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TECHNOLOGIE DES TECHNOLOGIE DES AERONEFS AERONEFS Structure des Structure des aéronefs aéronefs Frédéric WILLOT

TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

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TECHNOLOGIE DES TECHNOLOGIE DES AERONEFSAERONEFS

Structure des aéronefsStructure des aéronefsFrédéric WILLOTFrédéric WILLOT

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

• I -1 Composition générale des avions

• I-2 Composition générale des hélicoptères

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

I -1 Composition générale des avions

Jodel D1121: Hélice2: Moteur à piston 3: Verrière ou canopy 4: Cokpit ou cabine 5: Extrados de l’aile 6: Saumon d’aile7: Aileron 8: Empennage horizontal 9: Empennage vertical 10: Gouverne de profondeur 11: Gouverne de direction 12: Roulette de queue 13: Queue de l’avion 14: fuselage 15: Bord de fuite de l’aile16: Ailes17: Bord d’attaque 18: Train principal 19: Intrados de l’aile 20: Nez de l’avion

1 2 3 4 56

7

89

10

111213

14

1517

1819

2016

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

I -1 Composition générale des avions

AIRBUS A380

12

3

4

5

6

78

9

1012

1311

1415

16

1: Cokpit2: Cabine3: Réacteurs4: Pylône d’attache5: Wynglet6: Bord de fuite7: Empennage h. monobloc8: Empennage vertical9: Auxilary Power Unit10: Aileron11: Volets de bord de fuite12: Becs de bord d’attaque13: Aile en flèche14: Train principal15: Emplanture d’aile16: Train auxiliaire

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

I -1 Composition générale des avions

Mirage 2000C

123

4

5

6

7 8

9

10 1112

1: Tube de pitot2: Entrée d’air3: Becs de bord d’attaque4: Saumon d’aile5: Gouvernes de profondeur et gauchissement6: Tuyère du réacteur7: Gouverne de direction 8: Empennage vertical9: Aile delta10: Siège éjectable11: Cokpit12: Perche de ravitaillement en vol

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permet d’accueillir l’équipage et le chargement de l’avion.

permettent d’obtenir la vitesse nécessaire au vol

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

I -1 Composition générale des avions

Nous constatons que nous retrouvons les mêmes grandes parties dans toutes les structures.-            Leur forme et leur taille varient mais leur fonction reste toujours sensiblement la même : -            les ailes   -            l’empennage  

-            les moteurs  

-            Le fuselage

créent la portance et permettent le contrôle en roulis

assure la stabilité et le contrôle en tangage et en lacet

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

I -1 Composition générale des avions

Certains avions sont optimisés pour des décollages et atterrissages courts, on les qualifie de ADAC ou STOL (Short Take Off and Landing), voire verticaux, on les qualifie alors de ADAV ou VTOL .

ADACSTOL

ADAV VTOL

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronef

• I -1 Composition générale des avions

• I-2 Composition générale des hélicoptères

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronefI -2 Composition générale des hélicoptères

Gazelle

1

2

3

45

6

7

8

9

10

11

1: Cokpit2: Cabine passagers3: Patins4: Fuselage5: Empennage horizontal6: Rotor de queue7: Empennage vertical8: Tuyère9: Pale10: Turbine11: Rotor principal

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS I Composition générale d’un aéronefI -2 Composition générale des hélicoptères

La portance des hélicoptères est assurée par .

Les jouent le rôle des ailes d’un avion.

Le permet de compenser la rotation parasite du rotor principal. Sans lui l’hélicoptère ne serait pas pilotable !

le rotor principal

pâles

rotor de queue

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

• II -1 Les différentes formes d ’ailes

• II-2 Les différentes formes de fuselage

• II-3 Les différentes formes d ’empennage

• II-4 Quelques configurations aérodynamiques

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

Piper Cub

Ailes droites

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

Ailes en flèche

Angle de flèche

Alphajet

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

Ailestrapézoïdales

Ju-52

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II -1 Les différentes formes d ’ailesMirage 2000

Ailes delta

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Spitfire

Ailes elliptiques

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Biplan Staggerwing

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

Dièdre positif

Jet Provost

Angle de dièdre

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Fiat G-22 Dièdre nul

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Dièdre négatif

Alphajet

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

BroussardAile haute

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Aile basse

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II -1 Les différentes formes d ’ailes

Aile médiane

Fouga Magister

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -1 Les différentes formes d ’ailes

L

L ’allongement d ’une aile est un paramètre important pour ses performances. Il est défini par le rapport suivant:

S

L ²

L est l’envergure de l ’aile et S sa surface (y compris la partie traversant le fuselage).

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

• II -1 Les différentes formes d ’ailes

• II-2 Les différentes formes de fuselage

• II-3 Les différentes formes d ’empennage

• II-4 Quelques configurations aérodynamiques

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -2 Les différentes formes de fuselage

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 cohésion de l'ensemble

Le fuselage doit permettre

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II -2 Les différentes formes de fuselage

Fuselage cylindrique

A-330

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II -2 Les différentes formes de fuselage

Section carrée

A-10 Thumderbolt II

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II -2 Les différentes formes de fuselage

Section en 8

AIRBUS A 300-600ST Belouga

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II -2 Les différentes formes de fuselage

Fuselage en coque de bateau

CL315TCanadair

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

• II -1 Les différentes formes d ’ailes• II-2 Les différentes formes de fuselage• II-3 Les différentes formes d ’empennage• II-4 Quelques configurations aérodynamiques

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

SF260

Empennage classique

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

Empennage en T

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

Bi-dérive

F 18 E

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

Empennage verticaluniquement

Mirage 2000

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

Canadair CL415T

Empennage cruciforme

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -3 Les différentes formes d ’empennage

Empennage papillon

CM170 Fouga Magister

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

• II -1 Les différentes formes d ’ailes• II-2 Les différentes formes de fuselage• II-3 Les différentes formes d ’empennage• II-4 Quelques configurations aérodynamiques

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Nous allons utiliser les connaissances acquises pour décrire les avions sur les photos suivantes.Nous en profiterons pour repérer quelques particularités sur certains aéronefs.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Savage

Ailes hautes, droites, dièdre nul.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

DR400

Ailes basses, droites, dièdre nul.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Les planeurs:

DG500

Ailes médianes, droites, dièdre nul.Empennage en T.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

CAP 232

Ailes basses, trapézoïdales, dièdre nul.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Yak 55M

Ailes médianes, trapézoïdales, dièdre nul.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Airbus A340-600

Ailes basses, en flèche, dièdre légèrement positif.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Airbus A380

Ailes basses, en flèche, dièdre positif.Empennage classique.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Le parapente:

Aile haute, elliptique, dièdre négatif.Sans empennage.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Le deltaplane:Ailes hautes, en delta, dièdre négatif.Sans empennage.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Ailes basses, en delta, dièdre nul.Empennage canard.

Rafale B

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS II Les différentes formules aérodynamiques

II -4 Quelques configurations aérodynamiques

Ailes médianes, en flèche, dièdre nul.Empennage double dérive.

SU30 Flanker

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

Décollage et atterrissage: recherche d’une vitesse minimale :• distance nécessaires plus courtes• manœuvre plus facile utilisation de dispositifs hypersustentateurs= dispositif augmentant la portanceOn recherche pour:

Le décollage:

L’atterrissage:

Compromis entre bonne portance et faible traînée

Meilleure portance possible

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

• III-1 Les volets de bord de fuite

• III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Les volets de bord de fuite augmentent la portance en modifiant la cambrure de l ’aile et parfois aussi sa surface.

Les effets des volets de bord de fuite:• augmentation plus ou moins importante de la portance (en fonction du braquage utilisé)• augmentation importante de la traînée• augmentation de la sensibilité au vent

Réduction de la vitesse de décrochage

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Dispositifs les plus courants.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Utilisation normale des volets:

Décollageeffets recherchés:•

solution:

Atterrissageeffet recherché:• solution:

•diminuer la vitesse de décollage • garder une bonne accélération

Braquage limité des volets (1er cran)

diminution de la vitesse d ’approcheBraquage maximum des volets selon le vent.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Volets simples DR400

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Volets Fowler A380

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Volets à double fente EMB312

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-1 Les volets de bord de fuite

Volets Fowler A340

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

• III-1 Les volets de bord de fuite

• III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Les becs de bord d’attaque augmentent la portance en modifiant la cambrure de l’aile et parfois aussi sa surface.

Les effets des becs de bord d ’attaque:• augmentation plus ou moins importante de la portance (en fonction du type utilisé)• augmentation de la traînée• augmentation de la sensibilité au vent

Réduction de la vitesse de décrochage

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Dispositifs les plus courants.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Utilisation normale des becs de bord d ’attaque:

DécollageLes dispositifs amovibles ne sont, en général, pas utilisés.

Atterrissageeffet recherché:

solution: Déploiement maximum des becs.

•diminution de la vitesse d ’approche

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Becs de bord d’attaque

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Bec de bord d ’attaqued ’un Mirage 2000

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS III Les dispositifs hypersustentateurs

III-2 Les dispositifs de bord d ’attaque

Dent de scie sur le bord d ’attaqued ’une aile d ’Alphajet.

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

• IV-1 Les différents types de trains d ’atterrissage

• IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-1 Les différents types de train d ’atterrissageLe train classique:Le plus répandu aux débuts de l’aviation. Sensible au vent et visibilité limitée vers l ’avant plus difficile au sol et à l ’atterrissage.

2 jambes de train principal et 1 roulette de queue

CAP 230

G

L’angle de garde est d’une vingtaine de degrés pour éviter le basculement sur le nez (mise en pylône).

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-1 Les différents types de train d ’atterrissageTrain tricycle: Meilleure visibilité vers l’avant et moins sensible au vent.

2 jambes de train principal et 1 roulette de nez

Yak 18T

G

L’angle de garde est d’une quinzaine de degrés pour éviter le basculement sur la queue.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-1 Les différents types de train d ’atterrissageIl existe bien d’autres types de trains pour des applications particulières:• flotteurs ou coque (hydravions)• skis…Ci-dessous un exemple de train monotrace avec des balancines.

Harrier Gr7

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

• IV-1 Les différents types de trains d ’atterrissage

• IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

Un train est caractérisé par son empattement et sa voie:

L’empattement

La voie

est la distance entre le train principal et le train auxiliaire.

est la distance entre les deux jambes du train principal.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-2 Constitution d ’un atterrisseur1

2

3

4

5

1: Vérin hydraulique

2: Jambe de train

3: Triangle anti-vrillage

4: Amortisseur

5: Roues

Train auxiliaire de Mirage 2000

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS

IV Le train d ’atterrissageIV-2 Constitution d ’un atterrisseur

1: Vérin hydraulique

2: Jambe de train

3: Triangle anti-vrillage

4: Amortisseur

5: Roue

Train principal de Mirage 2000

Page 79: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

Le nombre de roues surune même Jambe de traind ’atterrissage est variable.Il peut aller de 1 à 6.

Train mono roue

Train principal de Mirage 2000

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

Train à 2 roues:diabolo

Train auxiliaire d’Embraer 175

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS IV Le train d ’atterrissage

IV-2 Constitution d ’un atterrisseur

Boogie 4 et 6 rouesTrain principal d’A380

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-1 Les axes du mouvement

x

y

z

A xe d e ro ulis

A xe d e lace t

A xe d etangage

Axe de tangage

Axe de roulis

Axe de lacet

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

Page 86: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-2 Le contrôle en tangage

Le contrôle en tangage est assuré par l’intermédiaire du manche ou du volant que l’on actionne

Si on pousse le manche,l’avion pique.

Si on tire le manche,l’avion cabre.

Le braquage de élévateurs est toujours symétrique.

d’avant en arrière.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-2 Le contrôle en tangage

Gouverne de profondeurou élévateur

CAP 10B

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-2 Le contrôle en tangage

Elévateurs

Page 89: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-2 Le contrôle en tangage

Le contrôle en profondeurest assuré par un empennage monobloc de type canard sur le Rafale.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

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Le contrôle en roulis est assuré par l’intermédiaire du manche ou du volant que l’on actionne

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-3 Le contrôle en roulis

Si on incline le manche à gauche,l’avion s’incline à gauche.

Si on incline le manche à droite,l’avion s’incline à droite.

de gauche à droite.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-3 Le contrôle en roulis

Les gouvernes correspondantes s’appellent des ailerons.

Le braquage des ailerons est dissymétrique

CAP 10B

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-3 Le contrôle en roulis

Sur ce Junkers 52,les ailerons occupent le bord de fuite de l’aile sur toute l’envergure.

L ’aileron est levé du côté de l’aile qui descend et il est abaissé du côté de l’aile qui monte.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

Page 95: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-4 Le contrôle en lacetLe contrôle en lacet est assuré par l’intermédiaire du palonnier que l’on actionne au pied

La gouverne de direction se trouve sur la dérive.On l’appelle parfois drapeau de la dérive.

en poussant à gauche ou à droite.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-4 Le contrôle en lacet

Si on met du pied à gauche,le nez part à gauche.

R R

Si on met du pied à droite,le nez part à droite.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-4 Le contrôle en lacet

Les avions de voltige ont des gouvernes de grande taille pour assurer une bonne manœuvrabilité.

CAP 10B

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-5 Les surfaces hybrides

Les gouvernes ne sont pas toujours séparées sur les trois axes.Le contrôle en tangage et en roulis est assuré par les mêmes gouvernes sur la dérive papillon de ce fouga magister.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-5 Les surfaces hybrides

Elévateur + volet

Elévateur + aileron = élevon

Mirage 2000

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

Page 103: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-6 Les effets secondaires des commandes

LA PROFONDEUR:

Effets primaires:•

Effets secondaires:•

Si on tire sur le manche, le nez de l’avion monte et la vitesse diminue.

Si on pousse sur le manche, le nez de l’avion descend et la vitesse augmente.

•le nez monte ou descend• la vitesse augmente ou diminue

•Aucun

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-6 Les effets secondaires des commandes

LE GAUCHISSEMENT:

Effets primaires:•

Effets secondaires:•

Si on incline le manche à gauche, l’avion s’incline à gauche et le nez part à droite.

Si on incline le manche à gauche, l’avion s’incline à gauche et le nez part à droite.

•l’avion s’incline à droite ou à gauche

•le nez part en sens inverse de l’inclinaison = lacet inverse

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-6 Les effets secondaires des commandes

LA DIRECTION:

Effets primaires:•

Effets secondaires:•

Si on met du pied à gauche, le nez de l’avion part à gauche et les ailes s’inclinent à gauche.

Si on met du pied à gauche, le nez de l’avion part à gauche et les ailes s’inclinent à gauche.

le nez de l’avion part à droite ou à gauche

les ailes s’inclinent dans le même sens que le déplacement du nez = roulis induit

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

Page 107: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-7 Le contrôle de la vitesse

La manette des gaz permet de contrôler la puissance du moteur.Pour accélérer on augmente la puissance et pour décélérer on réduit la puissance.

Pour obtenir une décélération efficace il faut utiliser un frein aérodynamique ou aérofrein.On peut aussi utiliser des spoilers montés sur les ailes.Ils sont utilisés sur les avions rapides et sur les planeurs.

Page 108: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-7 Le contrôle de la vitesse

Aérofrein de F86 Sabre

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-7 Le contrôle de la vitesse

Spoiler de Falcon 7X

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de volV-7 Le contrôle de la vitesse

Les aérofreins du Su 25 Frogfoot sont situés au bout des ailes.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-8 La compensation statique des gouvernes

Sur les surfaces mobiles il y a des efforts aérodynamiques. Si les gouvernes ne sont pas bien équilibrées, elles peuvent osciller dangereusement autour de leur axe.Pour éviter cela on les équilibre, avec des masselottes.La compensation des gouvernes permet de soulager les efforts du pilote pour les maintenir dans une position donnée (utilisation de tabs ou gouvernes déportées = compensateurs d’évolutions).Elle peut permettre également d’annuler le efforts pour maintenir une attitude donnée (utilisation de trims = compensateurs de régime).

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-8 La compensation statique des gouvernes

Tab réglab le au so l Tab réglab le en vo l

Exemples de dispositifs de compensation statique des gouvernes.

Compensateur d’évolutions

Compensateur de régime

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

• V-1 Les axes du mouvement

• V-2 Le Contrôle en tangage

• V-3 Le Contrôle en roulis

• V-4 Le Contrôle en lacet

• V-5 Les surfaces hybrides

• V-6 Les effets secondaires des commandes

• V-7 Le contrôle de la vitesse

• V-8 La compensation statique des gouvernes

• V-9 Les dispositifs de transmission

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Il existe trois types de transmission classiques pour les commandes de vol:• les transmissions directes par câble ou par bielles• les transmissions hydrauliques• les transmissions électriques

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

La transmission directe par câble métallique ou par bielle fut la première utilisée.

Elle est toujours employée pour les avions légers est pas trop rapides.

Les efforts aux commandes pour ces aéronefs restent raisonnables et une personne normalement constituée peut piloter ses appareils sans problème.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Transmission directe par câble pour la profondeur:

commande gouverneManche ou volant Elévateurs

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Transmission directe par câble pour le gauchissement:

commande

gouverne

Manche ou volant

Ailerons

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Transmission directe par câble pour la direction:

commandegouverne

Palonnier

Gouverne de direction

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

La taille, le poids et la vitesse des aéronefs ont augmenté les efforts aux commandes aussi.

Il faut assister le pilote dans les efforts à fournir on utilise l’énergie hydraulique.L ’action aux commandes est transmise par des bielles jusqu’à des servocommandes qui actionnent les gouvernes.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Servocommande

Bielle

Gouverne

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Il faut assister le pilote à l’aide d ’un ordinateur. Cela s ’appelle des commandes de vol électriques (CDVE) ou fly by wire (FBW).

Pour rendre les aéronefs plus manœuvrants (avions de combat) ou pour économiser du carburant (avions de ligne), il faut diminuer la stabilité des aéronefs. le pilotage devient délicat, voir impossible.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

PiloteCommandes(Manche et palonnier)

Ordinateuravec

modèle de vol

Moteurélectrique

Servo-commande

Gouvernes

Principe d ’une chaîne de commandes de vol électriques

Effort physique Signauxélectriques

Action hydraulique

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Les commandes de vol électriques apportent les avantages suivants:• rendre pilotables des avions instables• optimiser les actions aux commandes du pilote• supprimer la gestion des effets secondaires• interdire les sorties du domaine de vol• diminuer la consommation en croisière

Elles sont utilisées pour les avions de combat modernes et pour les avions de ligne. Elles feront prochainement leur apparition sur les jets d ’affaire.

Page 125: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS V Les commandes de vol

V-9 Les dispositifs de transmission

Servocommandes

Vérin hydraulique

Gouverne

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STRUCTURE DES AERONEFSSTRUCTURE DES AERONEFS

• I Composition générale d’un aéronef

• II Les différentes formules aérodynamiques

• III Les dispositifs hypersustentateurs

• IV Le train d’atterrissage

• V Les commandes de vol

• VI Structure de la cellule

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

• VI-2 Structure d ’un fuselage

• VI-3 Structure d ’une aile

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

T r a c tio n C o m p r e s s io nC is a ille m e n t

F le x io n T o r s io n F le x io n + to r s io n

Les principaux efforts auxquels est soumise la structure d ’un aéronef:

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Compression

Traction

Flexion des ailes d ’un planeur sous l ’effet de la portance.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Historiquement :• bois et toile• bois recouvert de contre-plaqué• structure métallique• matériaux composites• structures mixtes

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Structure en bois et toile:

Avantages:• le bois est à la fois souple et résistant• il est relativement facile à travailler• il s’assemble par collageInconvénients:• sensible à l ’humidité• évolue dans le temps• le revêtement doit être régulièrement refait

Page 132: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Les bois utilisés:• épicéa• acajou• frêne• sapin …Les toiles utilisées:• lin• coton• dacron ...

Pour les avions rapides on remplace le revêtement en toile par du contre-plaqué afin d’augmenter la rigidité de l’ensemble de la structure et de limiter les déformations aux grandes vitesses.Le bois résiste deux fois mieux à la traction qu’à la compression. Les semelles d’extrados des longerons sont donc plus épaisses que les semelles d’intrados.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Sopwith Triplane

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Structure métallique:

Avantages:• le métal est plus rigide et plus résistant• peut former des alliages selon les propriétés voulues• s’assemble par boulonnage, rivetage ou collageInconvénients:• plus ou moins sensible à la corrosion• se déforme irréversiblement sous forte contrainte • relativement lourd

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Les métaux utilisés:On utilise essentiellement des alliages pour obtenir à la fois légèreté, bonne résistance mécanique et résistance à la corrosion. Ils sont à base de:• aluminium (léger et résistant à l ’oxydation)• cuivre (résistant)• titane (résiste aux haute températures et fortes contraintes).

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

CM 170 Fouga Magister

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Structure en matériaux composites:

Avantages:• encaissent de fortes contraintes sans rupture ni déformations résiduelles• permettent de réaliser n ’importe quelle forme• insensibles à la corrosionInconvénients:• plus ou moins difficiles à polymériser• leur assemblage (collage, rivetage, boulonnage) peut être problématique

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Les matériaux utilisés:On utilise essentiellement des polymères (longues chaînes de molécules identiques) ou des résines. Les composants peuvent être divers: polyéthylène, résines époxy, fibres de verre,….

Les composants de ces matériaux sont en général très toxiques et leur manipulation n ’est pas sans risques pour les opérateurs et pour l ’environnement.

Page 139: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Page 140: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Page 141: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Structures mixtes:

Les raisons de l’emploi d’une structure mixte (alliant plusieurs des types vus précédemment) peuvent être diverses:• coût• disponibilité des matériaux• difficultés d ’usinage ou d ’assemblage ….Beaucoup d’avions de transport ou de combat modernes ont des structures mixtes métal - matériaux composites.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

Voilure et empennages en matériaux composites

Fuselage métallique

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

• VI-2 Structure d’un fuselage

• VI-3 Structure d’une aile

Page 144: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Structure en treillis:

Dans cette structure on constitue un squelette du fuselage à l ’aide de poutres en bois ou de tubes métalliques.

Les poutres traversant l’avion de la queue jusqu’au nez sont appelées longerons.Les autres sont appelées traverses.

L’ensemble est recouvert d’un revêtement non travaillant.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Longeron

Traverses

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Longeron

Traverses

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Structure Monocoque:

Dans cette structure on réalise un assemblage de cadres par l’intermédiaire d’un revêtement travaillant.

Les cadres sont des éléments de structure perpendiculaires à l’axe longitudinal (ligne de foi) de l’avion. Ils donnent la forme d ’une coupe du fuselage perpendiculairement à cet axe.

Les revêtement est dit travaillant parce qu’il participe de façon importante à la rigidité du fuselage.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Cadres

Revêtementtravaillant

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Cadres

Revêtementtravaillant

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Structure Semi-monocoque:

Dans cette structure on réalise un assemblage de cadres par l ’intermédiaire de longerons et de lisses. Le tout étant recouvert d ’un revêtement non travaillant.

Les lisses sont des tiges longitudinales reliant 2 ou plusieurs cadres. Elles assistent les longerons pour assurer la rigidité du fuselages mais elles sont bien plus petites.

Le revêtement est dit non travaillant parce qu’il ne participe pas de façon importante à la rigidité du fuselage.

Page 151: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Cadres

Longerons

Lisses

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronefVI-2 Structure d’un fuselage

Longerons

Cadre Lisses

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

• VI-1 Efforts appliqués sur un aéronef et matériaux de construction

• VI-2 Structure d’un fuselage

• VI-3 Structure d’une aile

Page 154: TECHNOLOGIE DES AERONEFS Structure des aéronefs Frédéric WILLOT

STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-3 Structure d’une aile

La structure la plus classique s’apparente à la structure semi-monocoque. Les cadres sont alors appelés des nervures.L ’aile peut-être alors mono-longeron ou multi-longerons.Le revêtement de l’aile est alors en général non travaillant.

Une autre structure classique est dite en caisson : un ensemble d ’éléments longitudinaux et transversaux forme des caissons recouverts par un revêtement travaillant.

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-3 Structure d’une aile

LongeronNervure

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

VI-3 Structure d’une aile

LongeronNervure

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STRUCTURE DES AERONEFS STRUCTURE DES AERONEFS VI Structure d’un aéronef

Montage d’un Airbus A340-600

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TECNOLOGIE DES TECNOLOGIE DES AERONEFSAERONEFS

Structure des aéronefsStructure des aéronefs

Fin