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PERFORMANCES A / B Séance 5 Dec 14th, 2006 Frédéric NICAISE

PERFORMANCES A / B Séance 5 Dec 14th, 2006 Frédéric NICAISE. Sommaire. Séance 5 → Rappels notions abordées lors de la séance 4 → Corrigé de la série d’exercices 3a → II-3 - Limitations atterrissage ( 032 04 06 00) Rappels de mécanique du vol Certification

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PERFORMANCES A / B Séance 5 Dec 14th, 2006 Frédéric NICAISE

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  1. PERFORMANCES A / B Séance 5 Dec 14th, 2006Frédéric NICAISE

  2. Sommaire Séance 5 →Rappels notions abordées lors de la séance 4 → Corrigé de la série d’exercices 3a → II-3 - Limitations atterrissage ( 032 04 06 00) • Rappels de mécanique du vol • Certification • Remise de gaz Moteurs et N-1 • Limitations exploitation • Limitations piste • Limitations obstacles en remise de gaz • Utilisation des CAP - Exercices associés → II-4 - Gestion du vol • Synthèse polaire • Rappels mécanique du vol  • Gestion du vol en montée ( 032 04 02 00) • Croisière - descente ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  3. Rappels séance 4 : Limitations en route Performance certification en route • Trajectoire nettes N-1 moteurs • Pente nette = pente brute – 1.1% #2 - 1.4 % #3 -1.6 % #4 • Trajectoires N-2 moteurs • Pente nette = pente brute – 0.3% #3 - 0.5 % #4 • Plafond N-1 moteurs • Plafond brut : vario 0 : altitude à laquelle rétablira l’avion suite à panne moteur • Plafond net : plafond atteint avec trajectoire nette / pente nette telle que pente brute pénalisée de 1.1 / 1.4 / 1.6 % ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  4. Rappels seance 4 : Limitations en route Performance en route : exploitation - Principe : On envisage la panne d’un réacteur (N-1) en tout point de la route, l’avion doit pouvoir poursuivre sa route en respectant les marges au dessus et la panne de (N-2) moteurs pour les quadri ou tri moteurs - Obstacles à considérer en croisière : tous les obstacles situés à 5 NM de part et d’autre de la route prévue - trajectoires nettes - Marges et méthodes de franchissement des obstacles • Règle classique • Down Hill Rule (DHR) ou drift down • Dans les 2 cas : 3 paramètres à déterminer - point critique - masse maxi au point critique - niveau de vol de rétablissement ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  5. Rappel seance 4 : Limitations en route : Panne N-1 moteurs : règle classique • Marge de 1000 ft au dessus de l’obstacle • Descente à pente mini soit à finesse maxi •  > 0 au dessus de l’obstacle - - point critique - masse maxi au point critique - niveau de vol de rétablissement ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  6. Rappel seance 4 : Limitations en route : Panne N-1 moteurs : règle Drift down Franchissement obstacles en descente avec Marge de 2000 ft au dessus de l’obstacle - point critique - masse maxi au point critique - niveau de vol de rétablissement ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  7. Rappels seance 4 : Limitations en route : Panne N-2 moteurs Cas des tri ou quadri moteurs • Règle des 90 minutes : • Un #3 ou #4 moteurs peut voler à + de 90 min d’un aérodrome accessible si (OPS 1.505) : • La traj nette N-2 moteurs permet de respecter la marge de 2000 ft au dessus du sol et des obstacles • Panne envisagée au point le plus critique de la route de l’avion • Traj nette N-2 moteurs permet de garantir un pente  > 0 à 1500 ft au dessus du terrain de detination • Vidange si procédure existe • Masse au moment de la panne #2 doit permettre d’inclure le carburant suffisant pour atteindre l’aérodrome de destination (1500 ft + palier de 15 min) ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  8. Rappels seance 4 : Limitations en route : Panne N-2 moteurs Cas des bi moteurs • Principe de base : OPS 1.245 Un #2 moteurs NE peut voler à + de 60 min vitesse N-1 moteurs d’un aérodrome adéquat • Règle dérogatoire : OPS 1.246 ETOPS (Extended Twin OperationS) Un exploitant peut être autorisé à exploiter des appareils Bi moteurs sur des routes telles que l’avion se trouve à plus de 60 minutes vitesse N-1 moteurs d’un aérodrome adéquat - autorisation 90 minutes - autorisation 120 minutes - autorisation 180 minutes ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  9. Décollage : Synthèse des paramètres opérationnels ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  10. Bilan Limitation décollage ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  11. Atterrissage : loi aérodynamique avant l’impact Tu + mg sin  = Fx Fz = mg cos   petit , cos  = 1, sin  =  Tu + mg  = Fx = 1/2SV2 Cx Fz = mg = 1/2SV2Cz   = - T/mg + Cx/Cz ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  12. Atterrissage : loi aérodynamique après l’impact : roulement Décélération • = 1/M (-Tu + fP + 1/2SV2 (Cx – fCz) • = 1/M (-Tu + Fx + f (P – Fz)) Distance de roulement D = V2 / 2  ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  13. Atterrissage : aspects règlementaires - Recherche de vitesses d’approche Vref la plus faible possible (longueur de piste, adaptation des réactions du pilote, resistances trains et pneus ….) Vref = 1.3Vs = 1.3  2 mg / SCz max - VMCL - Masse limitative atterrissage est la plus petite de : • Masse maxi structure atterrissage • Masse maxi piste atterrissage • Masse maxi pente remise de gaz ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  14. Atterrissage : aspects règlementaires : limitation piste atterrissage • JAR OPS 1.515 • Longueur de piste disponible : LDA • Distance requise atterrissage piste sèche : D (déterminée avec les abaques CAP 698 fig 4.28) : Ds * 1.67 < = LDA • Distance requise atterrissage piste mouillée : Dm = Ds * 1.15 Dm * 1.67 <= LDA • Turbopropulseurs : Ds * 1.43 < = LDA • CAP 698 fig. 4.28 ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  15. Atterrissage : aspects règlementaires : limitation piste atterrissage - Calculs et abaques distance atterrissage prenant en compte : - configuration atterrissage - Vatt à 50 ft > = 1.3 Vs - Zp - T° - 50% du vent de face et 150% vent arrière - pente piste si supérieure à +/- 2% • Cas particulier de la piste contaminée : Distance atterrissage requise = min (115% Ds, 115% Dpc (données approuvées AFM)) - Sélection de la piste à destination : prendre la plus pénalisante de : - piste la plus favorable avec air calme - piste attribuée fonction des prévisions de vent à destination → si piste air calme NC : sélectionner 2 déroutement avec respect règle ci dessus → si piste avec prévisions de vent NC : sélectionner 1 déroutement avec respect des 2 conditions ci dessus ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  16. Atterrissage : Réglementation 50 ft Distance d ’atterrissage sèche Longueur de piste requise sèche (Dist ATRx 1.67) Longueur de piste requise mouillée (Long. Req. Sèche x 1.15) Longueur de piste disponible (LDA) Longueur physique de la piste • Distance d ’atterrissage - longueur de piste requise ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  17. Atterrissage : aspects règlementaires : limitation Pente Remise de gaz - Pentes remise de gaz : - configuration atterrissage (JAR 25.119) : pente brute de 3.2% - tout moteur en fonctionnement – N1 T/O 8 sec après dde pilote - VMCL < vitesse montée = 1.2 Vs < max (1.3 Vs, VMCL) - considérant Zp aérodrome - considérant T° - configuration approche N-1 moteurs (JAR 25.121) : pentes brute de : 2.1% #2 2.4% #3 2.7% #4 - 1 moteur inop - Vapp < 1.5 Vs - trains rentrés - volets config approche - Zp / T° - CAP 698 : Fig 4.29 ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  18. Atterrissage : paramètres influençant les distances d’atterrissage • Vent : influence sur vitesse sol et distance de freinage • Température : influence sur poussée, pentes et performance Remise de Gaz • Zp : poussée N1, pentes et performances RdG Vsol / TAS supérieures donc distances freinage plus longues • État piste (mouillée, contaminée): influence distances de freinage • Braquage volets : influence pentes RdG et distance d’atterrissage • Masse avion ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  19. Atterrissage : utilisation du CAP 698 • Détermination masse limitative atterrissage : • Limitation piste : fig 4.28 • Limitation pente RdG : fig 4.29 • Détermination poussée N1 GA (RdG) : fig 4.12 • Détermination Quick Turnaround : Masses atterrissage limitatives pour les temps d’escale et demi tour rapide : fig 4.30 • Temps de refroidissement freins : fig 4.31 ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  20. Bilan des limitations ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  21. Bilan des limitations ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  22. Montée : Aérodynamique / coefficient de portance ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  23. Montée : Aérodynamique / coefficient de trainée ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  24. Montée : Aérodynamique Tu = Fx + mg sin  Fz = mg cos   petit , cos  = 1, sin  =  Tu= Fx + mg = 1/2SV2 Cx + mg  Fz = mg = 1/2SV2Cz   = (Tu – Fx)/mg  = Tu/mg - Cx/Cz  = Tu/mg - 1/f ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  25. Montée : Aérodynamique ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  26. Montée : vitesse de meilleure pente  Vitesse de pente maxi (réacteurs) Vitesse de pente maxi (helices) ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  27. Régimes de vol / Plafond de propulsion - 2 cas de vol possibles à Wu - à faible TAS (2e régime) - à forte TAS (1er régime) - La vitesse de finesse max (Tn mini) sépare les 2 régimes de vol - Wu diminue avec l’altitude, il existe une altitude maxi à laquelle Wu max = Wn mini = mg / f max → Plafond de propulsion ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  28. Régimes de vol / Plafond de propulsion REACTEURS HELICES ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  29. Montée : paramètres influençant la pente  = (Tu – Fx)/mg • Masse • Configuration • Zp • Acceleration • Vent (angle de montée /sol) ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  30. Montée : vitesse de meilleur vario Vz = V sin  = V  Vz = V ( Tu – Fx) / mg Vz = (Wu – Wn) / mg ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  31. Montée : vitesse de meilleur vario ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  32. Montée : paramètres influençant le vario Vz = (Wu – Wn)/mg • Masse • Configuration • Zp ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  33. Montée : rappels Aérodynamique / polaire Hélice ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  34. Montée : Rappels Aérodynamique / polaire réacteurs ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  35. Montée : rappels Aérodynamique ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  36. Montée : Rappels aérodynamique ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  37. Montée : choix des régimes de montée • Montée à meilleure vitesse ascensionnelle Vz • Montée à pente maximale  • Montée à meilleure consommation – distance Cd • Montée normale : montée réalisant le meilleur compromis temps – distance - consommation ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  38. Descente : Rappels aérodynamique Tu + mg sin  = Fx Fz = mg cos   petit , cos  = 1, sin  =  Tu + mg  = Fx = 1/2SV2 Cx Fz = mg = 1/2SV2Cz   = (Fx - Tu)/mg  = Cx/Cz – Tu/mg  = 1/f - Tu/mg Vz = (Wu – Wn)/mg ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  39. Croisière : aérodynamique • Tu = Fx =1/2SV2 Cx propulsion • Fz = mg = 1/2SV2Cz sustentation Tu/mg = 1/f • Ou • Tu = 0.7PsSM2Cx • Fz = 0.7PsSM2Cz • Trainée totale = trainée de profil + trainée induite • Cxi = Cz2 /  ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  40. Croisière : Propulsion - altitude d’accrochage Maxi continu Maxi CRZ Mb Mc Mh Si Mvisé < Mc en 2eme régime, on n’a plus d’excédent de poussée utile pour contrer la traînée donc nécessité d’augmenter la poussée ou descendre pour avoir un excédent de poussée supplementaire ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  41. Croisière : Sustentation Fz = 0.7PsSM2Cz Au plafond : Ps = mg / 0.7 SM2 Czmax dépend de la masse et du Mach ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  42. Croisière : Consommations • Consommation spécifique (propre au moteur) : Csp = Kg / N / Heure • Consommation Horaire : Ch = Kg/Heure Ch = Csp * T • Consommation distance : Cd = Ch / Vs Cd = Csp Smg/2 * Cx /  Cz → Cd mini si Cx /  Cz mini ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  43. Croisière : Rayon d’action spécifique Rs = 1 / Cd Rs Maxi à Mach maxi Range ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  44. Croisière : Long Range • Mach Long Range > Mach Maxi Range • Rs diminué de 1% • Gain temps • permet de rester au dessus du Maxi Range ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

  45. Croisière : Altitude optimale ATPL18 -032 – seance5 - F.NICAISE – Dec06

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