensemble des éléments qui conditionnent et déterminent l’activité

humaine. En ce moment, on assiste à une détérioration progressive de l’environnement. Il se

caractérise par l’émission des gaz, des particules nocives, des bruits et vibration provenant de

l’aéronef.

L’étude d’impact environnemental étudie les conséquences de ces modifications sur l’homme,

les animaux, et sur les plantes aussi bien à l’échelle de l’individu ou de l’écosystème que de

toute la biosphère.

Cette étude se porte spécialement sur la pollution engendrée par l’avion, c'est-à-dire une

émission qui peut polluer l'environnement. Notre démarche sera d’abord orientée vers l’analyse

des impacts environnementaux, et ensuite sur la recherche des solutions aux problèmes qui en

découlent.

VII-2. Impact environnemental de l'aviation

Depuis 1970, l’aviation de ligne est devenue un secteur économique de plus en plus

populaire. En 40 ans, le nombre de passagers a été multiplié par 10. Et ce nombre ne cesse

d’accroître. L’aviation de ligne compte une croissance annuelle du nombre de passagers

d’environ 3,5%. (Chiffres donnés par IATA et OACI).

Néanmoins l’avion reste le moyen de transport le plus polluant. Il rejette des gaz s’avérant

dangereux pour l’atmosphère et produit une pollution sonore qui nuit à la santé publique et le

bien-être des humains. L’augmentation du trafic aérien va main dans la main avec

l’augmentation de la pollution qu’il apporte.

VII-3. Effets Polluants

VII-3-1. Emission de gaz

Lors des différentes étapes d'un vol, le kérosène est brûlé avec de l'air comprimé (aspiré

par la rotation des fanes) dans la chambre de combustion, afin de propulser l'avion, grâce à

L’accélération des gaz éjectés, résultant de cette réaction.


Figure VII-1 : Répartition des émissions d’aéronef

Il se produit une réaction endothermique. Les réactifs sont l'air (dioxygène O2) et le kérosène.

Les produits de la réaction sont les gaz rejetés.

Ces gaz sont nocifs pour l’atmosphère et renforcent l’effet de serre.

La combustion de kérosène, en combinaison avec l'air et la chaleur, provoque l'émission

majoritaire d’oxyde d’azote (NOx) et de dioxyde de carbone (CO2), ainsi que du monoxyde de

carbone (CO), du dioxyde de souffre (SO2), du méthane (CH4) et des vapeurs d’eau (H2O).

❖ Le dioxyde de carbone (CO2)

Il est principalement émis à la suite de combustion de combustibles fossiles, dans ce cas il s’agit

du kérosène. Le CO2 contribue à un renforcement de l’effet de serre ; cause principale du

réchauffement climatique.

Figure VII-2 : Répartitions des émissions de CO2 durant le vol

44%

3%16%

37%

En route Attente en l'air Sol (roulage, hors décollage) Zone terminale


On constate que l’émission de CO2 est assez importante au niveau du sol (52%).

❖ Le monoxyde de carbone (CO)

Le monoxyde de carbone est le résultat d’une combustion incomplète de kérosène. Il est

principalement émis au sol lors du roulage et du décollage. Une fois libéré dans l’atmosphère,

il s’oxyde pour former du carbone.

❖ L’oxyde d’azote (NOx)

L’oxyde d’azote est principalement rejeté lors du décollage et de la montée d’un avion.

Il parvient dans la stratosphère et y détruit la couche d’ozone.

❖ Les vapeurs d’eau (H2O)

Les vapeurs d’eau que le trafic aérien émet dans la stratosphère accentuent l’effet de serre et

influencent ainsi le climat. Le carburant se compose essentiellement d'hydrocarbures qui,

combinés à l'oxygène de l'air, se consument dans les groupes motopropulseurs et forment du

dioxyde de carbone et de l'hydrogène. Ces vapeurs montent dans la stratosphère, qui est

normalement pauvre en eau, et y forment des nuages de glace, empêchant la dissipation de la

chaleur terrestre et augmentant sa température.

❖ Le dioxyde de souffre (SO2)

Le kérosène contient en général du soufre qui, sous l'effet de la combustion, est libéré sous

forme de dioxyde de souffre. Les effets de ces émissions sont plus forts qu’au sol étant donné

qu’elles sont plus proches de la couche d’ozone. Les gaz se mêlent à l’ozone et peuvent solliciter

la respiration dans des zones sensibles au sol.

L’émission de gaz nocifs, est encore plus fatal pour l’environnement, étant donné qu’ils sont

émis en zone proche de la stratosphère (et donc de la couche d’ozone). Le trafic aérien contribue

fortement au réchauffement climatique même si sa part dans la pollution totale est moins

importante. Ainsi l’aviation s’efforce de concevoir et de produire de nouveaux avions

consommant moins et de trouver de nouveaux carburants remplaçant le kérosène trop pollueur

et de plus en plus limité.

VII-3-2. La pollution Sonore

Les bruits sont considérés comme le deuxième problème environnemental sur les lieux

d’habitation.

Les bruits des aéroports sont gênants pour la population locale. Ils provoquent notamment des

perturbations de la communication, dégradent le repos et la détente, limitent l'efficacité lors de

travaux pénibles et réduisent la qualité de l'habitat et de vie. À long terme, les dommages pour

la santé se caractérisent par une modification de la pression artérielle, de l'activité cardiaque et


du niveau hormonal. Cela peut aussi être source de stress, de fatigue, d'insomnie, d'affectibilité

aux maladies cardiaques, d'hypertension, de dureté d'oreille, voire de surdité.

Durant ces dernières années, les émissions sonores ont certes déjà pu être réduites en abaissant

les valeurs limites, mais ceci a seulement ralenti l'accroissement du bruit inhérent au trafic

aérien qui a augmenté dans le même temps.

Le bruit causé par un avion provient d’une part du réacteur et produit par une rotation

extrêmement rapide de la turbine, qui accélère l’air, ainsi que par l’éjection des gaz à hautes

températures. D’autre part il est causé par l’aérodynamique de l’avion lors du vol. C’est un bruit

engendré par les courants jets.

Le bruit que produit un avion passager en moyenne est de 120 dB et s’avère encore douloureux

pour l’ouïe, car il s’étend sur le seuil de douleur. Pour comparer, le bruit d’une conversation

normale est de 60 dB.

Figure VII-3 : Echelle de décibels (dB) Perçus


VII-4. Mesure de protection de l’environnement

Les mesures d’atténuation se définissent comme l’ensemble des moyens envisagés pour

prévenir ou réduire l’importance des impacts sur l’environnement.

Pour la réduction du bruit de moteur :

❖ augmentation des taux de dilution, chevron pour le jet et amélioration des nacelles c’est-

à-dire matériaux absorbants pour le soufflante ;

❖ étude de dispositifs réducteurs de bruits aérodynamique ;

❖ utilisation de structure de l’avion pour masquer le bruit de moteur ;

❖ utilisation de l’amortisseur oléopneumatique pour réduire la vibrations du train

d’atterrissage ;

❖ réduire le temps de roulage au sol et assurer une montée continue de l’appareil lors du

décollage ;

❖ développer le "green taxing" c’est à dire faire rouler un avion à l’aide de moteurs

électriques plutôt qu’avec de la poussée des réacteurs ;

❖ utilisation d’un kérosène fabriqué à partir de substances végétales : le biokérosène.


CONCLUSION

En somme, le train d’atterrissage est une structure assurant le mouvement de l’avion en

vol-sol et sol-vol.

Comme le thème l’indique « Etude du système de verrouillage du train d’atterrissage des

aéronefs », le but de cet ouvrage est d’assurer le verrouillage pendant la rentrée et la sortie du

train d’atterrissage. On adopte comme solution l’utilisation de plusieurs dispositifs

d’accrochage du train d’atterrissage et des trappes pour assurer le verrouillage. Ces dispositifs

doivent s’effectuer automatiquement, c’est à dire sous le seul effet du mouvement de

l’atterrisseur arrivant en fin de course, train sorti ou train rentré, sans l’intervention d’aucune

commande.

Après avoir présenté la compagnie AEROMARINE et les généralités sur les aéronefs qui

contiennent les composantes principales des avions, on a pu voir les différents types du train

d’atterrissage et les outils utiles pour désigner le type d’aéronef que l’on a étudié.

Effectivement, l’utilisation du logiciel AutoCad est l’un des principaux outils afin de mener à

bien la conception des différents types de dispositifs d’accrochage. Ces dispositifs assurent les

verrouillages de la trappe et du train d’atterrissage ainsi que les simulations d’actionnement du

vérin de manœuvre du train d’atterrissage avec le logiciel FluidSIM.

Le stage dans la compagnie AEROMARINE Ivato a permis de cerner les points à améliorer

durant les visites et maintenance spécifique au train d’atterrissage et équipements d’avions

légers ainsi qu’au niveau de la contribution du bon fonctionnement des tâches à effectuer.

Enfin, il est envisageable à la suite d’installer une caméra ou un capteur infrarouge à la place

de l’indicateur de verrouillage situé sur la jambe du train pour signaler le pilote si le train est

bien sorti et verrouillé lors de l’atterrissage.

PLANCHES A DESSINS

Planche 1 : Dispositifs d’accrochage assurant le verrouillage

Planche 2 : Dispositifs d’accrochage du train d’atterrissage

Planche 3 : Dispositifs d’accrochage pour trappes

Planche 4 : Train d’atterrissage avant

RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

ANNEXES

ANNEXE 1 : TABLEAU DE CONVERSATION AERONAUTIQUE

1 ft (foot) 0,3048 m

1 lbs 0,453 kg

1 Gal (Gallon US) 3,755 l

1 Hp (hossepeur) 1,0138 CV 747 W

1 inch 25,40 mm

1 NM ( nautical mile) 1,852 km

1 ft.lbs (foot-pound) 0,1335 Da. NM 0,1382 Kg.m

1 PSI (Pound per square inch) 0,06894 bar

x RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

ANNEXE 2 : DEFINITION DES PRINCIPAUX CONCEPTS DE LA MAINTENANCE

❖ MAINTENANCE (Norme AFNOR X 60-010)

Ensemble des actions permettant de maintenir ou de rétablir un bien dans un état spécifié ou en

mesure d’assurer un service déterminé.

❖ ENTRETIEN

Ensemble des travaux ayant pour but de maintenir dans leur état initial des ouvrages ou

équipements existants, sans changer leur usage ou leur fonction. L’entretien peut s’avérer

nécessaire plusieurs fois pendant la durée de vie, il limite ainsi les risques de désordre ou de

pannes (composante préventive de la maintenance).

Il existe une opposition de sens entre les termes Maintenance et Entretien

ENTRETIEN MAINTENANCE

Dépanner, réparer Prévenir, optimiser le coût de possession

Subir le matériel Maîtriser

Tâche ingrate : période estivale, improductif Outils spécifiques : fiabilité, GMAO…

Activité de faible priorité : faible qualification,

responsabilité limitée, exploitation prioritaire

Valorisation du métier : participation aux études, à la

conception, à l’installation et à l’amélioration

❖ FIABILITE (Norme AFNOR X 60-500)

Aptitude d’un équipement à accomplir une fonction requise dans des conditions données,

pendant un intervalle de temps donné.

o On suppose en général que l’entité est en état d’accomplir la fonction requise au

début de l’intervalle de temps donné,

o Le concept de fiabilité est traduit souvent dans la pratique comme l’aptitude d’une

entité à avoir une faible fréquence de défaillance.

o R(t): Probabilité que l’entité accomplisse une fonction requise dans des conditions

données, pendant un intervalle de temps donné (0, t).

❖ MAINTENABILITE (Norme AFNOR X 60-500)

Aptitude d’un équipement à être maintenu ou rétabli dans un état dans lequel il peut accomplir

une fonction requise, lorsque la maintenance est accomplie dans des conditions données, avec

des procédures et des moyens prescrits.

M(t): pour une entité utilisée dans des conditions données d’utilisation, probabilité pour qu’une

opération donnée de maintenance puisse être effectuée sur un intervalle de temps donné (0, t),

xi RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

lorsque la maintenance est assurée dans des conditions données et avec l’utilisation de

procédures et moyens prescrits.

❖ DISPONIBILITE (Norme AFNOR X 60-500)

Aptitude d’une entité à être en état d’accomplir une fonction requise dans des conditions

données, à un instant donné ou pendant un intervalle de temps donné, en supposant que la

fourniture des moyens extérieurs nécessaires soit assurée.

D(t) : Probabilité qu’une entité soit en état de disponibilité dans des conditions données, à un

instant donné en supposant que la fourniture des moyens extérieurs nécessaires soit assurée.

❖ DEFAILLANCE (Norme AFNOR X 60-010)

Altération ou cessation de l’aptitude d’une entité à accomplir une fonction requise.

❖ REPARATION

La réparation consiste en la remise en état, de façon durable, dans le but de supprimer ou de

réduire les conséquences de la vétusté, de l’usure ou du désordre, d’un équipement n’assurant

plus dans des conditions acceptables la fonction qui est la sienne.

❖ DEPANNAGE

Action sur un équipement en panne, en vue de le remettre en état de fonctionnement, au moins

provisoirement. Compte tenu de l’objectif, un dépannage peut s’accommoder de résultats

provisoires et de conditions de réalisation “hors norme” et, dans ce cas, sera suivi de réparation.

❖ DIAGNOSTIC

Analyse d’un ensemble de facteurs ou de symptômes, visant à établir l’état d’un élément ou les

causes d’un éventuel désordre constaté, afin de choisir les mesures à prendre pour y remédier.

Examen permettant d’apprécier l’état d’usure d’un composant, afin de déterminer les opérations

de maintenance à exécuter, ou la durée de vie restante.

xii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

ANNEXE 3 : POLITIQUE DE MAINTENANCE

❖ Structure de Maintenance

❖ MAINTENANCE CORRECTIVE

C’est l’ensemble des activités réalisées après défaillance d’un bien ou dégradation de sa fonction, afin

de lui permettre d’accomplir, au moins provisoirement, une fonction requise.

Ces activités comprennent la détection/localisation de la défaillance et son diagnostic, la remise en état

avec ou sans modification, et le contrôle du bon fonctionnement.

La remise en état peut prendre deux formes : le dépannage ou la réparation.

❖ MAINTENANCE PREVENTIVE

C’est l’ensemble des activités réalisées selon des critères prédéterminés, dans l’intention de réduire la

probabilité de défaillance d’un bien ou la dégradation d’un service rendu.

Lorsque le critère est un nombre prédéterminé d’unités d’usage (heures de fonctionnement, kilomètres

parcourus, pièces produites…), on se place dans une démarche de maintenance systématique,

❖ MAINTENANCE AMELIORATIVE (norme NF EN 13306).

L’amélioration des biens d’équipement est un « ensemble des mesures techniques, administratives et de

gestion, destinées à améliorer la sûreté de fonctionnement d'un bien sans changer sa fonction requise »

On apporte donc des modifications à la conception d’origine dans le but d’augmenter la durée de vie

des composants, de les standardiser, de réduire la consommation d’énergie, d’améliorer la

maintenabilité, etc.

Maintenance

Préventive

Systématique

Echéancier

Contrôle Inspection Visite

Conditionnelle

Etat de dégradation

Détection Diagnostic

Corrective

Défaillance

Réparation Dépannage

Améliorative

xiii RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

BIBLIOGRAPHIE

[1] BIA & CAEA, « Connaissance des aéronefs 2 », 16 Novembre 2014

[2] A.C. KERMODE Editions Modulo, « Mécanique du vol 2ème édition »

[3] T. PUY de GOYNE, Y. PLAYS, P. LEPOURRY, J. BESSE, « Initiation à l’aéronautique »

[4] SFACT Editions CEPADUES, « Manuel du pilote d’avion », vol à vue

[5] Jacques, Veaux, « Les Train d’atterrissage et les systèmes associés », Paris, 2006

[6] Jacques LECARME Magazine N°571 octobre 1971

[7] KING AIR 90 Series Service manual Chap 32, « Landing Gear », September 1, 2015

[8] Rapport d'étude, service technique de l’Aviation civile, « Intégration de données

environnementales dans les études de capacité aéroportuaire »

[9] PIPAME, Base de connaissances et évolution « maintenance et réparation aéronautique »,

juin 2010

[10] L’Aéronautique et l’Astronautique, « Les pompes hydrauliques récentes de Messier-

Hispano », n° 55, juin 1975.

[11] A. Chevalier et J. Lecrinier, « Guide du dessinateur industriel » Hachette technique, 2004,

[12] M. Magniez, J. Perrin, F. Simbaldi, « Automatique industrielle mémento », 1ère édition,

Nancy : Dunod, 1985.

[13] F. Benielli, « Technique des systèmes automatisés », Paris : Foucher, 1993

xiv RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

WEBOGRAPHIE

(1) http:// www.aeromarine.mg

(2) http://www.l-avionnaire.com/

(3) http://www.wikipedia.fr/train-d-atterrissage

(4) http://www.wikipedia.fr/Avion

(5) http://aviondufutre-monsite.com

(5) http://lesgpr.free.fr/construire/dr400/029-train-atterrissage

(6) https://restoremania.motards.net/t1235-calcul-et-fabrication-du-train

(7) http://www.wikipedia.fr/wiki/beechcraft-king

(8) http://www.AviaionsMilitaires.net

http://ffc.constructiv.be/

http://www.wikipedia.fr/

http://aviondufutre-monsite.com/

Auteur : RAKOTOSON Anthonny Zo Lalaina

Adresse : Lot IVI 33 ter Antanety Nord Ambohimanarina

Téléphone : 034 38 286 00

E-mail : [email protected]

Thème du mémoire : « ETUDE DU SYSTEME DE VEROUILLAGE DU TRAIN

D’ATTERRISSAGE DES AERONEFS »

Nombres de pages : 104

Nombres de figures : 47

Nombres de tableau : 13

RESUME

Ce travail de recherche est effectué dans le but d’étudier le système de verrouillage du

train d’atterrissage d’un aéronef. Au cours de cette étude, on élabore l’étude

bibliographique qui cerne les généralités de la compagnie AEROMARINE et les

connaissances sur les aéronefs. Ainsi, l’étude théorique à propos du train d’atterrissage

du Beechcraft 90 et sa finalisation avec le logiciel Autocad nous ont permis la conception

des différents dispositifs de verrouillage du train, celles-ci ont été simulées et détaillées

grâce à FluidSim. Les résultats ainsi obtenus nous a permis de tirer des remarques et

conclusions conséquentes.

Mots clés : train d’atterrissage, aéronef, verrouillage, circuit hydraulique

Encadreurs : RAVELOJAONA Johnson

RAHARISON Roger

ABSTRACT

This research work is carried out in order to study the locking system of the landing gear

of an aircraft. During this study, we develop the bibliographic study which identifies the

generalities of the AEROMARINE company and knowledge of aircraft. So, with a

theoretical study about the Beechcraft 90 landing gear and his finalization with Autocad

software, we are able to design the various train locking devices, these were simulated and

detailed using FluidSim. The results thus obtained allowed us to draw substantial remarks

and conclusions.

Keywords: landing gear, aircraft, locking, hydraulic system

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ETUDE DU SYSTEME DE VERROUILLAGE DU